奥巴马总统呼吁启动10亿美元的国家登月计划,以加速癌症研究,“让美国成为一个彻底治愈癌症的国家”,他指望副总统乔·拜登(Joe Biden)来领导这项工作。188bet体育网址
拜登的领导能力——毫无疑问是受到他的儿子博于2015年死于脑癌的鼓舞——包括参加重要的专业癌症研究会议,并成立了副总统癌症研究基金的特殊机会。188bet体育网址该基金鼓励科学家、医生、倡导者、慈善组织以及生物技术和制药行业的代表一起工作,共享数据,以产生新的想法和新的突破。
这种合作一直是许多美国人基本不知道的一个项目的重要组成部分:癌症基因组图集(TCGA)。成立于2005年,由国家癌症研究所和国家人类基因组研究所188bet体育网址TCGA将癌症研究数据公开提供给研究界,188bet体育网址以加速对该疾病的分子基础的理解,并为潜在的新疗法提供途径。尽管该项目已进入最后一年,但它对癌症科学做出了无价的贡献,并为通过新的合作项目进行进一步探索奠定了基础。MD安德森通过领导和参与TCGA相关研究,在TCGA的形成到现在发挥了不可或缺的作用。
来自癌症基因组图谱和其他研究的数据“已经澄清,癌症是一种基因组疾病,”国家癌症研究所(NCI)代理主任Douglas Lowy医学博士和国家癌症研究所(NCI)主任Francis Collins医学博士、博士写道美国国立卫生研究院(NIH) 2016年5月19日发表在《新英格兰医学杂志》上。“越来越明显的是,知道特定肿瘤中存在的驱动突变往往比知道它来自哪个器官系统更重要。”基因组技术还表明,尽管每个肿瘤在分子上都是独特的,但某些途径会反复受到影响——这些发现为针对这些途径的新一代药物的设计和使用提供了信息。”
“每天激励我的是这样一种想法:在这些数据集的某个地方,如何改善病人的治疗结果的答案可能被埋没了,”Roeland Verhaak博士说,“这就是最终的结果。”
数据海啸
TCGA的起源部分可以部分地追溯到John Weinstein,M.D.,Ph.D.,职位生物信息学和计算生物学MD安德森。但这几乎没有发生。
当我们在NCI工作的Weinstein时,它开始于1991年开始,计划休息一天。然后他记得他的老板在那天在大轮上说话。上班是一个偶然的决定,将导致韦恩斯坦追求重要的数据相关方案,最终会影响创建TCGA。
“在他的谈话中,我有一个想法,导致我的实验室小组被认为是NCI-60的全面分子分析,一套NCI使用的60种人癌细胞系,以筛分超过100,000种化合物,加上天然产品,对于抗癌活动,“Weinstein说。
他称超新星因这些早期的努力而导致的数据促成了“数据海啸”,并将TCGA的比较成为“12,000平方棋子的患者样本”。
他说:“它为我们提供了一个关于解决基因组游戏规则的背景,并产生有用,潜在的显着结果,有益癌症患者及其家庭的背景。”
这些结果可以为研究人员提供肿瘤如何发展的新视角,并为188bet体育网址新的治疗方法指明方向。温斯坦经常被称为“后基因组生物学的先驱”,部分原因是他的另一项发明:聚集热图。这些地图使研究人员能够在海量数据中188bet体育网址可视化模式,并更快地利用它们。聚集热地图已经出现在成千上万的出版物中,温斯坦的团队现在已经开发出“下一代聚集热地图(NG-CHMs)”,它可以像谷歌地图一样放大和导航。NG-CHMs通常用于TCGA中许多不同类型癌症的数据。
今天,TCGA正在进行一项大规模的努力,研究30多种不同癌症类型的基因组变化。根据生物信息学和计算生物学助理教授Rehan Akbani博士的说法,MD Anderson是“TCGA的每一个疾病工作组的重量级人物和自豪的参与者”。
“MD安德森基因组数据分析中心(GDAC)已经成为基于反相蛋白质阵列(RPPA)的TCGA蛋白质组学数据和分析以及批效应分析和数据质量控制的首要提供者,”Akbani说。
批效应是指在使用不同的计算机系统、实验室程序和数据收集方法聚合来自多个机构的数据时,由于技术因素而产生的发现和结果。MD Anderson的批效应评估工作有助于确保全球研究机构通过TCGA研究的数据是准确和一致的。188bet体育网址RPPAs涉及对数千个样本同时进行蛋白质分析,从而测量蛋白质表达,以及蛋白质修饰,如磷酸化,开启和关闭蛋白质酶。
Rehan Akbani博士说:“TCGA的真正价值可能要到几年以后才会被认识到。就像John Weinstein说的那样,‘挖掘所有这些信息是一代人的工作,虽然这个项目已经结束,但它仅仅是个开始。’”
找到了宝藏
通过巨大的数据来筛选通常被称为“挖掘”,科学家们是寻求宝宝寻求者,以寻求有价值的掘金,这将导致更好地了解癌症的分子运作。
MD Anderson调查员在采矿TCGA数据方面取得了重大成功,并与全球癌症研究机构的多个合作伙伴合作,对癌细胞的分子细胞进行了重要发现。188bet体育网址
“MD Anderson的188bet体育网址研究人员不仅在领导层面上对癌症基因组图谱做出了贡献,帮助确保它的成功,而且我们还参与了以tcga为基础的研究,并作为主要研究人员,这些研究为癌症诊断和治疗开辟了新的可能性,”说安德森医学中心主席Ronald DePinho医学博士“我为这一开创性项目所付出的努力感到自豪,我知道在未来许多年里,我们将继续受益于这些数据。”
关于两个侵略性癌症的启示
Roeland Verhaak博士是生物信息学和计算生物学副教授,他领导了基于TCGA数据的研究,发现了两种侵袭性癌症的惊人发现。188bet体育网址
