中文网站
Nat Med | Multi-Omics -lähestymistapa integroidun kasvaimen, immuunijärjestelmän ja mikrobimaiseman kartoittamiseen kolorektaalisyövän, paljastaa mikrobiomin vuorovaikutuksen immuunijärjestelmän kanssa
Vaikka primaarisen paksusuolen syövän biomarkkereita on tutkittu laajasti viime vuosina, nykyiset kliiniset ohjeet luottavat vain kasvain-lymph-solmu-metastaasien vaiheisiin ja DNA: n epäsuhtaiden korjausvirheiden (MMR) vikojen tai mikrosatelliitin epävakauden (MSI) havaitsemiseen (tavanomaisen patologisen testauksen lisäksi) hoitosuositusten määrittämiseksi. Tutkijat ovat havainneet yhteydenpidon geeniekspressiopohjaisten immuunivasteiden, mikrobiprofiilien ja kasvaimen strooman välillä syöpägenomin atlasissa (TCGA) kolorektaalisyövän kohortissa ja potilaan eloonjäämisessä.
Tutkimuksen edetessä primaarisen kolorektaalisyövän kvantitatiiviset ominaisuudet, mukaan lukien syövän syöpäsolut, immuuni, strooma tai syövän mikrobinen luonne, on ilmoitettu korreloivan merkittävästi kliinisten tulosten kanssa, mutta heidän vuorovaikutuksensa vaikuttavat potilaan tuloksiin edelleen rajoitetusti.
Fenotyyppisen monimutkaisuuden ja lopputuloksen välinen suhde Qatarin Sidran lääketieteellisen tutkimuksen instituutin tutkijaryhmä kehitti äskettäin ja validoi integroidun pistemäärän (mikroSCORE), joka tunnistaa potilaiden ryhmän, jolla on hyvät eloonjäämisasteet yhdistämällä mikrobiomin ominaispiirteet ja immuunijärjestelmät (ICR). Ryhmä suoritti kattavan genomianalyysin tuoreista jäädytetyistä näytteistä 348 potilaalla, joilla oli primaarinen kolorektaalisyöpä, mukaan lukien kasvainten RNA-sekvensointi ja sovitettu terveellinen kolorektaalinen kudos, kokonainen eksome-sekvensointi, syvä T-solureseptori ja 16S-bakteerirRNA-geenisekvensointi, jota täydennettiin koko tuumorin genomien sekvensointi edelleen karakterisoimaan mikrobiomia. Tutkimus julkaistiin luonnonlääketieteessä "integroituna kasvain-, immuunijärjestelmänä ja mikrobiome -atlasina paksusuolen syöpään".
Artikkeli, joka on julkaistu luonnonlääketieteessä
AC-ICAM-yleiskatsaus
Tutkijat käyttivät ortogonaalista genomista alustaa tuoreiden jäädytettyjen tuumorinäytteiden analysoimiseksi ja vastaamaan vierekkäisiä terveellisiä paksusuolen kudoksia (tuumorin normaalia paria) potilailta, joilla oli histologinen paksusuolen syöpä diagnoosi ilman systeemistä hoitoa. Perustuen koko eksomeen sekvensointiin (WES), RNA-Seq-tietojen laadunvalvontaan ja sisällyttämiskriteerien seulontaan, 348 potilaan genomitiedot säilytettiin ja niitä käytettiin alavirran analyysiin keskimäärin 4,6 vuotta. Tutkimusryhmä nimitti tämän resurssin SIDRA-LUMC AC-ICAM: Kartta ja opas immuunisyöttö-mikrobiome-vuorovaikutuksiin (kuva 1).
Molekyyliluokitus ICR: n avulla
Tutkimusryhmä optimoi Immuunisyövän jatkuvan syövän immunosurvektanssin modulaarisen sarjan, jota kutsutaan immuunivakioksi hyljinnän (ICR), tiivistämällä se 20-geenin paneeliksi, joka kattaa erilaisia syöpätyyppejä, mukaan lukien melanooma, virtsarakon syöpä ja rintasyöpä. ICR: hen on liitetty myös immunoterapiavaste monissa syöpätyypeissä, mukaan lukien rintasyöpä.
