Multiple clones appear to co-exist

Multiple clones appear to co-exist over the entire period of follow-up. This can be seen in the strong spatial divergence between biopsies at the same time point in individuals a, f. g and I (Figure S6). However, within a given level (±1 cm), there was no significant increase in genetic divergence with time. While it is often assumed that the evolutionary history of a cancer involves multiple selective sweeps by new, selectively advantageous genotypes, we found only one such case of a clone that grew to stably dominate the Barrett's segment (individual h, Figures S8 and S9) over at total of 153 patient-years. Due to sampling limitations, we cannot be sure that clone drove all other clones extinct (went to fixation). Genetic divergence, based on number of SGA events, only significantly increased during follow-up in individuals b and j (Figure S6) (individuals d and f also showed increasing divergence based on amount of SGA; Figure S7) but decreased in the one individual (h) with a large clonal expansion (Figure S6). The absence of selective sweeps can also be seen in the consensus trees generated by BEAST (Figures 4D, 4G, 5D, 5G, and S8). Even in the one individual who progressed to EA, individual j, the clone with massive SGAs remained spatially localized (Figure 4). This clone is defined as the set of biopsies 8, 10, 11, and 13, which had a combined 2,291±78 SGAs affecting 588±18 Mb or 19% of the genome, and which were sampled at levels 41, 39, 41, and 40 cm in a segment that spanned levels 35–44 cm from SCJ to GEJ (Figure 4 C, G–I). Interestingly, a precursor of that clone had been detected nine years prior to its emergence (biopsy 2 in Figures 4 G–I).

We show clonal evolution in individuals b, j, and f in higher detail in Figures 4 and 5 since these individuals had a higher than average number of SGA events and amount of genome affected by SGA (Figure 2). We show clonal evolution in individual l (Figure 5) in higher detail to show clonal evolution during an on-off NSAID use pattern. In addition, the SGA amount in individual l is close to the mean SGA amount in all individuals, except b, f, and j, while SGA amount in individual f is higher than the mean (Figure 2) and using Circos plots side-by-side contrasts qualitatively SGA amount and SGA chromosomal location between individuals l and f (Figure 5 B,C).

In summary, the majority of individuals showed no dramatic accumulation of new SGAs consistent with long-term evolutionary stasis during follow-up (Circos plots in Figures 4, 5, S1, S2), and the one progressor to EA, individual j, showed that evolutionary stasis can be punctuated by the expansion of a clone with massive amount of SGAs (Figure 4 C,G–I).

The maximum parsimony phylogenetic analysis revealed the shared common ancestry of biopsies within an individual based on SGA homology. Inferred PAUP phylogenetic trees, which had branches scaled by the estimated number of shared SGA events in Figures 4E,H, 5E,H, and Figure S9, showed significantly imbalanced tree shapes (Table S2) for all individuals, except individual f and j. When we rescaled the branch lengths of the same phylogenetic trees by the amount of genome affected in Figures 4F, I, 5F, I, and Figure S10, the trees showed that within an individual the majority of biopsies are closely related and only few biopsies or lineages diverge dramatically from the majority cluster, which is indicative of SGA bursts.

Phylogenetic methods of analysis are required to account for the complex dependency structures in samples that are related by common ancestry. Bayesian methods allow for more detailed models of evolution than parsimony methods. We tested our hypothesis that NSAID use reduces SGA acquisition rate in BE by estimating SGA acquisition rate during off-NSAID and on-NSAID periods using a custom modified version of BEAST [31]. This reconstructs the set of most likely phylogenies that relate the samples within the Barrett's segment and simultaneously estimates the SGA rates along the branches of those phylogenies during the on and off NSAIDs periods. This method is based on the coalescent in which lineages may disappear either because they are not sampled or because they go extinct. We added a new evolutionary model of SGA into BEAST in order to estimate SGA rate using Bayesian MCMC sampling (see Methods and Text S1: Equations S3–4). We excluded SGAs detected in the first time point and only measured SGAs that were detected during follow-up, in order to reduce the influence of clonal evolution that occurred prior to surveillance. For the two individuals who were already on NSAIDs when we started surveying them, and later went off NSAIDs, individual l showed a lower SGA rate on NSAIDs than off NSAIDs, but the 95% support intervals for the two rates overlap (Figure 6). In contrast, individual m showed a higher SGA rate on NSAIDs than off NSAIDs. In individuals a–k, the SGA rate on NSAIDs was approximately an order of magnitude lower than the SGA rat

