癌症研究必备基础知识 | 生信

问题：

• 癌症和肿瘤的定义是什么？首要特征是什么？
• 癌症的种类，tissue、organ
• 中国、美国、全球的癌症发病率，患者数，每年死亡数对比
• 目前的癌症致死率排名，谈癌色变排名
• 最新的癌症hallmarks有哪些？
• 癌症转移是什么？
• 癌症的预防、诊断、治疗方法有哪些?

 

癌症：不受控制的生长，又叫neoplasm，体细胞的遗传病，后天遗传病，相比于先天性遗传病。需要遗传突破不断积累。

肿瘤：身体的肿块，不是由炎症引起，可良性可恶性。

 

癌症按tissue分四大类：

1. carcinoma， epithelial cell，上皮细胞
2. sarcoma， connective tissue，连接组织
3. Leukemia， blood，血液
4. Lymphoma， lymph system，淋巴

 

小科普，全球致死排名：

1. All cancer
2. 心脏病 heart disease
3. 中风 stroke
4. COPD 慢阻肺
5. pneumonia 肺炎
6. 肺癌
7. HIV/AIDS
8. 痢疾 diarrhea
9. 糖尿病 diabetes
10. 车祸
11. 高血压 hypertension

 

全球癌症top 6

1. lung 13%
2. breast 12%
3. colon 10%
4. prostate - 前列腺 8%
5. stomach 7%
6. liver 6%

 

入门课程：

• Introduction to the Biology of Cancer
• 免疫系统教材

Weinberg RA. The Biology of Cancer, 2nd Edition Garland Science: May 18, 2013.

• This book provides an in-depth description of all of the topics touched on in this course. It requires a basic knowledge of biology.
• http://www.amazon.com/The-Biology-Cancer-2nd-Edition/dp/0815342209

MukherjeeS. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer Scribner: Aug 9, 2011)

• This book provides a history of cancer and how it affects us. It does not require any prior knowledge of biology.
• http://www.amazon.com/The-Emperor-All-Maladies-Biography/dp/1439170916

Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011 Mar 4;144(5):646-74. PMID: 21376230.

• This article is available free to the public and describes the hallmarks of cancer.
• http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.013

Cavallo F, et al. 2011: the immune hallmarks of cancer. Cancer Immunol Immunother. 2011 Mar;60(3):319-26. PMID: 21267721.

• This article is available free to the public and describes how the immune system relates to the hallmarks of cancer.
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3042096/

Tennat DA, et al. Metabolic transformation in cancer. Carcinogenesis. 2009 Aug;30(8):1269-80. PMID: 19321800

• This article is available free to the public and describes how cancer cells use metabolism differently than normal cells.
• http://dx.doi.org/10.1093/carcin/bgp070

Pienta KJ, et al. The cancer diaspora: Metastasis beyond the seed and soil hypothesis. Clin Cancer Res. 2013 Nov 1;19(21):5849-55. PMID: 24100626.

• This article is available free to the public and describes how cancer cells metastasize.
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3835696/

 

全球癌症统计：Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries - 最权威

美国癌症统计：Cancer statistics, 2022

中国癌症统计：Changing profiles of cancer burden worldwide and in China: a secondary analysis of the global cancer statistics 2020 

新闻：

• 最新版全球癌症负担报告：乳腺癌超越肺癌成第一大癌，中国2020年新增457万癌症病例
• 2020最新全球癌症数据报告！
• 2020年最新全球癌症大数据报告

 

hallmarks - 最新

顶刊封面 | Cancer Discovery：癌症的特征！经典必读综述

 

