皮肤黑素瘤是欧洲人的常见癌症，而在粘膜和手足部（肢体末端表面）发生的黑素瘤在世界范围都有发生。本研究报道了首个黑素瘤的皮肤、粘膜和肢端亚型的全基因组测序分析。研究发现皮肤亚型黑素瘤的编码区、非编码区的大量突变主要由紫外线辐射导致，而肢端粘膜亚型则主要受结构变异及一种病因未知的突变特征所主导。受非编码区复发突变影响的基因数量与受编码区复发突变影响的基因数量相似。发现的显著突变基因包括皮肤黑素瘤的 BRAF、CDKN2A、NRAS、TP53，肢端黑素瘤的BRAF、NRAS、NF1，粘膜黑素瘤的SF3B1。研究发现影响TERT启动子的突变非常普遍，但它们和ATRX突变都与端粒长度无显著相关。研究还发现大多数黑素瘤都存在潜在可靶向的突变。本研究揭示了黑素瘤亚型的多种致癌过程，且将致病的可能性扩展至非编码基因。 文章题目：Whole-genome landscapes of major melanoma subtypes
研究人员：Melanoma Institute Australia, The University of Sydney
加热搅拌反应釜
发表时间：2017/05/03
太阳能灯笼
期刊名称：Nature推拉活动护栏
影响因子：40.137
研究背景
TCGA先前对黑素瘤的研究没有涉及到在肢端、粘膜和眼睛发生的亚型，并且是外显子和低通量的全基因组测序，有较大的局限性：突变过程的特征及结构变异的研究都十分有限，外显子之外的序列也未能考察到。其它涉及肢端、粘膜黑素瘤的测序研究亦受到样本大小限制，或仅局限于外显子测序。
陶瓷球
紫外辐射导致的黑素瘤基因组具有最高的突变负荷，以C>T核苷酸转换特征为主。而非紫外辐射导致的黑素瘤缺乏这些特征，点突变的数量更少，更常出现在肢端和粘膜等部位。在所有亚型中阐明突变过程和基因组驱动因素是黑素瘤预防和靶向获得进展的关键。
研究方法
样本选择：
来自Australian melanoma biospecimen banks的新鲜、冷冻的组织和血液样本：183 黑素瘤样本——包括75例原发肿瘤，93例转移性肿瘤和15例来自转移肿瘤的细胞株。其中有35例肢端恶性黑素瘤（起源于手掌，脚底或指甲的手或脚），8例黏膜或其他的皮肤
测序方法：
全基因组测序 —— Illumina Hiseq 2000 instruments
非编码突变的超深度定制扩增子测序——Illumina TruSeq Custom Amplicon V1.5
外显子测序——提取：Illumina TruSeq Exome Library Prep Kit ；测序 ： Illumina HiSeq2000 platform
RNA测序——提取：mirVana miRNA Isolation Kit ；测序：2 × 75 bp paired-end reads on an Illumina Hiseq2000.
TERT启动子——直接PCR扩增和Sanger测序；AbiPrism3130xl Genetic Analyzer
研究成果
突变负荷
如图1，显然，对突变（包括替换、插入缺失，SNV）数量而言，肢端和粘膜黑素瘤突变数量显著少于皮肤黑素瘤，皮肤亚型中的SNV和indel频率几乎是另外两种亚型的18倍(t-test, P< 1×="">-7) 。而对于结构变异，肢端和粘膜亚型（平均342.40）比皮肤亚型（平均101）有着更高的频率(t-test, P< 1×="">-6) 。此外，皮肤和粘膜亚型还有着更大比例的拷贝数变异，还有更多的区域扩增、及更多的基因组呈现非整倍性。
图1 突变负荷
突变谱和紫外辐射
采用Alexandrov及其团队发表的方法对突变进行分解得到12个突变特征（其中主要突变特征为：Signature 7a——TpC 的C>T替换、Signature 7b —— CpC 和CpC的C>T替换、Signature 7c——高水平T>C /T>A 突变、Signature5——普遍存在于各种癌症，病理未知），结果可见黑素瘤皮肤亚型与肢端/粘膜亚型有着较大区别（图2）。
图2 突变进程
污水处理方法如图2所示，139例黑素瘤（其中136例为皮肤亚型）受由紫外线暴露导致的显著特征主导（Signature 7a， Signature 7b , Signature 7c）；另外的44例（包含4例皮肤亚型，40例粘膜或肢端亚型）来自较少受到紫外线照射部位的黑素瘤，显示出显著不同于紫外暴露的特征。
结构变异及端粒长度
肢端和粘膜亚型拥有更高的结构突变频率（图1c），且展现出更多的断点簇，表明这些亚型有更多复杂重排（如染体碎裂、断裂-融合-桥），共检测到了32个复杂重排，其中20个为肢端或粘膜亚型。研究还发现端粒长度与黑素瘤亚型之间无显著相关。
非编码突变
TERT启动子突变最为常见，在69%的样本中都被检测到，86%的皮肤亚型在起始密码子上游的4个位点有一个或以上的突变。这些突变为ETS转录因子家族GABP蛋白提供了结合位点，且在粘膜和肢端亚型中较少出现。此外还发现TERT启动子与BRAF突变无显著相关。
这些激活的TERT启动子突变与适度降低的端粒长度相关（Mann-Whitney U检验，P = 0.0
022）。 癌症的端粒延长取决于TERT或端粒替代延长的过程，通常由ATRX突变驱动。
在成胶质细胞瘤中ATRX突变与TERT往往互斥发生。但是，在黑素瘤中，这三者却并无显著相关，这预示着黑素瘤中的端粒维持机制、端粒长度、无限增殖的关系是更复杂的。
使用OncodriveFML (version 1.1 ）来评估非编码突变是否导致转录因子结合位点（TFBS）的产生或破坏比预期更加频繁。该分析在启动子区发现了9个基因显著（q<>TERT、 RNF185 、RPS27影响了基因表达。
启动子中常见突变NFKBIE在10例（5%）样本中出现，其中3例为结缔组织增生性黑素瘤（共9例）。NFKBIE麻将纸牌最常见的突变位点(chr6:44233400)只在皮肤亚型中到，NFKBIE突变在结缔组织增生性黑素瘤中富集，但它也可能是其它其它皮肤黑素瘤的潜在动因。
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