新生双胞胎中的癌症起源于胚胎何时？

肿瘤只从一名胎儿转移了一次

这篇论文要回答的问题是：同卵双胞胎出现相同的癌症，是各自独立发生了两次，还是只发生一次、随后在子宫内从一个胎儿传给另一个。两种情形留下的基因特征不同：独立发生的肿瘤应携带各自不同的突变集合，而单一肿瘤扩散后，两个孩子的病灶应共享同一批突变。研究者对 10 份肿瘤样本做了全基因组测序，其中 8 份来自双胞胎 A、2 份来自双胞胎 B，结果无论样本取自谁，所有肿瘤都只呈现双胞胎 A 的基因型。这确认了肉瘤形成于双胞胎 A，之后转移到双胞胎 B。

这次转移没有反复发生。研究者依据共享突变和拷贝数改变重建肿瘤的亚克隆结构，发现肿瘤在双胞胎 A 体内的扩散可能涉及多个克隆，而双胞胎 B 的肿瘤最可能源自一次相对较晚的单次播散。在假定突变率恒定的前提下，作者把肿瘤起源定在妊娠头三个月末，把双胞胎之间的转移定在妊娠中期晚期。这些时间点是模型推算值，不是直接观测，且依赖突变率线性这一假设。

变异等位基因频率反映谱系占比

论证主要依赖变异等位基因频率（VAF），即某个位点的测序读段中携带突变碱基的比例。在整块组织样本中，VAF 近似反映有多少比例的细胞源自最初发生该突变的那个细胞。因此，某个突变在双胞胎 A 中接近 VAF 0.5，说明携带它的细胞几乎构成了这名胎儿的全部细胞。正因如此，这里承载发育信息的是 VAF，而不只是突变的有无。

作者用这一逻辑分析了正常组织和胎盘组织中发现的 20 个发育相关突变，将其分为三组：突变 A 同时出现在两名胎儿中；突变 B 至 H 对双胞胎 A 贡献很大；突变 I 至 T 仅见于双胞胎 B 的组织。在每名胎儿中，三条并行谱系的 VAF 之和为 0.5，作者据此认为已捕获所有对采样组织有贡献的早期谱系。这一结论受限于实际采样的组织范围。

胎盘大部分来自双胞胎 B 的谱系

谱系图谱明显不对称。一条以突变 C 和 F 为标志的谱系几乎只贡献给双胞胎 A；第二条以突变 A 为标志，贡献给两名胎儿和胎盘；第三条以突变 J、L、Q、T、I、N 和 P 为标志，贡献给双胞胎 B 和胎盘。只有一处突变同时出现在两名胎儿中，因此每名胎儿主要由各自独立的早期谱系构成。

研究者对胎盘的六个区域取样，包括 18 份整块样本和 12 份经激光捕获显微切割富集滋养层的样本，结果显示双胞胎 B 的谱系占主导。作者指出他们无法对整个器官取样，因此这一不对称描述的是所采样的胎盘，而非已证实的全器官构成。尽管如此，正是这一观察促使他们重新解释双胞胎形成的方式。

百细胞阶段的分离难以解释这些标记

经典模型把分离定在受孕后约第 6 天，此时胚胎约有 100 个细胞，滋养层已形成、羊膜尚未形成。作者认为这与他们的数据不符。如果受精卵来源的细胞已经混合，或分裂面方向随机，把一个 100 细胞的囊胚一分为二，不太可能得到一个几乎完全由某一条谱系构成、另一个由另一条谱系构成的结局。而突变标记显示的恰恰基本如此。

他们的数据更支持更早的分离，但并非第一次卵裂：突变 A 出现在两名胎儿的体细胞中，因此分离发生时至少已存在四个细胞。作者还借助滋养层融合来解释胎盘为何主要来自双胞胎 B 的谱系，即一个胎儿的滋养外胚层可以取代另一个的。他们明确说明，这一论证只基于一次双胞胎形成事件，且只基于存活下来的细胞，因此可能存在其他排列方式。

双胞胎 B 的细胞占据 A 的脾脏

在正常组织中筛查双胞胎特征性突变时，研究者发现双胞胎 A 的脾脏实体样本中存在双胞胎 B 的突变，且 VAF 异常高。用混合方程比较观测 VAF 与预期 VAF，作者估计双胞胎 A 脾脏中约 75% 的细胞实际来自双胞胎 B。这与肿瘤转移是两项不同的测量：它反映的是两名胎儿之间的血细胞混合，方向为从双胞胎 B 流向双胞胎 A；也正因交叉污染，双胞胎 A 的脾脏样本和双胞胎 B 的皮肤样本被排除在正常组织 VAF 汇总分析之外。

一次罕见的转移，而非必然结局

最关键的解读关乎可能性大小，而非是否可能。由于双胞胎 B 的肿瘤可追溯到一次较晚的播散，而此前肿瘤已在双胞胎 A 体内发生分化并多处转移，作者认为经胎盘传播肿瘤是罕见事件，并非共享血液循环的必然结果。使肿瘤系统发育得以解析的测序深度，同时也支撑了双胞胎形成的重建，因此论文把这两项发现放在一起呈现。

因此，读者最应关注的是两项强度不同的结论如何配对。肿瘤起源于双胞胎 A 并单次转移到双胞胎 B，依据的是每一份肿瘤样本中都检出的基因型证据；而更早分离的双胞胎形成模型只基于一个病例、基于采样而非整个器官、且只基于存活细胞，因此应视为对经典模型的挑战，而非替代。

本文引用的文献