Ensinnäkin tutkijat validoivat AC-ICAM-kohortin ICR-allekirjoituksen käyttämällä ICR-geenipohjaista rinnakkaisluokittelutapaa kohortin luokittelemiseksi kolmeen klusteriin/immuunijärjestelmään: korkeat ICR (kuumat kasvaimet), keskisuuret ICR ja matala ICR (kylmäkasvaimet) (kuva 1b). Tutkijat karakterisoivat immuunijärjestelmää, joka liittyy konsensusmolekyylin alatyyppeihin (CMS), paksusuolen syövän transkriptiopohjaiseen luokitteluun. CMS -luokkiin sisältyivät CMS1/immuuni, CMS2/kanoninen, CMS3/metabolinen ja CMS4/mesenkymaal. Analyysi osoitti, että ICR-pisteet korreloivat negatiivisesti tiettyjen syöpäsolujen kanssa kaikissa CMS-alatyypeissä, ja positiivisia korrelaatioita immunosuppressiivisten ja stroomiin liittyvien reittien kanssa havaittiin vain CMS4-kasvaimissa.
Kaikissa CMS: ssä luonnollisen tappajan (NK) solu- ja T -solujen alaryhmien runsaus oli suurin ICR: n korkeissa immuunijärjestelmissä, ja muissa leukosyyttien alaryhmissä oli suurempi variaatio (kuvio 1C) .ICR -immuunijärjestelmän alatyyppeissä oli erilainen OS ja PFS, ja ICR: n alhaisesta (kuva 1D) asteittainen nousu (kuvassa 1D), validoivat prognostisen roolin ICR: ssä.
Kuvio 1. AC-ICAM-tutkimussuunnitelma, immuunijärjestelmän allekirjoitus, immuuni- ja molekyyli-alatyypit ja eloonjääminen.
ICR vangitsee kasvaimen rikastetut, kloonaalisesti monistetut T-solut
Vain vähemmistön T -soluista, jotka tunkeutuvat kasvainkudokseen, on ilmoitettu olevan spesifinen kasvainantigeeneille (alle 10%). Siksi suurimpaan osaan kasvaimen sisäisistä T-soluista viitataan sivullisen T-soluina (sivulliset T-solut). Vahvin korrelaatio tavanomaisten T-solujen lukumäärän kanssa tuottavilla TCR: llä havaittiin stroomasolujen ja leukosyyttien alaryhmissä (havaittu RNA-seq: llä), jota voidaan käyttää T-solujen alaryhmien arvioimiseksi (kuva 2A). ICR-klustereissa (kokonais- ja CMS-luokittelu) IMMUNE-seq-TCR: ien korkein kloonaus havaittiin ICR-HIGH: n ja CMS-alatyyppisissä CMS1/immuuniryhmissä (kuva 2C), ja ICR-korkeiden kasvaimien suurin osuus oli suurin. Käyttämällä koko transkriptomia (18 270 geeniä), kuusi ICR -geeniä (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA ja CXCL10) olivat kymmenen parhaan geenin joukossa, jotka liittyivät positiivisesti TCR -immuuni -Seq -kloonaalisuuteen (kuva 2D). Immunoseq TCR-Klonaali korreloi voimakkaammin useimpien ICR-geenien kanssa kuin korrelaatiot, joita havaittiin kasvaimen reagoivien CD8+ -markkereiden avulla (kuviot 2F ja 2G). Yhteenvetona voidaan todeta, että yllä oleva analyysi viittaa siihen, että ICR-allekirjoitus vangitsee kasvaimen rikastuneiden, kloonaalisesti monistettujen T-solujen läsnäolon ja voi selittää sen prognostiset vaikutukset.
Kuvio 2. TCR-mittarit ja korrelaatio immuuniin liittyvien geenien, immuuni- ja molekyylityyppien kanssa.
