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美癌症基因组图谱计划宣告完成

【2015-02-02】

nature:“10,000个癌症基因组计划”美癌症基因组图谱计划宣告完成----未来或从基因组测序向功能分析转移

在美国大型癌症基因组计划告一段落后,卵巢癌是还将进行集中测序的若干肿瘤类型之一。

 

美国一项从遗传学角度描述1万个肿瘤的庞大计划日前正式落下帷幕。作为在2006年开始的一个斥资1亿美元的试点项目,癌症基因组图谱(tcga)如今是国际癌症基因组联盟中最大的组成部分,该联盟由来自16个国家的科学家组成,已经发现了近1000万个与癌症相关的基因突变。旨在绘制出1万个肿瘤基因组景观图谱的美国重大科研项目——“癌症基因组图集”(the cancer genome atlas,tcga)计划已正式宣告结束。这一于2006年启动,耗资1亿美元的研究项目现在是国际肿瘤基因组协作组(icgc)研究计划最大的组成部分,来自16个国家的科学家们相互协作已发现了近1000万个癌症相关突变。

现在最大的问题是下一步要做什么。一些研究人员希望继续将焦点放在测序上;另一些研究人员则更愿意扩展他们的研究工作,来探索发现的一些突变影响癌症形成与发展的机制。

这项计划的早期倡导者、冷泉港实验室负责人bruce stillman说:“tcga应该告竣并宣布取得胜利。但总是会有一些新的突变被发现与某种特定的癌症相关。问题是:成本收益比率如何?”

这一最初预期三年的计划,延长了5年多的时间。2009年,它获得了来自美国国立卫生研究院追加的1亿美元以及来自联邦刺激基金的1.75亿美元资金资助。这一计划一开始便面对着重重困难。在当时,测序技术只适用于快速冷冻的新鲜组织。病理学家对大多数的临床活组织标本都是采用石蜡包埋及染色方法进行检测。美国国家癌症研究所(nci)办公室主任louis staudt说,寻找及购买新鲜组织样本成为这一项目最大的经费支出。

数据的复杂性也是一个问题。尽管有一些“驱动突变”被视作为有可能是癌症形成的贡献者,大多数的突变形成了令人困惑的遗传异常大杂烩,肿瘤之间少有共同点。对靶向这些驱动突变的药物进行测试很快揭示出了另一个问题:癌症往往会通过激活不同的基因来绕过治疗阻断的细胞过程,由此很快产生耐药。

约翰霍普金斯大学癌症遗传学家bert vogelstein说,尽管存在这些困难,tcga仍使得癌症研究的几乎各个方面都得以受益。这些数据提供了一些新的方法进行肿瘤分类,并指出了从前未知的一些药物靶点和致癌物。某些研究人员认为测序仍然可以提供许多的东西。2014年1月,针对来自21种癌症的突变数据进行统计分析的一项里程碑研究表明,测序有潜力找到一些临床上有用的突变(延伸阅读:nature里程碑成果:解析21种癌症基因组 )。

12月2日,staudt宣布在tcga完成后,美国国家癌症研究所将继续集中测序三种癌症:卵巢癌、大肠癌和肺腺癌的肿瘤。并计划在评估完这一额外研究工作的成果之后,再决定是否增加更多的癌症。

扩大范围

而这一次,这些研究将会整合患者健康、治疗史以及对治疗反应等详细的相关临床信息。由于研究人员现在可以利用石蜡包埋的样品,他们可以挖掘来自以往一些临床实验的数据,并研究某些突变影响患者预后以及对治疗反应的机制。staudt说,美国国家癌症研究所将发起号召,建议采用tcga建立的一些方法和分析流程来测序某些临床实验中取得的样本。

加拿大安大略癌症研究所所长tom hudson说,国际肿瘤基因组协作组的其他人士,预计会在二月发布第二波项目的早期计划,有可能会采取相似的做法。几个国家中迫切希望能够控制住医疗保健费用的政府资助者已普遍接受,集中力量寻找使得肿瘤对治疗产生反应的序列。“癌症治疗非常的昂贵。我们的当务之急是要知道哪些患者将对一种昂贵的药物产生反应。”

美国国家癌症研究所还支持建立一个数据储存库,不仅收集来自它自身研究项目的数据,还可汇集来自国际研究工作的数据。staudt说,其目的是为让更广泛的研究人员能够存取数据及获得一些分析工具。目前,癌症基因组学数据占据大约20千万亿字节(petabytes),其太过庞大及难于处理,只有一些具有卓越计算能力的研究机构能够访问它们。即便这样,只是下载它们都需要四个月的时间。

staudt承认,无法指望联邦刺激资金来推动这些计划,但更廉价的测序以及能够利用生物银行活组织标本将降低成本。他说:“基因组学是我们大多数癌症研究工作的中心。现在我们可以更直接的方式来提出一些问题。”

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