今年早些时候,Verhaak发表了由圣保罗大学RibeirãoPreto医学院和哥伦比亚大学联合主导的研究的调查结果,揭示了一些关于弥漫性胶质瘤的新信息,这些信息是在某些成人脑癌患者中发现的。
通过分析TCGA数据,该团队从患者样本中定义了一套完整的胶质瘤相关基因,并使用分子图谱来改进疾病分类。他们能够识别分子相关性,并为从低级到高级的疾病进展提供见解。
由Verhaak和密歇根大学的同事领导的另一项研究,揭示了关于肾上腺皮质癌(ACC)的重要新发现,这是一种罕见的癌症,通常预后不良。
来自39188bet体育网址个国际机构的研究人员检查了来自四大洲的91个ACC肿瘤样本,观察到“大量”DNA丢失,随后全基因组加倍(WGD)。当肿瘤细胞获得整个基因组的额外副本时,就会发生WGD。研究人员188bet体育网址发现,WGD与侵袭性临床过程有关,这表明它可能是疾病进展的标志。他们推测,如果他们能在未来的临床前研究中禁止WGD,肿瘤的生长可能会放缓。
在2017年初TCGA结束后,新的NCI基因组计划将通过NCI的癌症基因组学中心(CCG)继续建立在TCGA的成功基础上,使用相同的合作模式进行大规模基因组分析,并公开基因组数据。
RNA编辑和性别对癌症的影响
生物信息学与计算生物学副教授韩亮博士的研究也依赖于TCGA数据。188bet体育网址
一项研究评估了来自17种不同癌症类型患者的6226份样本,揭示了肿瘤组织与正常组织中RNA编辑事件的新信息,并提供了证据
RNA编辑可以选择性地影响药物敏感性。
这项研究发现为理解为什么有些人活得更长或对治疗反应更好的生物学原因开辟了另一条途径。
由梁领导的另一种与TCGA相关的研究针对与性别和癌症相关的先前未知的差异。梁回顾了13种癌症类型,并为一个人的性别如何影响不同的癌症而提供了新的分子理解。研究显示188bet体育网址了两个
与癌症发病率和死亡有关的癌症型组,表明“压迫需要”,为某些癌症制定性别特异性治疗策略。
“这是一个至关重要的发现,因为患有许多癌症类型的男性和女性和女性患者通常以类似的方式处理,而无明确考虑他们的性别,”梁说。
为未来的发现奠定基础
像TCGA和新的全国月亮射击倡议一样,MD安德森的月亮射击计划强调合作。
“MD安德森GDAC和TCGA社区整体都是丰富的数据来源,分析工具和MD Anderson Moon Shots计划的专业知识,”Weinstein说。
“MD Anderson调查人员是GDAC的成员也参与了几乎所有MD Anderson的月亮镜头的研究。”188bet体育网址
梁先生在他的调查中直接与月亮射击,这在癌症形成背后的意外类型的新型司机产生了新的洞察力。
他解释说:“有了这些知识,登月计划就可以专注于这些车手赛事,并评估如何利用它们在临床环境中造福更大群体的患者。”
梁认为,TCGA也“为全国月亮举行倡议奠定了坚实的基础”,仍处于其形成阶段。
“在某种意义上,TCGA对不同类型癌症的分子驱动因素进行了分类,”他说。但使用这些司机指导病人护理的最佳方式仍不清楚。各机构需要共同努力
将TCGA确定的关键驱动因素纳入临床试验。”
癌症基因组阿特拉斯术语表
基因组生物体内的全套DNA(遗传物质)。
几乎人体的每个细胞都含有基因组的完整副本。基因组包含了一个人发育和成长所需的所有信息。研究基因组可以帮助研究人员了解不同类型的癌症是如何形成的188bet体育网址
应对处理。这可能会带来诊断、治疗和预防癌症的新方法。
癌症基因组图集已经生成了33种癌症关键基因组变化的全面多维地图。
TCGA的数据集是2.5个数据的数据,描述肿瘤组织和来自超过11,000名患者的正常组织。它可供公众使用,并被研究界广泛使用。188bet体育网址
pb有多大?1拍字节等于9000亿页纯文本。根据《纽约时报》一篇关于科学和数据的报道,这大约相当于7.99亿本《白鲸记》。
基因组数据分析中心(GDACS)
来自阵列和第二代测序技术的海量数据必须在数千个样本中进行集成。
这些中心为整个研究界提供了新颖的信息工具,以方便更广泛地使用TCGA数据。188bet体育网址MD安德森是两个GDAC的家。
基因组特征中心(GCCs)负责对TCGA项目研究的肿瘤中发现的所有基因组变化进行特征分析。GCCs使用最先进的技术来分析与癌症有关的基因组变化,并将这些数据提供给癌症研究团体。188bet体育网址
MD安德森在癌症中的作用基因组阿特拉年代
MD Anderson在建立TCGA的基因组特征中心方面发挥了主导作用。去rdon Mills, M.D., Ph.D., chair of Systems Biology, heads up the Proteomics GCC, which is aimed at improved analysis of cancer cell proteins with the goal of identifying proteins that could be used as drug targets or biomarkers for screening and diagnosis.
MD Anderson还引导了TCGA的七个基因组数据分析中心的两个,它与GCC一起开发工具,帮助研究人员处理和整合大量数据分析188bet体育网址
穿过整个基因组。
MD安德森的主要调查员和两个gdc的合作pi是Weinstein, Akbani, Mills和Al Yung,医学博士,教授神经肿瘤学.