Mikrobiomikoostumus terveissä ja paksusuolen syöpäkudoksissa
Tutkijat suorittivat 16S rRNA -sekvensointia käyttämällä DNA: ta, joka oli uutettu vastaavasta kasvaimesta ja terveellisestä paksusuolen kudoksesta 246 potilaalta (kuvio 3A). Validointia varten tutkijat analysoivat lisäksi 16S -rRNA -geenisekvensointitietoja 42 tuumorinäytteestä, jotka eivät ole olleet vastaamaan normaalia DNA: ta analysoitavaksi. Ensinnäkin tutkijat vertasivat kasvistojen suhteellista runsautta vastaavien kasvainten ja terveen paksusuolen kudoksen välillä. Clostridium perfringens kasvoi merkittävästi kasvaimissa verrattuna terveisiin näytteisiin (kuvio 3A-3D). Kasvaimen ja terveiden näytteiden välillä ei ollut merkittävää eroa alfa-monimuotoisuudessa (lajien monimuotoisuus ja runsaus yhdessä näytteessä), ja ICR-korkeissa kasvaimissa havaittiin vaatimaton väheneminen mikrobien monimuotoisuudessa suhteessa ICR-mataisiin kasvaimiin.
Mikrobiprofiilien ja kliinisten tulosten välisten kliinisesti merkittävien assosiaatioiden havaitsemiseksi tutkijoiden tavoitteena oli käyttää 16S rRNA -geenisekvensointitietoja tunnistaakseen mikrobiomiominaisuudet, jotka ennustavat eloonjäämisen. AC-ICAM246: lla tutkijat juoksivat OS-Cox-regressiomallia, joka valitsi 41 ominaisuutta ei-nollakertoimilla (liittyy differentiaaliriskiin), nimeltään MBR-luokittelijoita (kuva 3F).
Tässä koulutuskohortissa (ICAM246) alhaiseen MBR -pistemäärään (MBR <0, alhainen MBR) liittyi huomattavasti alhaisempi kuoleman riski (85%). Tutkijat vahvistivat alhaisen MBR: n (riski) ja pitkäaikaisen OS: n välisen yhteyden kahdessa itsenäisesti validoidussa kohortissa (ICAM42 ja TCGA-Coad). (Kuvio 3) Tutkimus osoitti voimakasta korrelaatiota endogastristen kokkien ja MBR -pisteiden välillä, jotka olivat samanlaisia kasvaimen ja terveen paksusuolen kudoksessa.
Kuvio 3.. Mikrobiomi tuumorissa ja terveissä kudoksissa ja suhde ICR: n ja potilaan selviytymiseen.
Johtopäätös
Tässä tutkimuksessa käytetty multi-om-lähestymistapa mahdollistaa immuunivasteen molekyylin allekirjoituksen perusteellisen havaitsemisen ja analysoinnin kolorektaalisyövässä ja paljastaa mikrobiomin ja immuunijärjestelmän välisen vuorovaikutuksen. Kasvaimen syvä TCR-sekvensointi ja terveet kudokset paljastivat, että ICR: n prognostinen vaikutus voi johtua sen kyvystä kaapata kasvaimia rikastettuja ja mahdollisesti kasvaimen antigeenispesifisiä T-soluklooneja.
Analysoimalla kasvaimen mikrobiomikoostumusta käyttämällä 16S rRNA-geenisekvensointia AC-ICAM-näytteissä, ryhmä tunnisti mikrobiomin allekirjoituksen (MBR-riskipistemäärä), jolla oli vahva ennustearvo. Vaikka tämä allekirjoitus oli peräisin tuumorinäytteistä, terveellisen kolorektumin ja tuumorin MBR -riskipisteiden välillä oli vahva korrelaatio, mikä viittaa siihen, että tämä allekirjoitus voi vangita potilaiden suoliston mikrobiomin koostumuksen. Yhdistämällä ICR- ja MBR-pisteet oli mahdollista tunnistaa ja validoida moni-Omic-opiskelijoiden biomarkkeri, joka ennustaa eloonjäämisen potilailla, joilla on paksusuolen syöpä. Tutkimuksen moni-OMic-tietojoukko tarjoaa resurssin paremman paksusuolen syöpäbiologian ymmärtämiseksi ja henkilökohtaisten terapeuttisten lähestymistapojen löytämiseksi.
Viestin aika: kesäkuu-15-2023
Tietosuoja -asetukset