鼻咽癌特异EB病毒全序列鉴定及其致癌机制研究

Epstein-Barr virus (EBV) infects almost all worldwide population, however, nasopharyngeal Carcinoma (NPC), which is well-known EBV related, is only prevalent in some endemic regions in southern China and south-east Asia. Therefore, the identification of high-risk and oncogenic EBV subtype is important to reveal the pathogenesis of NPC. Although various EBV subtypes have been demonstrated, the previous EBV typing efforts, which were restricted to single locus variations due to the limited availability of typing technique, could not distinguish subtypes among populations of different regions and/or related diseases. In view of this, we obtained whole genomic sequences of EBV by using liquid-based capture and next-generation sequencing technologies, and the preliminary results suggested the existence of NPC specific EBV subtypes. On the basis of these findings, we plan to recruit more EBV samples systematically from multiple regions and related diseases, further establish high-throughput captured-sequencing platform for EBV, and obtain whole-genome sequences of EBV. The EBV typing at genome-wide level will be served as information to establish the standard criteria for EBV classification and identify the oncogenic EBV subtypes. Moreover, we will develop mathematical models to predict the biological diversities among EBV subtypes and explore their oncogenic mechanisms. Lastly, we will improve the NPC risk prediction model after taking the responsible EBV subtypes into consideration, and evaluate the significance of the application of the identified EBV subtypes in the screening program in NPC endemic regions for people at high-risk of NPC and in the prognosis of NPC.

Epstein-Barr(EB)病毒普遍感染全球人群，但与之密切相关的鼻咽癌却局部高发于我国华南地区及东南亚等地。因此，鉴别高致癌EB病毒亚型成为鼻咽癌病因学研究领域的一个重要内容。EB病毒存在不同的亚型，但由于技术限制，以往的EB病毒分型仅基于某些位点，并不能准确反映不同亚型在不同地区或疾病人群的差异。有鉴于此，我们前期利用液相捕获和高通量测序技术，获得不同样本来源的EB病毒全基因组序列，分析结果提示存在鼻咽癌特异的病毒亚型。本课题拟据此基础，多区域、多病种系统地采集EB病毒样本，建立EB病毒高通量捕获测序平台，获取全序列并在全基因组水平上进行病毒分型，从而建立EB病毒分类标准，鉴定高致癌EB病毒亚型；通过数学模型预测亚型间可能的生物学差异，并探讨其致癌机制；最后，以所发现的EB病毒亚型完善现有的鼻咽癌风险预测模型，评估其用于鼻咽癌高发区筛查高危人群及在患者生存预后预测中的价值。

项目背景:围绕鼻咽癌特异致病EB病毒（EBV）亚型尚未明确以及EBV致癌机制有待揭示的关键问题，本项目拟在前期研究基础上，采用特异的EBV全基因组捕获芯片，通过高通量测序技术，系统性地获取大量不同区域不同人群，包括鼻咽癌和健康人相关的EBV全基因组序列进行分型，并在大规模人群中进行验证，鉴定鼻咽癌相关EBV致癌亚型，对知之甚少的EBV演化进行研究；研究EBV致癌亚型的转化等功能差异，探索其高致癌特性的分子机制；研究EBV致癌关键分子事件和通路，阐明致癌机理。.主要研究内容及结果：鉴定出与鼻咽癌相关的EBV高危亚型（BALF2_CCT），确定位于BALF2基因的高危亚型的3个标志性SNP位点。明确了鼻咽癌高危亚型（BALF2_CCT）在广东省流行分布和进化起源，揭示了鼻咽癌在广东高发的主要原因。绘制了EBV在多种相关肿瘤中整合图谱，发现其选择性整合至肿瘤基因组NF-κB通路相关基因区，并影响相应基因表达，从而揭示了EBV选择性整合至肿瘤关键基因附近致癌的新机制。发现EBV能够通过PI3K-AKT-mTOR-HIF-1α信号通路促进鼻咽癌形成血管拟态，通过gB蛋白的糖基化修饰促进免疫逃逸，参与鼻咽癌的发生和发展的新机制。进行了EBV疫苗的初步探索，开发新的免疫原设计策略，完成了小鼠和灵长类动物重组蛋白抗原的体液免疫评价。.项目研究成果发表在顶级期刊Nat Genet 2019、Nat commun 2019、Cancer Res 2019 等。基于鼻咽癌相关EBV高危亚型，结合课题组早前发现并被广泛验证的遗传易感位点，建立了有效的鼻咽癌发病风险预测模型，利用基因分型技术开发了新一代鼻咽癌发病风险预测芯片，已在我中心投入临床试用。.科学意义在于：.① 鼻咽癌相关EBV高危亚型解释了80%以上的发病风险，首次阐释了鼻咽癌在广东地区高发的病因。鉴定其标志性SNP位点BALF2_CCT，为发展有效的高危人群筛查策略提供分子标志。明确高低危亚型关键序列差异，指导EBV疫苗的研发，为实现鼻咽癌的精准防治打下了重要基础；.② 阐明了EB病毒通过整合至肿瘤细胞基因组及引起肿瘤细胞血管拟态致癌的新机制，鉴定鼻咽癌治疗的新靶点；.③ 以EB病毒结构、病毒包膜重组蛋白和中和抗体研究为基础，进行了鼻咽癌预防性疫苗研发初探，搭建了完整的EB病毒疫苗研究平台。