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原文
bioRxiv Genomics· Toong, P. J., Boushaki, S., Zhao, S. J., Brough, R., Song, F. F., Krastev, D. B., Black, D., Rinaldi, G., Badja, C., Degasperi, A., Czarnecki, J., Memari, Y., Davies, H., Huebschmann, D., Glimm, H., Froehling, S., Tutt, A. N. J., Pettitt, S., Lord, C. J., Koh, G. C., Nik-Zainal, S. ·· 1 天前评分67

核糖核苷酸切除修复缺陷的全基因组特征与治疗脆弱性

Global signatures of Ribonucleotide Excision Repair deficiency and its therapeutic vulnerabilities

导读

Toong 等在 bioRxiv 报告,核糖核苷酸切除修复(RER)缺陷产生一组由插入缺失、替换与结构变异构成的全基因组突变特征。作者据此构建 RERDetect 全基因组分类器,在 11,000 余例原发与转移性肿瘤中识别出 RER 缺陷样本,多数未检出 RNASEH2 基因改变而以 RNASEH2C 启动子高甲基化失活。这些细胞对 EXO1 与 FANCM 抑制敏感。

深度解读

利用DNA修复缺陷制造“合成致死”,是精准肿瘤学最成功的路径之一:PARP抑制剂与BRCA1/2缺陷的合成致死关系已在临床得到验证,多个药物先后获批用于乳腺癌和卵巢癌[1]。此后研究不断拓宽可靶向的缺陷谱,例如BRCA1缺陷细胞对外切核酸酶EXO1的依赖被证明是关键治疗弱点[2],去帽蛋白EDC4失活则可“表型模拟”BRCA1缺陷,其功能缺失突变还见于BRCA1/2突变阴性的乳腺癌[3]。相比之下,负责清除错误掺入基因组的核糖核苷酸的核糖核苷酸切除修复(RER),其机制主要在大肠杆菌和古菌中解析,均由RNase H家族酶启动修复[4][5],而这条通路在人类肿瘤中是否失活、如何识别,长期缺乏工具。更普遍的困境在于,不少具有临床可操作性的修复缺陷状态缺乏稳健的生物标志物,也无法通过基于基因的诊断发现。

这项研究首先证明,RER缺陷会在全基因组层面留下独特的突变“疤痕”,由特征性的插入缺失、碱基替换和结构变异信号共同组成。据此作者开发了全基因组分类器RERDetect,并应用于11000余例原发和转移性肿瘤,在多个癌种中识别出一批反复出现的RER缺陷肿瘤,其中大多数并无RNASEH2基因上可检出的遗传改变;进一步分析发现,RNASEH2C启动子高甲基化是通路失活的一种反复出现的机制——据报道,该基因编码RNase H2复合物的一个亚基[6]。功能上,RER缺陷细胞对EXO1和FANCM的抑制表现出明显敏感。

这一工作的推进体现在两个层面。其一是诊断策略:由于多数RER缺陷肿瘤并不携带RNASEH2突变,常规基因诊断会将其漏掉,而RERDetect直接从突变谱读出功能状态,与EDC4研究所提示的“BRCA突变阴性病例中仍可能存在BRCA1样缺陷”[3]形成呼应,说明突变疤痕能够捕捉逃逸基因诊断的肿瘤表型。其二是治疗版图:EXO1依赖此前作为BRCA1缺陷细胞的治疗弱点被提出[2],本文显示RER缺陷细胞同样对EXO1抑制敏感,提示这一靶点的适用背景比原先认识的更宽,FANCM抑制则提供了另一个潜在切入点。

当然,悬而未决的问题仍在:摘要未给出RER缺陷肿瘤在各癌种中的确切比例及其临床病理意义;RERDetect依赖全基因组数据,在以靶向Panel为主的常规检测中如何落地尚待解决;EXO1与FANCM的敏感性目前见于细胞层面,能否转化为患者获益仍有待验证。

来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org

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