约翰霍普金斯基梅尔癌症中心的索尔·戈德曼胰腺癌研究中心的一组研究人员开发了一种3D基因组分析方法，以检测胰腺内微小的癌前病变，称为胰腺上皮内瘤（PanINs）。这些PanINs被认为是导致最具侵袭性和致命性胰腺癌形式的原因之一。5月1日，发表在《自然》上的一篇文章呈现了人类胰腺癌前病变的最全面的3D地图，未来可能有助于早期检测胰腺导管腺癌（PDAC）和其他形式的胰腺癌。
根据约翰霍普金斯大学医学院病理学和肿瘤学副教授劳拉·伍德医学博士（M.D.）的说法，在正常胰腺区域发现大量癌前病变或PanINs是意外的。这项研究揭示了胰腺中这些癌前病变的流行程度，并强调了在这一领域进一步研究和理解的必要性。
研究人员发现了一种在胰腺中的癌前病变，称为胰腺上皮内瘤（PanIN），这可能有助于更好地理解胰腺癌的发展。
该研究由约翰霍普金斯大学医学院的博士后研究员阿丽希亚·布莱克斯顿（Alicia Braxton, D.V.M., Ph.D.）和医学院病理学助理教授阿什利·基门（Ashley Kiemen, Ph.D.）共同领导，阐明了胰腺癌的早期阶段。
由于PanINs体积微小，难以检测，无法通过标准放射学检查识别。这给胰腺癌的早期诊断带来了挑战，往往导致在患者发现时，癌症已经处于晚期转移阶段。
当前的2D组织病理染色方法，即将组织切成薄片、染色并在显微镜下观察，提供了对PanINs的有限理解，使研究人员对其起源和在癌症发展中的作用一无所知。为了更好地理解PanINs，研究人员开发了一种3D方法。
通过将来自38个正常胰腺样本的组织切成薄片并染色，研究人员利用一种称为CODA的机器学习流程对这些图像进行分析和重建为数字3D图像。
3D重建提供了对PanINs复杂结构的详细视图。研究发现，胰腺中存在连接的PanINs网络，平均每立方厘米有13个PanINs。每立方厘米的PanINs数量范围从1到31不等。与非导管疾病患者相比，其他部位的PDAC患者似乎承受的PanIN负担更高，尽管这种差异在统计上并不显著。
此外，研究人员对八个样本进行了3D引导微切割和特定PanINs的DNA测序。基因组分析显示，这些网络由遗传上不同的PanINs组成，每个PanIN由不同的基因突变驱动，包括癌基因Kirsten大鼠肉瘤中的突变。在大多数胰腺癌中常见的KRAS病毒已经被发现。伍德表示，由于独立突变导致的多个癌前病变在其他器官中并未观察到。然而，PanINs的发现将使其成为靶向的对象，特别是通过KRAS。基门提到，CODA目前无法用于诊断，但其优点之一是可以应用于任何组织、疾病或模式生物。她还表达了这一发现仅仅是一个开始，并且需要进一步研究以理解其对其他器官组织的影响。胰腺上皮内瘤（PanINs）是理解胰腺癌早期阶段的关键焦点。研究作者之一克里斯托弗·伍德博士强调，确定哪些PanINs与疾病临床相关对于推进癌症预防工作至关重要。团队认为，创建PanINs的详细解剖和分子图谱是至关重要的，因为这将提供对疾病早期前体的更好理解。通过3D检视这些前体，研究人员希望获得可能被忽视的洞察。除了伍德博士，研究的共同作者还包括米娅·格拉汉、安德烈·福贾兹、池恩·朴、詹维·马赫什·巴布、赖佳颖、莉莉·郑、诺辛·尼克纳夫、瑞贝卡·赖歇尔、莎拉·格雷厄姆、亚历山大·达曼纳基斯、凯瑟琳·费舍尔、斯蒂芬妮·毛、卡梅伦·梅茨、朱莉·格兰杰、小丁·刘、尼克拉斯·巴赫曼、宇童·朱、云舟·刘、克里斯蒂娜·阿尔马格罗-佩雷斯、安·陈宇江、郑贤云、布丽吉特·金、斯科特·杜、伊莱·福斯特、乔斯林·许、保拉·安德烈·里维拉、琳达·朱、冯泽·刘、埃利奥特·费什曼、阿兰·尤尔、尼古拉斯·罗berts、伊丽莎白·汤普森、罗伯特·夏普夫、瑞秋·卡尔金、拉尔夫·赫鲁班、裴鸿瑄、吴佩勋和约翰霍普金斯大学的德尼斯·维尔茨。
其他作者来自北京的中国医学科学院和北京大学医学部，以及郑州的河南创新医学科学研究院癌症研究所。该研究获得了来自国立卫生研究院国家癌症研究所、索尔·戈德曼胰腺癌研究中心、拉斯特根基金会、突破癌症、巴冯家庭胃肠癌研究基金、阿勒格尼健康网络-约翰霍普金斯癌症研究基金、美国癌症研究协会（AACR）-百时美施贵宝中期女性研究员补助、罗尔夫胰腺癌基金会、约瑟夫·C·莫纳斯特胰腺癌研究基金会和杰拉尔德·O·曼慈善基金会（受托人哈丽特和艾伦·伍尔夫斯塔特）以及S. Wojcicki和D. Troper获得了拉斯特根基金会- AACR胰腺癌研究职业发展奖（以纪念鲁思·巴德·金斯伯格）和中国医学科学院医学科学创新基金（2021-I2M-1-067和2021-1-I2M-018）的资助。
基门、赫鲁班、吴、维尔茨和伍德于2022年6月24日申请了3D基因组分析技术的专利。该专利按照约翰霍普金斯大学的利益冲突政策进行管理。
