The Innovation | 用系统生物学的观点鸟瞰肿瘤易感基因

导

读

科学家把可引起癌症发生风险增加的基因称为肿瘤易感基因（Cancer susceptibility gene, CSG）。随着科技的进步，更多的肿瘤易感基因正在被确认，但它们在人类基因组中的位置、受影响的癌症类型尚无系统性总结。整理目前最新的肿瘤易感基因列表并作出系统性分析，有望为个性化的癌症预防提供新的契机。

图1 肿瘤易感基因列表更新及系统性分析

癌症易感基因（CSG）是一类可引起癌症发生风险增加的基因。通过检测一个人的CSG概况，可以评估其癌症风险，并为个性化癌症预防和治疗提供启示。

随着技术的发展，目前发现了许多与癌症发生风险增加相关的基因。尽管这些基因大部分还没有被证明会导致癌症，也还没有被应用于临床，但对目前CSG的全面总结有助于熟悉该领域的进展，为遗传咨询提供一个参考基因列表，并为挖掘潜在的癌症预防靶点作出系统生物学准备。

在本研究中，我们总结了目前报道过与癌症风险相关的CSG名单并构建检索数据库(https://csgs.sequenxe.com/)  (图1)。我们发现由此产生的CSG列表比2014年报告的114个CSG增加了6倍，约占人类蛋白质编码基因的3.5%。与研究人员前期研究发现一致，CSG分布在人类的每条染色体上，但在更新的列表中，我们发现特定染色体区域的CSG密度更高。染色体中CSG与编码基因的比例从Y染色体的0.17%到6号染色体的1.45%不等。1号染色体拥有最多的CSG，这与它是人类最大的染色体关系紧密。自2014年以来，Y染色体上没有发现新的CSG。

图2 肿瘤易感基因肿瘤致病性的解剖学分布特征

我们进一步研究了与每个CSG相关的癌症类型的数量。CSG可与多种癌症风险相关。此外，目前还不知道人体哪些解剖学系统受肿瘤遗传性基因的影响更大。根据人类的解剖系统对癌症类型进行分类，例如生殖系统的癌症包括乳腺癌和卵巢癌等。然后，将个体在该系统中易患癌症的CSG数量相加。我们发现人体中受肿瘤易感基因影响最大的是生殖系统，其次是消化和免疫系统 (图2）。回答为什么这些系统有更多的癌症遗传风险有望为未来肿瘤易感基因研究提供参考。

针对人类组织中的性别差异性CSG表达谱尚无报道。通过将CSG映射到最近发表的性别差异转录组，我们发现77%的CSG在GTEx数据库报道的人类组织中没有性别差异性表达。研究表明，某些CSG只在特定组织内有性别差异性表达（图3）。这些发现表明，一些CSG可能以性别特异的方式使患者易患癌症，从而提供了一个基于肿瘤易感基因的性别差异性癌症预防方向。

图3 性别差异表达性肿瘤易感基因的组织分布和表达谱

总结与展望

科学家们对CSG的研究仍在继续。随着先进的计算工具在医学研究中的应用，如机器学习和深度神经网络，更多的CSG将被发现。随着我们对CSG如何影响遗传性癌症风险理解的提高，个性化的癌症预防以及治疗方案将为提高人民健康褔祉作出重要贡献。

责任编辑

高义舟   中国科学院上海巴斯德研究所

杨   赓   浙江大学

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(22)00073-X

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第三卷第五期以Commentary发表的“Cancer susceptibility genes: update and systematic perspectives” (投稿: 2022-03-25；接收: 2022-06-13；在线刊出: 2022-06-28)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100277

引用格式：Shi X., Young S., Cai K., et al. (2022). Cancer susceptibility genes: update and systematic perspectives. The Innovation. 3(5),100277.

作者简介

Grant Morahan，教授，现任西澳大利亚大学帕金斯医学研究所临床科学部的科学负责人和糖尿病研究中心主任。曾任澳大利亚维多利亚州免疫学会首任主席，亚澳地区免疫学会委员；世界I型糖尿病基因学联盟(T1DGC)领导委员会成员；亚太地区I型糖尿病基因网络项目首席研究员；国际F1000专家；复杂表现型国际联盟创始人之一。Grant教授的研究领域包括人类I型糖尿病基因学以及动物模型；哮喘病、肥胖症、神经脱髓鞘病、心脑血管病以、癌症及疟疾病基因学；免疫系统耐受机理的特性；单克隆抗体的产生机制等领域。迄今为止，发表学术论文共计200余篇，其中多篇发表于国际顶级科学学术期刊Nature、Science、Lancet、Nature Genetics、PNAS。

杨家亮，博士，现任元码基因科技（北京）股份有限公司副总经理、首席信息官、中国海洋大学特聘教授。他的研究领域包括肿瘤基因检测、癌症早筛、人工智能和大数据挖掘在肿瘤和衰老研究中的应用等。迄今为止，发表学术论文共计130余篇，其中部分文章发表于顶级科学期刊Science、Cell Metabolism、Nature Communications、Molecular Biology and Evolution等。主导研发原发灶不明转移癌组织溯源、医学图像分析等产品，申请10余项发明专利和多项软件专著。

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The Innovation 是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊：向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现，鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者来自全球46个国家/地区；每期1/4-1/3通讯作者来自海外；已被107个国家/地区作者引用。目前有193位编委会成员，来自21个国家；50%编委来自海外；包含1位诺贝尔奖获得者，33位各国院士；领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ，ADS，Scopus，PubMed，ESCI，INSPEC等数据库收录。秉承“好文章，多宣传”理念，The Innovation在海内外各平台推广作者文章。

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