中文网站
Nat Med | Approċċ multi-omikku għall-immappjar tal-pajsaġġ integrat tat-tumur, immuni u mikrobjali tal-kanċer kolorektali jiżvela l-interazzjoni tal-mikrobijoma mas-sistema immunitarja
Għalkemm il-bijomarkaturi għall-kanċer primarju tal-kolon ġew studjati b'mod estensiv f'dawn l-aħħar snin, il-linji gwida kliniċi attwali jiddependu biss fuq l-istadjar tal-metastasi tat-tumur-limfonodi u l-iskoperta ta' difetti fit-tiswija tad-diskrepanza tad-DNA (MMR) jew instabbiltà tal-mikrosatelliti (MSI) (flimkien ma' ttestjar standard tal-patoloġija) biex jiddeterminaw ir-rakkomandazzjonijiet dwar it-trattament. Ir-riċerkaturi nnutaw nuqqas ta' assoċjazzjoni bejn ir-risponsi immuni bbażati fuq l-espressjoni tal-ġeni, il-profili mikrobjali, u l-istroma tat-tumur fil-koorti tal-kanċer kolorektali tal-Atlas tal-Ġenoma tal-Kanċer (TCGA) u s-sopravivenza tal-pazjent.
Hekk kif ir-riċerka avvanzat, il-karatteristiċi kwantitattivi tal-kanċer kolorektali primarju, inkluża n-natura ċellulari, immuni, stromali jew mikrobjali tal-kanċer, ġew irrappurtati li jikkorrelataw b'mod sinifikanti mar-riżultati kliniċi, iżda għad hemm fehim limitat ta' kif l-interazzjonijiet tagħhom jaffettwaw ir-riżultati tal-pazjenti.
Biex janalizzaw ir-relazzjoni bejn il-kumplessità fenotipika u r-riżultat, tim ta’ riċerkaturi mill-Istitut Sidra għar-Riċerka Medika fil-Qatar dan l-aħħar żviluppaw u vvalidaw punteġġ integrat (mICRoScore) li jidentifika grupp ta’ pazjenti b’rati tajbin ta’ sopravivenza billi jikkombinaw il-karatteristiċi tal-mikrobijoma u l-kostanti tar-rifjut immuni (ICR). It-tim wettaq analiżi ġenomika komprensiva ta’ kampjuni ffriżati friski minn 348 pazjent b’kanċer kolorektali primarju, inkluż sekwenzar tal-RNA ta’ tumuri u tessut kolorektali b’saħħtu mqabbel, sekwenzar tal-eżoma sħiħ, riċettur taċ-ċelluli T profond u sekwenzar tal-ġeni rRNA batteriċi 16S, supplimentati minn sekwenzar tal-ġenoma tat-tumur sħiħ biex jikkaratterizzaw aktar il-mikrobijoma. L-istudju ġie ppubblikat f’Nature Medicine bħala “Atlas integrat tat-tumur, immuni u mikrobijoma tal-kanċer tal-kolon”.
Artiklu ppubblikat f’Nature Medicine
Ħarsa Ġenerali lejn l-AC-ICAM
Ir-riċerkaturi użaw pjattaforma ġenomika ortogonali biex janalizzaw kampjuni friski ta’ tumuri ffriżati u qabblu tessut tal-kolon b’saħħtu biswit (pari ta’ tumur normali) minn pazjenti b’dijanjosi istoloġika ta’ kanċer tal-kolon mingħajr terapija sistemika. Abbażi tas-sekwenzar tal-eżoma sħiħ (WES), il-kontroll tal-kwalità tad-dejta RNA-seq, u l-iskrinjar tal-kriterji ta’ inklużjoni, id-dejta ġenomika minn 348 pazjent inżammet u ntużat għal analiżi downstream b’segwitu medjan ta’ 4.6 snin. It-tim tar-riċerka semma din ir-riżorsa Sidra-LUMC AC-ICAM: Mappa u gwida għall-interazzjonijiet bejn l-immunità, il-kanċer u l-mikrobijoma (Figura 1).
Klassifikazzjoni molekulari bl-użu tal-ICR
Billi qabad sett modulari ta’ markaturi ġenetiċi immuni għal immunosorveljanza kontinwa tal-kanċer, imsejjaħ il-kostanti immuni tar-rifjut (ICR), it-tim tar-riċerka ottimizza l-ICR billi kkondensah f’pannell ta’ 20 ġene li jkopri tipi differenti ta’ kanċer, inkluż melanoma, kanċer tal-bużżieqa tal-awrina, u kanċer tas-sider. L-ICR ġie assoċjat ukoll mar-rispons tal-immunoterapija f’varjetà ta’ tipi ta’ kanċer, inkluż il-kanċer tas-sider.