基本概念

tumor、cancer和carcinoma的区别？【多读几遍，把逻辑关系理清楚】

肿瘤(tumor, neoplasm)是一群异常增生的细胞，可以是良性(benign)或是恶性(malignant) 的。良性肿瘤如常见的皮肤疣，还局限于原来位置，不会复发。而恶性肿瘤则会侵入周边组织，也会经由血液或淋巴系统散布(转移，metastasis)。只有恶性肿瘤被称为癌(cancer)，一般分为二群：实质固态瘤(solid tumor)与血液恶性疾病。实质固态瘤，依照癌症恶性细胞的来源，可区分成：上皮细胞癌(carcinoma)，如肺癌、胃癌、子宫颈癌….等；肉瘤(sarcoma)，如软体组织肉瘤、骨肉瘤….等[1]。血液恶性疾病则是指不正常增生的细胞来自白血球，可区分成：白血病(leukemia)、淋巴瘤(lymphoma)。癌症的发生常常是由于DNA突变所造成的，突变影响二类基因：致癌基因(oncogene)与肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene)；还有致癌性病毒(tumor virus)的感染也是癌症的成因之一。本文的重点将先放在肿瘤(实质固态瘤)常见的相关分子检验[2, 3]；血液恶性疾病则静待下回分解。

Prognosis，基本等同于疾病的预测，是变好还是变坏，预后有很多衡量的指标，比如总生存周期。

常见用法：

• Of these, prognosis is worst for BLIS tumors and best for BLIA tumors for both DFS (logrank test p=0.042 and 0.041, respectively) and DSS (logrank test p=0.039 and 0.029, respectively).
• have a poor prognosis

prognostic value 预后价值

DNA copy gain

prognostic biomarker 预后生物标志

candidate therapeutic target 

 

primary cancer tissues 原初癌症组织

para-carcinoma tissue 癌旁组织

 

 

衡量癌症的预后指标

serum AFP level

vascular invasion

poor tumor differentiation

 

advanced TNM stage

TNM staging system

A system to describe the amount and spread of cancer in a patient’s body, using TNM. T describes the size of the tumor and any spread of cancer into nearby tissue; N describes spread of cancer to nearby lymph nodes; and M describes metastasis (spread of cancer to other parts of the body).

TNM分期系统是国际上最为通用的肿瘤分期系统。

TNM分期系统中：1，T（“T”是肿瘤一词英文“Tumor”的首字母）指肿瘤原发灶的情况，随着肿瘤体积的增加和邻近组织受累范围的增加，依次用T1~T4来表示。2， N（“N”是淋巴结一词英文“Node”的首字母）指区域淋巴结（regional lymph node）受累情况。淋巴结未受累时，用N0表示。随着淋巴结受累程度和范围的增加，依次用N1~N3表示,3，M（“M”是转移一词英文“metastasis”的首字母）指远处转移（通常是血道转移），没有远处转移者用M0表示，有远处转移者用M1表示。在此基础上，用TNM三个指标的组合（grouping）划出特定的分期（stage）。

 

生存的疗效评价指标

1) 总生存期(OS，Overall Survival)：是指从随机化(random assignment)开始至因任何原因引起死亡(death)的时间(失访患者为最后一次随访时间；研究结束时仍然存活患者，为随访结束日)。

2) 中位生存期：又称半数生存期，表示恰好有50％的个体尚存活的时间。由于截尾数据的存在，计算不同于普通的中位数，利用生存曲线，令生存率为50%时，推算出生存时间。

 

overall survival (OS)

从随机化开始至（因任何原因）死亡的时间。对于死亡之前就已经失访的受试者，通常将最后一次随访时间计算为死亡时间。

OS 被认为是肿瘤临床试验中最佳的疗效终点，当患者的生存期能充分评估时，它是首选终点。

如果看到一个药物临床试验数据报告OS时间越久，就说明药物给患者带来的生存期越久。这是患者和医生最关心的问题，多年来一直被认为是评估肿瘤临床获益的“金标准”，一般临床试验以中位OS来表示，即50%的患者达到的生存时间。

OS作为评估指标而言，最大的优点是记录方便，确定患者死亡的日期容易比较容易。

对研究数据收集而言，也有缺点的，大型试验随访期较长。临床试验中常常会用到 5 年生存率，即某种肿瘤经过各种综合治疗后，生存5年以上的患者比例。

所以临床评估数据中常常会出现5年生存率，如果一个药物的5年生存率很高，那么这个药物疗效也是不错的。

 

肿瘤反应的疗效评价指标

1）无病生存期(DFS，Disease Free Survival)：是指从随机化开始至第一次肿瘤复发/转移或由于任何原因导致受试者死亡的时间(失访患者为最后一次随访时间；研究结束时仍然存活患者，为随访结束日)。

①通常作为根治术后的主要疗效指标。

②与OS相比需要样本量更少，两组间PFS的差异往往会比两组间OS的差异更大，也就是说我们需要更少的事件数来检验出差异.

