中文网站
Nat Med | Approċċ multi-omics għall-immappjar tal-pajsaġġ integrat tat-tumur, l-immuni u l-mikrobi tal-kanċer tal-kolorektum jiżvela l-interazzjoni tal-mikrobijoma mas-sistema immuni
Għalkemm il-bijomarkaturi għall-kanċer tal-kolon primarju ġew studjati b'mod estensiv f'dawn l-aħħar snin, il-linji gwida kliniċi attwali jiddependu biss fuq l-istadju tal-metastasi tat-tumur-lymph node u l-iskoperta ta' difetti ta' tiswija ta' nuqqas ta' tqabbil tad-DNA (MMR) jew instabbiltà tal-mikrosatelliti (MSI) (minbarra l-ittestjar standard tal-patoloġija ) biex tiddetermina r-rakkomandazzjonijiet tat-trattament. Ir-riċerkaturi nnutaw nuqqas ta 'assoċjazzjoni bejn risponsi immuni bbażati fuq l-espressjoni tal-ġeni, profili mikrobjali, u stroma tat-tumur fil-koorti tal-kanċer tal-kolorektum tal-Cancer Genome Atlas (TCGA) u s-sopravivenza tal-pazjent.
Hekk kif ir-riċerka mxiet 'il quddiem, il-karatteristiċi kwantitattivi tal-kanċer tal-kolorektum primarju, inkluża n-natura ċellulari tal-kanċer, 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 jiddissezzjona r-relazzjoni bejn il-kumplessità fenotipika u r-riżultat, tim ta 'riċerkaturi mill-Istitut Sidra tar-Riċerka Medika fil-Qatar reċentement żviluppa u vvalida punteġġ integrat (mICRoScore) li jidentifika grupp ta' pazjenti b'rati ta 'sopravivenza tajba billi jgħaqqad il-karatteristiċi tal-mikrobijoma u r-rifjut immuni. kostanti (ICR). It-tim wettaq analiżi ġenomika komprensiva ta 'kampjuni friski ffriżati minn 348 pazjent b'kanċer tal-kolorektum primarju, inkluż sekwenzar tal-RNA ta' tumuri u tessut tal-kolorektum imqabbel b'saħħtu, sekwenzar tal-exome kollu, riċettur profond taċ-ċelluli T u sekwenzar tal-ġeni rRNA batterjali 16S, supplimentat minn tumur sħiħ sekwenzar tal-ġenoma biex jikkaratterizza aktar il-mikrobijoma. L-istudju ġie ppubblikat f'Nature Medicine bħala "An integrated tumor, immune and microbiome atlas of colon cancer".
Artiklu ppubblikat fin-Nature Medicine
Ħarsa ġenerali AC-ICAM
Ir-riċerkaturi użaw pjattaforma ġenomika ortogonali biex janalizzaw kampjuni ta 'tumur iffriżati friski u qabblu tessut tal-kolon b'saħħtu li jmissu (pari tumur-normali) minn pazjenti b'dijanjosi istoloġika ta' kanċer tal-kolon mingħajr terapija sistemika. Ibbażat fuq sekwenzar tal-exome sħiħ (WES), kontroll tal-kwalità tad-dejta RNA-seq, u screening tal-kriterji tal-inklużjoni, id-dejta ġenomika minn 348 pazjent inżammet u ntużat għal analiżi downstream b'segwitu medjan ta '4.6 snin. It-tim ta 'riċerka semmiet din ir-riżorsa Sidra-LUMC AC-ICAM: Mappa u gwida għall-interazzjonijiet immuni-kanċer-mikrobijoma (Figura 1).
Klassifikazzjoni molekulari bl-użu ta' ICR
Filwaqt li jaqbad sett modulari ta’ markaturi ġenetiċi immuni għal immunosorveljanza kontinwa tal-kanċer, imsejjaħ il-kostanti immuni tar-rifjut (ICR), it-tim ta’ 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 ma' rispons ta' immunoterapija f'varjetà ta' tipi ta' kanċer, inkluż kanċer tas-sider.
L-ewwel, ir-riċerkaturi vvalidaw il-firma tal-ICR tal-koorti AC-ICAM, billi użaw approċċ ta’ ko-klassifikazzjoni tal-ġeni tal-ICR biex jikklassifikaw il-koorti fi tliet gruppi/sottotipi immuni: ICR għoli (tumuri sħan), ICR medju u ICR baxx (kesħa). tumuri) (Figura 1b). Ir-riċerkaturi kkaratterizzaw il-propensità immuni assoċjata ma 'sottotipi molekulari ta' kunsens (CMS), klassifikazzjoni bbażata fuq it-traskriptoma tal-kanċer tal-kolon. il-kategoriji CMS kienu jinkludu CMS1/immuni, CMS2/kanoniċi, CMS3/metaboliċi u CMS4/mesenchymal. L-analiżi wriet li l-punteġġi ICR kienu korrelatati b'mod negattiv ma 'ċerti mogħdijiet taċ-ċelluli tal-kanċer fis-sottotipi kollha tas-CMS, u korrelazzjonijiet pożittivi ma' mogħdijiet immunosoppressivi u relatati ma 'stromali ġew osservati biss f'tumuri CMS4.
Fis-CMS kollha, l-abbundanza ta 'ċelluli naturali killer (NK) u sottosettijiet ta' ċelluli T kienet l-ogħla fis-sottotipi immuni għolja ICR, b'varjabbiltà akbar f'subsettijiet oħra ta 'lewkoċiti (Figura 1c). Is-sottotipi immuni ICR kellhom OS u PFS differenti, b'żieda progressiva fl-ICR minn baxx għal għoli (Figura 1d), li jivvalida r-rwol pronjostiku tal-ICR fil-kanċer tal-kolorektum.