L-ewwel, ir-riċerkaturi vvalidaw il-firma tal-ICR tal-koorti AC-ICAM, bl-użu ta' approċċ ta' ko-klassifikazzjoni bbażat fuq il-ġeni tal-ICR biex jikklassifikaw il-koorti fi tliet gruppi/sottotipi immuni: ICR għolja (tumuri sħan), ICR medja u ICR baxxa (tumuri kesħin) (Figura 1b). Ir-riċerkaturi kkaratterizzaw il-proċlività immuni assoċjata ma' sottotipi molekulari ta' kunsens (CMS), klassifikazzjoni bbażata fuq it-traskrittoma tal-kanċer tal-kolon. Il-kategoriji tas-CMS inkludew CMS1/immuni, CMS2/kanoniku, CMS3/metaboliku u CMS4/meżenkimali. L-analiżi wriet li l-punteġġi tal-ICR kienu korrelati b'mod negattiv ma' ċerti mogħdijiet taċ-ċelloli tal-kanċer fis-sottotipi kollha tas-CMS, u korrelazzjonijiet pożittivi ma' mogħdijiet immunosoppressivi u relatati mal-stromali ġew osservati biss fit-tumuri tas-CMS4.
Fis-CMS kollha, l-abbundanza ta' sottogruppi ta' ċelluli qattiela naturali (NK) u ċelluli T kienet l-ogħla fis-sottotipi b'immunità għolja ta' ICR, b'varjabilità akbar f'sottogruppi oħra ta' lewkoċiti (Figura 1c). Is-sottotipi immuni ta' ICR kellhom OS u PFS differenti, b'żieda progressiva fl-ICR minn baxxa għal għolja (Figura 1d), li tivvalida r-rwol prognostiku tal-ICR fil-kanċer kolorektali.
Figura 1. Disinn tal-istudju AC-ICAM, firma tal-ġeni relatati mal-immunità, sottotipi immuni u molekulari u sopravivenza.
L-ICR jaqbad ċelluli T arrikkiti bit-tumur u amplifikati b'mod klonali
Minoranza biss taċ-ċelluli T li jinfiltraw it-tessut tat-tumur ġiet irrappurtata li hija speċifika għall-antiġeni tat-tumur (inqas minn 10%). Għalhekk, il-maġġoranza taċ-ċelluli T intra-tumur huma msejħa ċelluli T bystander (ċelluli T bystander). L-aktar korrelazzjoni qawwija man-numru ta' ċelluli T konvenzjonali b'TCRs produttivi ġiet osservata f'subpopolazzjonijiet ta' ċelluli stromali u lewkoċiti (skoperti minn RNA-seq), li jistgħu jintużaw biex jiġu stmati s-subpopolazzjonijiet taċ-ċelluli T (Figura 2a). Fir-raggruppamenti ICR (klassifikazzjoni ġenerali u CMS), l-ogħla klonalità ta' TCRs SEQ immuni ġiet osservata fil-gruppi ICR-għoljin u sottotip CMS1/immuni (Figura 2c), bl-ogħla proporzjon ta' tumuri ICR-għoljin. Bl-użu tat-traskrittoma kollu (18,270 ġene), sitt ġeni ICR (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA, u CXCL10) kienu fost l-aqwa għaxar ġeni assoċjati b'mod pożittiv mal-klonalità SEQ immuni tat-TCR (Figura 2d). Il-klonalità tat-TCR ta' ImmunoSEQ kienet korrelata b'mod aktar qawwi mal-biċċa l-kbira tal-ġeni tal-ICR milli l-korrelazzjonijiet osservati bl-użu ta' markaturi CD8+ li jirrispondu għat-tumur (Figura 2f u 2g). Bħala konklużjoni, l-analiżi ta' hawn fuq tissuġġerixxi li l-firma tal-ICR taqbad il-preżenza ta' ċelluli T arrikkiti bit-tumur u amplifikati klonalment u tista' tispjega l-implikazzjonijiet prognostiċi tagħha.
Figura 2. Metriċi tat-TCR u korrelazzjoni ma' ġeni relatati mal-immunità, sottotipi immuni u molekulari.
