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如同人类的起源、繁衍与进化一般，肿瘤细胞虽然往往也源于同一个“祖先”，但随着其分裂、突变以及生长环境选择的作用，肿瘤细胞会形成许多不同谱系。这些在基因上既遗传相关，又存在一定差异的谱系，被称为亚克隆[1]。随着测序及组学技术的开展，越来越多的研究也证明了这一点[2]。
这些肿瘤亚克隆与邻近的免疫细胞、成纤维细胞以及细胞外基质等相互作用，共同构成复杂肿瘤微环境[3]。然而，不同的肿瘤亚克隆如何相互作用、如何塑造以及被肿瘤微环境塑造，仍有待进一步研究。此外，受限于基因组技术的局限，获取肿瘤细胞的遗传信息需要将肿瘤组织解离为单个细胞，从而失去了肿瘤细胞空间位置的信息[4]。
近日，来自欧洲生物信息学研究所的MoritzGerstung、瑞典斯德哥尔摩大学的MatsNilsson，以及英国桑格研究所的LucyR.Yates国际团队，基于碱基特异性原位测序（BaSISS）方法，开发了首个可在完整肿瘤切片上识别不同亚克隆的方法。此外，通过结合多种组学技术，他们成功在两例乳腺癌患者的样本上，揭示了复杂的亚克隆空间形成与作用模式，相关研究成果发表于《自然》杂志[5]。
该研究发现，肿瘤中的不同亚克隆由于具有不同的遗传状态，往往具有不同的转录特征，同时可与肿瘤微环境相互作用，导致肿瘤内部的异质性。该方法对今后肿瘤耐药、转移等方面的研究具有重要价值。
论文首页截图
为了在保留细胞空间位置信息的情况下区分不同的肿瘤亚克隆，研究人员首先需要对一块组织进行全外显子测序（WGS），以识别具有不同基因突变特征的肿瘤亚克隆群体。
紧接着，根据这些特征设计相应的探针在肿瘤切片上进行原位检测，进而得到包含细胞空间定位的亚克隆图谱。此外，将所获得的肿瘤亚克隆图谱结合免疫组化、空间转录组等进行分析，可了解肿瘤亚克隆之间以及与周围环境的相互作用。
研究流程示意图
研究团队采用上述方法对两例乳腺癌患者（P1和P2）的8个肿瘤组织块进行了分析。
P1患者肿瘤组织病理类型大体为导管原位癌（DCIS），但在其肿瘤组织内还有2个独立生长的原发性浸润性乳腺癌（PBC；ER阳性、HER2阴性），研究人员共使用了来自DCIS的3个区域的样本（P1-D1、P1-D2和P1-D3）和来自PBC的2个样本（P1-ER1和P1-ER2）。
P2为三阴性乳腺癌患者（ER、孕激素受体和HER2表达均为阴性），研究人员使用了2个PBC样本（P2-TN1和P2-TN2）和1个转移的腋窝淋巴结样本（P2-LN1）。
研究中的样本信息
为了证明BaSISS方法的有效性和可行性，研究人员首先