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หลายโคลนจะ อยู่ร่วมในช่วงติดตามผลทั้งหมด สามารถมองเห็นใน divergence spatial แข็งแกร่งระหว่างประสาทการตรวจชิ้นเนื้อที่จุดเวลาเดียวกันในบุคคล a, f. g และ (รูป S6) อย่างไรก็ตาม ในระดับที่กำหนด (± 1 cm), ได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในทางพันธุกรรมแตกต่างกับเวลา ในขณะที่มันมักจะสันนิษฐานว่า ประวัติวิวัฒนาการของโรคมะเร็งเกี่ยวข้องกับการกวาดเลือกหลาย โดยศึกษาจีโนไทป์ใหม่ เลือกประโยชน์ เราพบเพียงหนึ่งคดีที่โคลนที่เติบโตจนสามารถ ครองส่วนของบาร์เร็ตต์ (h ละ S8 เลขและ S9) มากกว่าที่ทั้งสิ้น 153 ผู้ป่วยปี เนื่องจากข้อจำกัดของการสุ่มตัวอย่าง เราไม่สามารถแน่ใจว่า โคลนที่ขับโคลนอื่น ๆ สูญพันธุ์ (ไปตรึง) แตกต่างทางพันธุกรรม ตามจำนวนของกิจกรรม SGA เพียงเพิ่มในระหว่างการติดตามผลในบุคคล b และ j (รูป S6) (บุคคล d และยัง แสดงให้เห็นเศรษฐกิจที่เพิ่มขึ้นตามยอดเงินของ SGA; f รูป S7) แต่ลดลงในบุคคลหนึ่ง (h) กับขนาดใหญ่ขยายตัว clonal (รูป S6) การขาดงานกวาดคุณจะยังได้ต้นไม้ฉันทามติที่เกิดจากสัตว์ (ตัวเลข 4D, 4g, 5D, 5 กรัม และ S8) แม้ในบุคคลหนึ่งที่ก้าวหน้าใน EA, j ละ โคลนกับ SGAs ใหญ่ยังคง spatially แปล (4 รูป) โคลนนี้ถูกกำหนดเป็นชุดของประสาทการตรวจชิ้นเนื้อ 8, 10, 11 และ 13 มีการรวม 2, SGAs 291±78 ที่มีผลต่อ 588±18 Mb หรือ 19% ของจีโน และซึ่งได้ลิ้มลองที่ระดับ 41, 39, 41 และ 40 ซม.ส่วนที่ระดับ 35 – 44 ซม.จาก SCJ เพื่อ GEJ (รูป 4 C, G – ฉัน) เรื่องน่าสนใจ สารตั้งต้นของโคลนที่ได้ตรวจพบเก้าปีก่อนการเกิด (ตรวจชิ้นเนื้อ 2 ในตัวเลข 4 G – ฉัน)We show clonal evolution in individuals b, j, and f in higher detail in Figures 4 and 5 since these individuals had a higher than average number of SGA events and amount of genome affected by SGA (Figure 2). We show clonal evolution in individual l (Figure 5) in higher detail to show clonal evolution during an on-off NSAID use pattern. In addition, the SGA amount in individual l is close to the mean SGA amount in all individuals, except b, f, and j, while SGA amount in individual f is higher than the mean (Figure 2) and using Circos plots side-by-side contrasts qualitatively SGA amount and SGA chromosomal location between individuals l and f (Figure 5 B,C).In summary, the majority of individuals showed no dramatic accumulation of new SGAs consistent with long-term evolutionary stasis during follow-up (Circos plots in Figures 4, 5, S1, S2), and the one progressor to EA, individual j, showed that evolutionary stasis can be punctuated by the expansion of a clone with massive amount of SGAs (Figure 4 C,G–I).The maximum parsimony phylogenetic analysis revealed the shared common ancestry of biopsies within an individual based on SGA homology. Inferred PAUP phylogenetic trees, which had branches scaled by the estimated number of shared SGA events in Figures 4E,H, 5E,H, and Figure S9, showed significantly imbalanced tree shapes (Table S2) for all individuals, except individual f and j. When we rescaled the branch lengths of the same phylogenetic trees by the amount of genome affected in Figures 4F, I, 5F, I, and Figure S10, the trees showed that within an individual the majority of biopsies are closely related and only few biopsies or lineages diverge dramatically from the majority cluster, which is indicative of SGA bursts.Phylogenetic methods of analysis are required to account for the complex dependency structures in samples that are related by common ancestry. Bayesian methods allow for more detailed models of evolution than parsimony methods. We tested our hypothesis that NSAID use reduces SGA acquisition rate in BE by estimating SGA acquisition rate during off-NSAID and on-NSAID periods using a custom modified version of BEAST [31]. This reconstructs the set of most likely phylogenies that relate the samples within the Barrett's segment and simultaneously estimates the SGA rates along the branches of those phylogenies during the on and off NSAIDs periods. This method is based on the coalescent in which lineages may disappear either because they are not sampled or because they go extinct. We added a new evolutionary model of SGA into BEAST in order to estimate SGA rate using Bayesian MCMC sampling (see Methods and Text S1: Equations S3–4). We excluded SGAs detected in the first time point and only measured SGAs that were detected during follow-up, in order to reduce the influence of clonal evolution that occurred prior to surveillance. For the two individuals who were already on NSAIDs when we started surveying them, and later went off NSAIDs, individual l showed a lower SGA rate on NSAIDs than off NSAIDs, but the 95% support intervals for the two rates overlap (Figure 6). In contrast, individual m showed a higher SGA rate on NSAIDs than off NSAIDs. In individuals a–k, the SGA rate on NSAIDs was approximately an order of magnitude lower than the SGA rat