③目前对DFS存在不同定义和解释，不同研究者之间在判断疾病复发或进展时容易产生偏倚。

 

2) 中位DFS：又称半数无病生存期，表示恰好有50％的个体未出现复发/转移的时间。

 

3) 无进展生存期(PFS，Progress Free Survival)：指从随机分组开始到第一次肿瘤进展或死亡时间。

①通常作为晚期肿瘤疗效评价的重要指标。

②目前对PFS存在不同定义和解释，不同研究者之间在判断疾病复发或进展时容易产生偏倚。

 

4) 疾病进展时间(TTP，Time To Progress)：指从随机分组开始到第一次肿瘤客观进展的时间。

①与PFS唯一不同在于PFS包括死亡，而TTP不包括死亡。因此PFS更能预测和反应临床收益，与OS一致性更好。

②在导致死亡的非肿瘤原因多于肿瘤原因的情况下，TTP是一个合适的指标

 

5) 客观缓解率(ORR，Objective response rate)：是指肿瘤缩小达到一定量并且保持一定时间的病人的比例(主要针对实体瘤)，包含完全缓解(CR，Complete Response)和部分缓解(PR，Partial Response)的病例。

①客观缓解率是II期试验的主要疗效评价指标，可提供药物具有生物活性的初步证据。但一般不作为III期临床试验的主要疗效指标。

 

6) 缓解持续时间(DOR，Duration of Response)：是指肿瘤第一次评估为CR或PR开始到第一次评估为PD(Progressive Disease)或任何原因死亡的时间。

 

7) 治疗失败的时间(TTF，Time To Failure)：是指从随机化开始至治疗中止/终止的时间，包括任何中止/终止原因，如疾病进展、死亡、由于不良事件退出、受试者拒绝继续进行研究或者使用了新治疗的时间。

①TTF综合了有效性与毒性的评价，是一个具有综合特性的指标，不推荐作为单独支持药物批准的疗效指标

 

8) 疾病控制率(DCR，Disease Control Rate)：是指肿瘤缩小或稳定且保持一定时间的病人的比例(主要针对实体瘤)，包含完全缓解(CR，Complete Response)、部分缓解(PR，Partial Response)和稳定(SD，Stable Disease)的病例。

 

9) 疾病控制时间(DDC，duration of disease control)：是指肿瘤第一次评估为CR、PR或SD开始到第一次评估为PD(Progressive Disease)或任何原因死亡的时间。

 

recurrence-free survival (RFS) 无复发生存期 (RFS)【区别于PFS】

disease-specific survival (DSS) 

几个容易搞混的概念：

• disease-free survival (DFS)
• recurrence-free survival (RFS)
• disease-specific survival (DSS) 

 

不同指标间的关系

Progression-free survival (PFS), the time from treatment initiation until disease progression or worsening, may be used as a direct or surrogate measure of clinical benefit for drug approvals, depending on the disease and response observed, while overall survival (OS), the duration of patient survival from the time of treatment initiation, is a universally-accepted direct measure of clinical benefit.

 

分析方法

Kaplan–Meier method

Cox regression analysis

prognostic nomograms 预后列线图

Gene set enrichment analysis (GSEA)

 

 

数据库

The Cancer Genome Atlas (TCGA)

level 1 data

level 2 data

level 3 data

 

The Human Protein Atlas

 

记录一些看文献过程中遇到的概念

2016 - Clin Cancer Res（12分）- Comprehensive Genomic Analysis Identifies Novel Subtypes and Targets of Triple-negative Breast Cancer 【主要是搞subtype，然后预测target】