基因组学高通量测序技术已经成为现有重要研究方法,具有高分辨率和高覆盖度。单细胞测序技术是一种新型的高通量测序技术,已在复杂的生物疾病研究系统中应用越发广泛,例如从基本的微观微生物系统多样性到人类癌症基因组学研究。在非群体的细胞生物学方向进行组学分析,可以特异性的实现在单分子DNA核苷酸水平上进行高敏感性和高特异性的研究,特别是对于复杂疾病的研究,通过分析多个肿瘤样本的拷贝数或分析单个细胞的多样性技术,将为疾病和生物学获得重要的信息带来巨大的前景。肿瘤内部结构的复杂性,决定了对肿瘤组织单区域的分析研究无法全面解释肿瘤的整体突变情况,尤其是细胞水平的功能变化即使在同一肿瘤内部也可能存在极大的差异,如果不能从单个肿瘤细胞进行变异分析,很难真正了解肿瘤形成过程中的驱动机制,也就无法实现对肿瘤疾病的防控与有效治疗。多形性胶质母细胞瘤(Glioblastoma multiforme,GBM)是一种成年人中最常见的恶性原发性脑肿瘤,因为恶性程度高,疾病的发生和发展都极其迅速,治疗往往跟不上病程的快速发展,导致死亡率高。GBM疾病的发展机制复杂性较高的原因,主要包括肿瘤内外部的异质性和遗传系统上的复杂性,由于克隆特异性改变和肿瘤区域差异性限制了这种疾病临床治疗应上的进一步改善,因此不同的GBM病人对相同的治疗方案可能反应出完全不同的敏感性,同时在预后上也产生较大的差异。根据现有的临床治疗效果来看,即使采取最积极的治疗方案,包括手术切除肿瘤组织和综合放化疗,患GBM的病人的中位生存率一般都不超过15个月。本项目结合3个区域部位的组织样本、并提取这几个区域性的单细胞样本,进行全基因组测序,研究上克服了细胞内异质性的限制,即对1名EGFR阳性的GBM患者脑部多个区域进行组织样本和分离出的219个细胞进行全基因组测序研究,发现单细胞检测结果与组织检测结果的一致性和异质性,总共分离出219个细胞,进行全基因组测序。我们发现单个细胞和组织之间的一致性和异质性,拷贝数变异显示克隆和亚克隆进化.TP53和PTEN可能在肿瘤进化早期发生,而KIT和ERCC4发生在晚期。PDGFRA基因扩增和缺失,显示GBM疾病的差异突变。我们强调单细胞测序平台发现组织水平无法检测到的低频突变,揭示该技术对肿瘤靶向用药具有重要前景。