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โคลนหลายปรากฏอยู่ร่วมในช่วงระยะเวลาทั้งหมดของการติดตาม นี้สามารถมองเห็นความแตกต่างในเชิงพื้นที่ที่แข็งแกร่งระหว่างขริบที่จุดในเวลาเดียวกันในบุคคลที่ A, F G และฉัน (รูปที่ S6) อย่างไรก็ตามภายในระดับที่กำหนด (± 1 เซนติเมตร) ไม่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความแตกต่างทางพันธุกรรมที่มีเวลา ในขณะที่มันมักจะสันนิษฐานว่าประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของโรคมะเร็งที่เกี่ยวข้องกับเรตติ้งเลือกหลายคนโดยใหม่ยีนเปรียบคัดเลือกเราพบเพียงหนึ่งกรณีดังกล่าวของโคลนที่ขยายตัวไปยังเสถียรครองบาร์เร็ตต์ส่วน (บุคคล H, ตัวเลข S8 และ S9) มากกว่า ที่รวมของผู้ป่วย 153 ปี เนื่องจากข้อ จำกัด ของการสุ่มตัวอย่างเราไม่สามารถมั่นใจได้ว่าโคลนโคลนขับรถอื่น ๆ ทั้งหมดสูญพันธุ์ (ไปตรึง) ความแตกต่างทางพันธุกรรมขึ้นอยู่กับจำนวนของเหตุการณ์ SGA เพียงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วงติดตามในบุคคลที่ B และ J (รูปที่ S6) (บุคคล D และ F ยังแสดงให้เห็นความแตกต่างที่เพิ่มขึ้นตามจำนวนของ SGA; รูป S7) แต่ลดลงในคนใดคนหนึ่ง (H) ที่มีการขยายตัว clonal ขนาดใหญ่ (รูปที่ S6) การขาดงานของเรตติ้งเลือกนอกจากนี้ยังสามารถมองเห็นได้ในต้นไม้ฉันทามติที่สร้างขึ้นโดย BEAST (รูป 4D, 4G, 5D, 5G และ S8) แม้จะอยู่ในบุคคลผู้หนึ่งที่ก้าวหน้าไป EA, J แต่ละโคลนที่มี SGAs ใหญ่ยังคงมีการแปลเชิงพื้นที่ (รูปที่ 4) โคลนนี้ถูกกำหนดเป็นชุดของขริบ 8, 10, 11 และ 13 ซึ่งได้รวม 2,291 ± 78 SGAs มีผลกระทบต่อ 588 ± 18 Mb หรือ 19% ของจีโนมและที่เก็บตัวอย่างในระดับ 41, 39, 41, และ 40 ซม. ในส่วนที่ทอดระดับ 35-44 ซม. จาก SCJ เพื่อ GEJ (รูปที่ 4 C, G-I) ที่น่าสนใจเป็นปูชนียบุคคลของโคลนที่ได้รับการตรวจพบเก้าปีก่อนที่จะมีการเกิดของมัน (การตรวจชิ้นเนื้อ 2 ในรูปที่ 4 G-I). เราแสดงวิวัฒนาการ clonal ในบุคคล B, J, และ F ในรายละเอียดที่สูงขึ้นในรูปที่ 4 และ 5 เนื่องจากบุคคลเหล่านี้ มีความสูงกว่าค่าเฉลี่ยของจำนวนเหตุการณ์ SGA และปริมาณของจีโนมรับผลกระทบจากเอสจีเอ (รูปที่ 2) เราแสดงวิวัฒนาการ clonal ในแต่ละ L (รูปที่ 5) ในรายละเอียดที่สูงขึ้นเพื่อแสดงให้เห็นวิวัฒนาการ clonal ระหว่างรูปแบบการใช้ NSAID ON-OFF นอกจากนี้จำนวนเงินที่เอสจีเอใน L บุคคลอยู่ใกล้กับจำนวนเงินที่ SGA เฉลี่ยในบุคคลทั้งหมดยกเว้น B, F และ J ในขณะที่จำนวนเงินที่เอสจีเอในแต่ละ F สูงกว่าค่าเฉลี่ย (รูปที่ 2) และการใช้ที่ดิน Circos เคียง -Side ขัดแย้งจำนวน SGA ในเชิงคุณภาพและสถานที่ของโครโมโซม SGA ระหว่างบุคคลลิตรและ f (รูปที่ 5 B, C). ในการสรุปส่วนใหญ่ของประชาชนพบว่าไม่มีการสะสมอย่างมากของ SGAs ใหม่สอดคล้องกับระยะยาวชะงักงันในช่วงวิวัฒนาการติดตาม (Circos แปลงในรูปที่ 4, 5, S1, S2) และ progressor หนึ่งไปยัง EA, J บุคคลแสดงให้เห็นว่าภาวะหยุดนิ่งวิวัฒนาการสามารถคั่นด้วยการขยายตัวของโคลนที่มีจำนวนมากของ SGAs ที่ (รูปที่ 4 C, G-I) การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการความประหยัดสูงสุดเปิดเผยบรรพบุรุษร่วมกันร่วมกันของการตรวจชิ้นเนื้อภายในของแต่ละบุคคลบนพื้นฐานของเอสจีเอที่คล้ายคลึงกัน อนุมาน PAUP ต้นไม้ที่มีกิ่งก้านปรับขนาดด้วยจำนวนโดยประมาณของเหตุการณ์ SGA ที่ใช้ร่วมกันในรูป 4E, H, 5E, H, S9 และรูปที่แสดงให้เห็นรูปทรงต้นไม้ขาดดุลอย่างมีนัยสำคัญ (ตารางที่ S2) สำหรับบุคคลทั้งหมดยกเว้นบุคคล F และ J เมื่อเราปรับขนาดความยาวสาขาของต้นไม้เดียวกันโดยจำนวนของจีโนมได้รับผลกระทบในรูป 4F, I, 5F ผมและรูป S10, ต้นไม้แสดงให้เห็นว่าภายในของแต่ละบุคคลส่วนใหญ่ของขริบที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดและมีเพียงไม่กี่ขริบหรือ lineages แตกต่างอย่างมากจากกลุ่มคนส่วนใหญ่ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ของการระเบิด SGA. วิธีการวิวัฒนาการของการวิเคราะห์จะต้องบัญชีสำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนในการพึ่งพาตัวอย่างที่เกี่ยวข้องโดยบรรพบุรุษร่วมกัน วิธีการอนุญาตให้มีการคชกรรมรุ่นรายละเอียดเพิ่มเติมของวิวัฒนาการกว่าวิธีการประหยัด เราได้ทดสอบสมมติฐานของเราว่าการใช้ NSAID จะช่วยลดอัตราการเข้าซื้อกิจการใน SGA จะโดยการประเมินอัตราการเข้าซื้อกิจการเอสจีเอในช่วงปิด NSAID และในระยะเวลาใช้ NSAID ฉบับแก้ไขที่กำหนดเองของ BEAST [31] นี้ reconstructs ชุดของ phylogenies ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มตัวอย่างที่อยู่ในส่วนของบาร์เร็ตและพร้อมกันประมาณการอัตรา SGA ตามสาขาของ phylogenies เหล่านั้นในระหว่างการเปิดและปิดงวด NSAIDs วิธีการนี้จะขึ้นอยู่กับ Coalescent ที่ lineages อาจหายไปอย่างใดอย่างหนึ่งเพราะพวกเขาจะไม่ได้ชิมหรือเพราะพวกเขาสูญพันธุ์ไป เราได้เพิ่มรูปแบบใหม่ของการวิวัฒนาการ SGA เข้า BEAST เพื่อประเมินอัตราการใช้เอสจีเอเบส์ MCMC การสุ่มตัวอย่าง (ดูวิธีการและข้อความ S1: สม S3-4) เราได้รับการยกเว้น SGAs ตรวจพบในจุดเป็นครั้งแรกและ SGAs วัดเท่านั้นที่ถูกตรวจพบในระหว่างการติดตามเพื่อลดอิทธิพลของวิวัฒนาการ clonal ที่เกิดขึ้นก่อนที่จะมีการเฝ้าระวัง สำหรับสองบุคคลที่มีอยู่แล้วใน NSAIDs เมื่อเราเริ่มต้นการสำรวจพวกเขาและหลังจากนั้นก็ปิด NSAIDs, L บุคคลพบว่าอัตราการลดลงใน SGA NSAIDs กว่าปิด NSAIDs แต่ช่วงเวลาการสนับสนุน 95% สำหรับสองอัตราการทับซ้อนกัน (รูปที่ 6) ในทางตรงกันข้าม M บุคคลพบว่าอัตราการเอสจีเอที่สูงขึ้นในกลุ่ม NSAIDs กว่า NSAIDs ปิด ในบุคคลที่ A-K, อัตรา SGA บน NSAIDs ประมาณลำดับความสำคัญต่ำกว่าหนู SGA