《肿瘤信息学》
作者：[美]徐鹰，崔娟，D.普特 來源：全球華人抗癌新藥網 發佈時間：2016-08-24
基本資訊
作者：[美]徐鷹，崔娟，D.普特
譯者：王岩，杜偉，王浩 等
出版社：科學出版社
ISBN：9787030475558
版次：1
商品編碼：11963168
包裝：平裝
外文名稱：Cancer Bioinformatics
中文名稱：腫瘤信息學
開本：16開
出版時間：2016-06-01
用紙：膠版紙
頁數：287
字數：465000
正文語種：簡體中文
內容簡介
深入解讀癌症本質，是人類在新世紀面臨的重大挑戰。
《腫瘤資訊學》從生物資訊學角度，利用現有多種組學資料對癌症的生物學特徵予以描述歸納及探討，指出癌症是一個進化複合體系統，要以「整體論」來思考研究，並提供了理論框架。
《腫瘤資訊學》分為14章，探討了癌症的生物學基礎、利用組學資料從分子及基因組層面理解癌症發生發展的驅動力、癌細胞在多重壓力下存活的路徑、表觀遺傳應答的作用、癌症侵襲和轉移的原因、癌症轉移後的特徵等。此外，還示範了癌症標誌物的發掘以及利用計算手段研究癌症的策略等。
希望《腫瘤資訊學》能部分地彌合實驗癌症生物學家和計算生物學家之間的溝壑；也希望基礎醫學、臨床醫學、生物資訊學的研究者們能掌握獨特的思維方式，從而加速各自的相關研究。
目錄
第1章 癌症的生物學基礎
1．1 癌症概述
1．2 癌症的特徵性標誌
1．3 原癌基因、癌基因與抑癌基因
1．4 癌症基因組、腫瘤異質性和癌症進化的最新成果
1．5 早期的癌症發展的序貫模型
1．6 表觀遺傳學與癌症
1．7 癌細胞的能量代謝
1．8 人們逐漸認識到了低氧、炎症及ROS在癌症中的作用
1．9 克服凋亡
1．10 細胞外基質和間質對癌症的作用
1．11 癌症的分類與診斷中具有挑戰性的問題
1．12 小結
參考文獻
第2章 組學資料——資訊之源與計算之需
2．1 基因組序列數據
2．2 表觀遺傳學組學數據
2．3 轉錄組學數據
2．4 代謝組學數據
2．5 患者資訊資料
2．6 組學資料整合分析案例研究
2．7 小結
參考文獻
第3章 癌症分類與分子信號識別
3．1 癌症類型、病理分級和發展階段
3．2 通過資料分析確定癌症的類型、階段和分化程度
3．3 通過資料聚類發現亞型、亞期和亞分化程度
3．4 挑戰性問題
3．5 小結
補充材料
參考文獻
第4章 從基因組層面理解癌症
4．1 癌症基因組的基本資訊
4．2 癌症基因組資料的一般資訊
4．3 從通路層面考慮驅動突變：案例研究
4．4 癌症基因組突變資料的（潛在）資訊
4．5 基於細胞系研究的局限性：微環境驅動癌症的前奏
4．6 小結
參考文獻
第5章 通過比較組學分析闡明癌症的驅動力
5．1 關於癌症驅動力的兩種不同學說
5．2 結直腸癌的基於卸C基因突變的驅動模型
5．3 w砷urg理論：能量代謝的改變是癌症的驅動力
5．4 細胞增殖是一種逃生方式：我們的驅動模型
5．5 基因突變在腫瘤發生中的作用
5．6 外源性因素與癌症
5．7 小結
補充材料
參考文獻
第6章 透明質酸：癌症進化的重要促進因素
6．1 透明質酸及其生理功能
6．2 透明質酸：連結了癌症的形成與發展
6．3 透明質酸驅動癌症形成與發展的模型
6．4 生物資訊學的機遇與挑戰
6．5 小結
參考文獻
第7章 多種逃生路徑——理解癌細胞如何逃避凋亡
7．1 細胞凋亡的生物學基礎
7．2 癌症逃避細胞凋亡的不同方式
7．3 癌症為避免凋亡所獲得的特徵
7．4 小結
