自2001年對第一個人類基因組進行測序以來，對腫瘤進行全面基因組表徵已成為癌症研究人員的主要目標。從那時起，測序技術和分析工具的發展使該研究領域蓬勃發展。2020年2月5日，
Nature 連續發表了6篇研究成果：全基因組泛癌分析（PCAWG）聯盟提出了迄今為止最全面，最雄心勃勃的癌症基因組薈萃分析。與以前的工作主要集中於癌症基因組的蛋白質編碼區域不同，PCAWG分析整個基因組。每篇文章都仔細研究了癌症遺傳學的一個重要方面-總而言之，他們的發現對於理解癌症的完整遺傳複雜性至關重要。鑑於此，iNature系統介紹這6項研究成果：癌症是由基因變化驅動的，大規模並行測序的出現使得能夠以全基因組規模系統記錄這種變異。2020年2月5日，ICGC / TCGA泛癌分析聯盟在Nature 發表題為“Pan-cancer analysis of whole genomes”的研究論文，該研究描述了通過使用計算雲進行國際數據共享來促進PCAWG資源的生成。PCAWG聯盟的論文集描述了非編碼突變；識別導致鹼基替換，小的插入和缺失以及結構變異的突變過程的新特徵；分析腫瘤演化的時機和模式；描述了體細胞突變對剪接，表達水平，融合基因和啟動子活性的多種轉錄結果；並評估了癌症基因組的一系列更專業的特徵 。
癌症是通過體細胞進化的過程而發展的。一次活檢的測序數據代表了這一過程的快照，可以揭示特定基因組畸變的時間以及突變過程的變化影響。2020年2月5日，Moritz Gerstung等人在Nature 發表題為“The evolutionary history of 2,658 cancers”的研究論文，該研究利用全基因組全癌基因組分析（PCAWG）數據集來表徵來38種癌症的進化歷史。早期腫瘤發生的特徵是一組受限制的驅動基因突變，以及特定的拷貝數增加。在整個腫瘤演化過程中，有40％的樣品突變譜發生了顯著變化。時序分析表明，驅動基因突變通常要比診斷早很多年，甚至幾十年。這些結果共同決定了癌症的發展軌跡，並突出了早期癌症檢測的機會。
癌症基因組中的突變是由多種突變過程引起的，每個突變過程都會產生特徵性的突變特徵。2020年2月5日，Ludmil B. Alexandrov等人在Nature 發表題為“The repertoire of mutational signatures in human cancer”的研究論文，該研究是作為國際癌症基因組聯合會（ICGC）和癌症基因組圖譜（TCGA）的全基因組全癌基因分析（PCAWG）聯合會的一部分，該研究使用來自4,645個全基因組和19,184個外顯子組序列。該研究確定了49個單鹼基取代，11個雙鹼基取代，4個簇鹼基取代和17個小的插入和刪除。 該分析為有助於人類癌症發展的突變過程庫提供了系統的觀點。
傳統上，癌症驅動因素的發現集中在蛋白質編碼基因。2020年2月5日，Esther Rheinbay等人在Nature 發表題為“Analyses of non-coding somatic drivers in 2,658 cancer whole genomes”的研究論文，該研究介紹了跨2658個基因組的非編碼區域中驅動點突變和結構變異的分析。該分析證實了先前報道的驅動程序，並鑑定了新的候選物，包括TP53的5'區域中的點突變，NFKBIZ和TOB1的3'非翻譯區中的突變，BRD4的局灶性缺失以及THC1基因座的重排。該研究顯示，雖然驅動癌症的點突變和結構變異在非編碼基因和調控序列中的頻率比在蛋白質編碼基因中的頻率低，但是隨著更多癌症基因組的出現，將發現這些驅動因素的其他例子。
轉錄物變化通常是由癌症基因組的體細胞變化引起的。已經描述了癌症中各種形式的RNA改變，包括過表達，剪接改變和基因融合。然而，由於患者和腫瘤類型之間的異質性，以及由於通過轉錄組和全基因組測序對樣品進行了分析的相對較小的人群，很難將這些因於潛在的基因組變化。2020年2月5日，Gunnar Rätsch等人在Nature 發表題為“Genomic basis for RNA alterations in cancer”的研究論文，該研究將幾類RNA改變與生殖細胞和體細胞DNA改變相關聯，並確定了可能的遺傳機制。體細胞拷貝數變化是總基因和等位基因特異性表達變化的主要驅動力。該研究確定了649個體細胞單核苷酸變異體與順式表達的關聯，其中68.4％涉及與該基因側翼非編碼區的關聯。該研究發現1,900個與體細胞突變相關的剪接改變，包括在Alu元件附近的內含子內形成外顯子。此外，有82％的基因融合與結構變異有關，包括75種新的“橋接”融合。在基因組背景下，這種RNA改變情況為鑑定與癌症功能相關的基因和機制提供了豐富的資源。
癌症中的關鍵突變過程是結構變異，其中重排刪除，擴增或重新排列大小範圍從千鹼基到整個染色體的基因組片段。2020年2月5日，Li Yilong等人在Nature 發表題為“Patterns of somatic structural variation in human cancer genomes”的研究論文，該研究開發了對體細胞結構變異進行分組，分類和描述的方法（來自38種腫瘤的2658例癌症的全基因組測序數據）。
最後，Marcin Cieslik等人在Nature 發表了題為“
Global genomics project unravels cancer’s complexity at unprecedented scale”的點評文章，指出PCAWG召集了成千上萬的科學家，共同努力實現其目標。這些努力的長期影響將不僅限於今天發表的研究結果，而且還能促進全球的合作以及知識交流。
與物種進化相似，人體中大約1014個細胞會受到突變和選擇的作用。體細胞進化的這個過程始於受精卵，直到死亡時才停止，因為細胞不斷地暴露於誘變壓力下，每分裂一次細胞就會產生1-10個突變。在一系列健康組織癌症中觀察到，這些誘變力導致終生點突變的逐步積累。儘管這些突變主要是選擇性的中性突變，但其中一些是具有增殖優勢的驅動突變。對癌症基因組中突變的類型進行了充分的研究，
但對這些損傷在體細胞進化過程中出現的時間以及應該在正常進化與癌症進展之間界限的時間知之甚少。根據腫瘤累積的體細胞突變目錄，對大塊腫瘤樣品進行測序可以部分重建單個腫瘤的進化歷史。這些推論包括在早期體細胞進化過程中獲得染色體的時間，使用來自各個患者的相匹配的原發性和轉移性腫瘤樣本對晚期癌症進化進行系統發育分析，以及許多樣本中驅動因子突變的時間順序。
PCAWG協會彙總了ICGC和TCGA產生的2658例癌症的全基因組測序數據，併產生了高精度的體細胞變異，驅動突變和突變特徵。
在這裡，研究人員利用PCAWG數據集來表徵來自38種癌症的進化歷史（2658名獨特供體的2778種癌症樣品）。研究人員推斷染色體進化的時間和模式，並瞭解每種癌症類型的樣本中突變的典型序列。然後，該研究定義了廣泛的腫瘤演化時期，並研究了這些時期之間的驅動因素和突變特徵是如何變化的。綜合起來，
這些分析使我們能夠勾畫出癌症的典型進化軌跡，並相對於診斷點實時繪製它們的圖譜。參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1969-6
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1907-7
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1943-3
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1965-x
https://www.nature.com/articles/s41586-020-1970-0
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1913-9
https://www.nature.com/articles/d41586-020-00213-2
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