Figura 1. Disinn tal-istudju AC-ICAM, firma tal-ġeni relatata mal-immunità, sottotipi immuni u molekulari u sopravivenza.
ICR jaqbad ċelluli T arrikkit b'tumur, amplifikati b'mod klonali
Minoranza biss ta' ċelluli T li jinfiltraw it-tessut tat-tumur ġew irrappurtati li huma speċifiċi għall-antiġeni tat-tumur (inqas minn 10 %). Għalhekk, il-maġġoranza taċ-ċelluli T intra-tumur jissejħu ċelluli T fil-qrib (ċelluli T fil-qrib). L-aktar korrelazzjoni b'saħħitha man-numru ta 'ċelluli T konvenzjonali b'TCRs produttivi ġiet osservata f'sottopopolazzjonijiet ta' ċelluli stromali u lewkoċiti (skoperti minn RNA-seq), li jistgħu jintużaw biex jistmaw is-sottopopolazzjonijiet taċ-ċelluli T (Figura 2a). Fir-raggruppamenti ICR (klassifikazzjoni ġenerali u CMS), l-ogħla klonalità ta 'SEQ TCRs immuni kienet osservata fil-gruppi ICR-għoli u CMS subtip CMS1/immuni (Figura 2c), bl-ogħla proporzjon ta' tumuri ICR-għoli. Bl-użu tat-traskriptome kollu (18,270 ġeni), sitt ġeni ICR (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA, u CXCL10) kienu fost l-aqwa għaxar ġeni assoċjati b'mod pożittiv mal-klonalità SEQ immuni TCR (Figura 2d). Il-klonalità ImmunoSEQ TCR ikkorrelata b'mod aktar qawwi mal-biċċa l-kbira tal-ġeni ICR mill-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 ICR taqbad il-preżenza ta' ċelluli T arrikkit b'tumur, amplifikati b'mod klonali u tista 'tispjega l-implikazzjonijiet pronjostiċi tagħha.
Figura 2. Metriċi TCR u korrelazzjoni ma 'ġeni relatati mal-immunità, sottotipi immuni u molekulari.
Kompożizzjoni tal-mikrobijoma f'tessuti b'saħħithom u 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-sekwenzjar tal-ġeni rRNA 16S minn 42 kampjun tat-tumur addizzjonali li ma kellhomx qabbel DNA normali disponibbli għall-analiżi. L-ewwel, ir-riċerkaturi qabblu l-abbundanza relattiva tal-flora bejn tumuri mqabbla 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 tumur u kampjuni b'saħħithom, u kien osservat tnaqqis modest fid-diversità tal-mikrobi f'tumuri ICR-għoli relattiva għal tumuri ICR baxxi.
Biex jiskopru assoċjazzjonijiet klinikament rilevanti bejn profili mikrobjali u riżultati kliniċi, ir-riċerkaturi kellhom l-għan li jużaw data ta 'sekwenzjar tal-ġeni rRNA 16S biex jidentifikaw karatteristiċi tal-mikrobijoma li jbassru s-sopravivenza. F'AC-ICAM246, ir-riċerkaturi mexxew mudell ta 'rigressjoni OS Cox li għażel 41 karatteristika b'koeffiċjenti mhux żero (assoċjati ma' riskju ta 'mortalità differenzjali), 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 validati b'mod indipendenti (ICAM42 u TCGA-COAD). (Figura 3) L-istudju wera korrelazzjoni qawwija bejn cocci endogastriċi u punteġġi MBR, li kienu simili fit-tumur u t-tessut tal-kolon b'saħħtu.
Figura 3. Mikrobijoma fit-tumur u fit-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 tal-kolorektum u jiżvela l-interazzjoni bejn il-mikrobijoma u s-sistema immuni. Is-sekwenzjar profond tat-TCR tat-tumur u t-tessuti b'saħħithom wera li l-effett pronjostiku tal-ICR jista 'jkun dovut għall-kapaċità tiegħu li jaqbad kloni taċ-ċelluli T arrikkit bit-tumur u possibbilment speċifiċi għall-antiġen tat-tumur.
Billi analizzat il-kompożizzjoni tal-mikrobijoma tat-tumur bl-użu tas-sekwenzjar tal-ġeni 16S rRNA f'kampjuni AC-ICAM, it-tim identifika firma tal-mikrobijoma (punteġġ ta 'riskju MBR) b'valur pronjostiku qawwi. Għalkemm din il-firma kienet derivata minn kampjuni ta 'tumur, kien hemm korrelazzjoni qawwija bejn il-kolorektum b'saħħtu u l-punteġġ tar-riskju MBR tat-tumur, li tissuġġerixxi li din il-firma tista' taqbad il-kompożizzjoni tal-mikrobijoma tal-musrana tal-pazjenti. Billi tgħaqqad il-punteġġi ICR u MBR, kien possibbli li jiġi identifikat u vvalidat bijomarkatur ta 'studenti multi-omic li jbassar is-sopravivenza f'pazjenti b'kanċer tal-kolon. Is-sett tad-dejta multi-omic tal-istudju jipprovdi riżors biex tifhem aħjar il-bijoloġija tal-kanċer tal-kolon u tgħin biex jiskopru approċċi terapewtiċi personalizzati.
Ħin tal-post: Ġunju-15-2023
Settings tal-privatezza