Kompożizzjoni tal-mikrobijoma f'tessuti b'saħħithom u tessuti tal-kanċer tal-kolon
Ir-riċerkaturi wettqu sekwenzar ta' 16S rRNA bl-użu ta' DNA estratt minn tumur imqabbel u tessut tal-kolon b'saħħtu minn 246 pazjent (Figura 3a). Għall-validazzjoni, ir-riċerkaturi analizzaw ukoll id-dejta tas-sekwenzar tal-ġene 16S rRNA minn 42 kampjun addizzjonali ta' tumur li ma kellhomx DNA normali mqabbel disponibbli għall-analiżi. L-ewwel, ir-riċerkaturi qabblu l-abbundanza relattiva tal-flora bejn tumuri imqabbla u tessut tal-kolon b'saħħtu. Clostridium perfringens żdied b'mod sinifikanti fit-tumuri meta mqabbel mal-kampjuni b'saħħithom (Figura 3a-3d). Ma kien hemm l-ebda differenza sinifikanti fid-diversità alfa (diversità u abbundanza ta' speċi f'kampjun wieħed) bejn kampjuni ta' tumur u kampjuni b'saħħithom, u ġiet osservata tnaqqis modest fid-diversità mikrobjali f'tumuri b'ICR għoli meta mqabbla ma' tumuri b'ICR baxx.
Biex jinstabu assoċjazzjonijiet klinikament rilevanti bejn il-profili mikrobjali u r-riżultati kliniċi, ir-riċerkaturi kellhom l-għan li jużaw dejta tas-sekwenzar tal-ġeni 16S rRNA biex jidentifikaw il-karatteristiċi tal-mikrobijoma li jbassru s-sopravivenza. Fl-AC-ICAM246, ir-riċerkaturi mexxew mudell ta' rigressjoni OS Cox li għażel 41 karatteristika b'koeffiċjenti mhux żero (assoċjati mar-riskju differenzjali ta' mortalità), imsejħa klassifikaturi MBR (Figura 3f).
F'din il-koorti ta' taħriġ (ICAM246), punteġġ MBR baxx (MBR<0, MBR baxx) kien assoċjat ma' riskju ta' mewt sinifikament aktar baxx (85%). Ir-riċerkaturi kkonfermaw l-assoċjazzjoni bejn MBR baxx (riskju) u OS fit-tul f'żewġ koorti vvalidati b'mod indipendenti (ICAM42 u TCGA-COAD). (Figura 3) L-istudju wera korrelazzjoni qawwija bejn il-kokki endogastriċi u l-punteġġi MBR, li kienu simili fit-tumur u fit-tessut tal-kolon b'saħħtu.
Figura 3. Mikrobijoma f'tessuti tat-tumur u tessuti b'saħħithom u r-relazzjoni mal-ICR u s-sopravivenza tal-pazjent.
Konklużjoni
L-approċċ multi-omics użat f'dan l-istudju jippermetti skoperta u analiżi bir-reqqa tal-firma molekulari tar-rispons immuni fil-kanċer kolorektali u jiżvela l-interazzjoni bejn il-mikrobijoma u s-sistema immuni. Is-sekwenzar profond tat-TCR tat-tumur u tessuti b'saħħithom żvela li l-effett prognostiku tal-ICR jista' jkun dovut għall-abbiltà tiegħu li jaqbad kloni taċ-ċelluli T arrikkiti bit-tumur u possibilment speċifiċi għall-antiġen tat-tumur.
Billi analizza l-kompożizzjoni tal-mikrobijoma tat-tumur bl-użu tas-sekwenzar tal-ġene 16S rRNA f'kampjuni AC-ICAM, it-tim identifika firma tal-mikrobijoma (punteġġ tar-riskju MBR) b'valur prognostiku qawwi. Għalkemm din il-firma kienet derivata minn kampjuni tat-tumur, kien hemm korrelazzjoni qawwija bejn kolorektum b'saħħtu u l-punteġġ tar-riskju MBR tat-tumur, li tissuġġerixxi li din il-firma tista' taqbad il-kompożizzjoni tal-mikrobijoma tal-imsaren tal-pazjenti. Billi kkombinaw il-punteġġi ICR u MBR, kien possibbli li jiġi identifikat u vvalidat bijomarkatur tal-istudent multi-omiku li jbassar is-sopravivenza f'pazjenti bil-kanċer tal-kolon. Is-sett tad-dejta multi-omiku tal-istudju jipprovdi riżors biex wieħed jifhem aħjar il-bijoloġija tal-kanċer tal-kolon u jgħin biex jiskopri approċċi terapewtiċi personalizzati.
Ħin tal-posta: 15 ta' Ġunju 2023
Is-settings tal-privatezza