補充材料
參考文獻
第8章 癌症在競爭性惡劣環境中的發展
8．1 生長組織中存在細胞．細胞間競爭
8．2 乳酸酸性環境中的癌細胞與正常細胞
8．3 免疫監控下的癌症發展
8．4 免疫和癌症進化之間的詳細關係
8．5 小結
補充材料
參考文獻
第9章 表觀遺傳應答導致細胞增殖失控
9．1 腫瘤細胞進化導致的微環境改變
9．2 表觀遺傳應答：細胞應對反常、持續性壓力的通用應激系統
9．3 基因組不穩定性與癌症的發展
9．4 小結
補充材料
參考文獻
第10章 理解癌症的侵襲和轉移
10．1 腫瘤細胞的局部侵襲
10．2 腫瘤細胞的遷移
10．3 適應新的微環境
10．4 透明質酸是轉移的關鍵推動者
10．5 小結
補充材料
參考文獻
第11章 轉移後的癌症——第二次轉化
11．1 轉移癌與原發癌迥異的共同特徵
11．2 細胞如何應對微環境的改變
11．3 理解轉移癌的加速生長：一種資料採擷的方法
11．4 小結
補充材料
參考文獻
第12章 搜尋人類體液中的癌症標誌物
12．1 疾病診斷中的標誌物識別的歷史回顧
12．2 使用自上向下的方法搜索生物標誌物
12．3 預測分泌和迴圈蛋白：一種資料採擷方法
12．4 搜尋其他的人類體液中生物標誌物
12．5 搜尋其他分子中的生物標誌物
12．6 小結
參考文獻
第13章 在公共資料基礎上利用計算手段研究癌症
13．1 挖掘癌症組學資料可以解答的一些潛在問題
13．2 對以計算方式研究癌症具有説明的資料庫
13．3 對於以計算方式研究癌症有説明的網路工具
13．4 小結
參考文獻
第14章 我們的觀點——把癌症當成一個進化複合體系統來理解
14．1 什麼是癌症
14．2 癌細胞必須克服哪些壓力呢
14．3 壓力vs．增殖
14．4 不同的癌有不同的生存之道
14．5 組織水準vs．細胞水準的問題
14．6 整體論vs．還原論
參考文獻
前言/序言
2010年，普利策獎得主慕克吉（Mukhejee）在其獲獎作品《疾病之王：癌症傳記》中曾經提及：人類歷史上對癌症最早的記載可追溯至約4500年前，即西元前2500年。傑出的埃及醫生伊姆霍特普（Imhotep）清晰而簡潔地記述了一例乳腺癌病例。兩千多年以後（約西元前400年），希臘醫生希波克拉底（Hippocrates）將此疾病命名為karkinos（希臘語螃蟹之意，與巨蟹座同詞），並逐漸演化為現在的癌症（cancer）一詞。大約五、六個世紀後（西元130-200年），受希波克拉底學派影響的希臘醫生克勞迪亞斯•蓋倫（Claudius Galen）將癌症的病因歸結為黑色膽汁過多（該學派認為人體是由四種體液組成：血液、黏液、黃膽汁和黑膽汁）。又經過了上千年，維薩里（Vesalius，16世紀）和貝利（Baillie，18世紀）才推翻了黑膽汁假說。這也間接地推動了外科醫生們開始切除實體腫瘤（實際上無畏的外科醫生們在此之前就已經開始對癌症患者進行外科手術治療，但罕有歷經磨難與感染的患者能存活下來）。直到19～20世紀，隨著麻醉學的發展、抗生素的廣泛應用，以及潔淨的手術環境的出現，才快速推動了外科手術的發展（後來又出現了放射療法，俗稱「放療」），使之逐漸成為治療癌症的主要手段，並且沿用至今。直到20世紀中葉，化學療法（俗稱「化療」）和激素療法才作為外科手術治療和「放療」的補充或替代手段開始應用。
隨著癌症治療手段的進步，生物醫學研究者們也開始努力探尋對癌症本質更深層次的認識，探索更有效的方法來阻止癌症的惡化甚至實現徹底根治。在過去的幾十年中，人們提出了大量關於驅動和促進癌症發生、發展以及轉移的現代生物學理論，並用於指導癌症研究。這些理論中，也包括了OttoWarburg提出的極具洞察力的理論。他認為，導致癌症的根本原因在於能量代謝方式的改變。他在20世紀60年代還曾指出：「癌症……具有無數的繼發性因素，但是……只有一個根本性原因，即機體正常細胞的有氧呼吸被糖酵解所取代。」40年前，兩組傑出的科學家分別發現了第1個原癌基因和抑癌基因，自此之後，癌症研究界的主流觀點逐漸開始將癌症當成一類基因組疾病。
隨著多種組學資料來源的快速擴張，如基因組、表觀遺傳組、轉錄組、代謝組和藥理組學資料等，過去的20多年裡，我們在對癌症的理解方面已經取得了成就，尤其是在理解微環境和免疫系統如何促進腫瘤發生發展等方面。然而，即使是有了這些長足的進步，仍有大量複雜的問題有待解答。本書的作者們深信，針對解答這些問題所需要的資訊可能早已存在於目前的組學資料中，並且仍有大量類似的資料實際上並沒有得到充分地挖掘和利用。我們認為，出現這種情況的原因之一在於，計算癌症生物學家作為一個群體，尚未學會以獨立的方式來思考癌症資訊學，而只有這種獨立的思考方式才能使他們充分利用隱含在組學資料中的全部資訊。目前，計算癌症生物學研究幾乎都在遵循著類似于實驗性研究者的思維方式，即一種高度還原論的思想。遺憾的是，有關癌症的很多根本問題之間，在本質上是彼此緊密關聯且不可分割的。例如，很多癌症研究沒有考慮到相關的細胞外基質和免疫應答，而這二者都與癌症密不可分。如今，面對著現有的組學資料，以一種嶄新而全面的思維方式來解析勢在必行，這樣才能使人們對癌症生物學的理解提高到一個新的水準；換言之，我們可以在更複雜的背景下研究癌症。
本書目的是從資訊學角度對癌症生物學進行宏觀描述，同時示範如何挖掘組學資料來獲得新的視角和新的理解，從而能更廣泛並更本質地對癌症的生物學問題加以探討和解答。縱觀全書，作者力圖逐步確立以下述及的主要觀點：①癌症，就其本質而言，是病變細胞在微環境壓力不斷增加且越加難以應對的條件下得以存活的持續進化過程，而微環境本身是與病變細胞共同進化的；②細胞增殖是癌症克服生存壓力得以存活的一種方式；③進化中的細胞必須克服的主要挑戰來自于周圍的組織，所以癌症更主要是組織水準的問題，而不僅僅是細胞水準的問題；④對具體癌症而言，其生存通路的選擇，往往不取決於功能異常的基因或基因突變，而在很大程度上取決於人類基因組中那些規模較大的編碼序列，且其功能原本另有他用；⑤癌細胞的不同亞群為啟動存活通路創造了條件；⑥在散發癌症中，基因突變的主要功能意義可能在於以更高的效率延續性替代了現有的功能；與之相對的是，在遺傳性癌症中，基因突變主要起到了驅動性作用，但從某種角度看又不同于現有文獻中所定義的驅動性突變：⑦原發癌和轉移癌的細胞增殖在本質上是不同的，前者主要用來克服生存壓力，而後者則是細胞應對壓力過程中衍生的副產品，這就提示，在治療轉移癌和原發癌的策略上應該有根本性的差異。
在全書的每一章，作者都堅持在進化的背景下探討癌症的不同主題，並以如下的方式提出問題，例如：進化中的病變細胞所處的微環境為其帶來了何種壓力？不斷進化的細胞又是如何適應相關壓力的呢？此外，我們努力利用實例來演示從現有組學資料中提取所需資訊的過程，既包括如何提出問題，也包括了如何利用「假說驅動」的資料採擷方法來解決這些問題。例如：原發癌和轉移癌的主要驅動力之間的區別是什麼？通過尋找所有轉移癌的共同上調基因，並與相應原發癌的共同上調基因進行比較，進而利用通路的富集分析結果進行探討。