中文网站
Nat Med | Mae dull aml-omig o fapio tirwedd integredig tiwmor, imiwnedd a microbaidd canser y colon a'r rhefrwm yn datgelu rhyngweithio'r microbiom â'r system imiwnedd
Er bod biomarcwyr ar gyfer canser y colon cynradd wedi cael eu hastudio'n helaeth yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae canllawiau clinigol cyfredol yn dibynnu ar gamio metastasis tiwmor-nod lymff a chanfod diffygion atgyweirio anghydweddiad DNA (MMR) neu ansefydlogrwydd microsatellite (MSI) (yn ogystal â phrofion patholeg safonol) i bennu argymhellion triniaeth. Mae ymchwilwyr wedi nodi diffyg cysylltiad rhwng ymatebion imiwnedd yn seiliedig ar fynegiant genynnau, proffiliau microbaidd, a stroma tiwmor yng nghort canser y colon a'r rhefrwm yn Atlas Genom Canser (TCGA) a goroesiad cleifion.
Wrth i ymchwil fynd rhagddi, adroddwyd bod nodweddion meintiol canser y colon a'r rhefrwm cynradd, gan gynnwys natur gellog, imiwn, stromal, neu ficrobaidd y canser, yn cydberthyn yn sylweddol â chanlyniadau clinigol, ond mae dealltwriaeth gyfyngedig o hyd o sut mae eu rhyngweithiadau'n effeithio ar ganlyniadau cleifion.
I ddadansoddi'r berthynas rhwng cymhlethdod ffenoteipig a chanlyniad, mae tîm o ymchwilwyr o Sefydliad Ymchwil Feddygol Sidra yn Qatar wedi datblygu a dilysu sgôr integredig (mICRoScore) yn ddiweddar sy'n nodi grŵp o gleifion â chyfraddau goroesi da trwy gyfuno nodweddion microbiom a chysonion gwrthod imiwnedd (ICR). Cynhaliodd y tîm ddadansoddiad genomig cynhwysfawr o samplau ffres wedi'u rhewi gan 348 o gleifion â chanser y colon a'r rhefrwm cynradd, gan gynnwys dilyniannu RNA tiwmorau a meinwe colon a'r rhefrwm iach wedi'i baru, dilyniannu exome cyfan, dilyniannu derbynnydd celloedd-T dwfn a genyn rRNA bacteriol 16S, wedi'i ategu gan ddilyniannu genom tiwmor cyfan i nodweddu'r microbiom ymhellach. Cyhoeddwyd yr astudiaeth yn Nature Medicine fel “Atlas tiwmor, imiwnedd a microbiom integredig o ganser y colon”.
Erthygl a gyhoeddwyd yn Nature Medicine
Trosolwg AC-ICAM
Defnyddiodd ymchwilwyr blatfform genomig orthogonal i ddadansoddi samplau tiwmor ffres wedi'u rhewi a chyfateb meinwe colon iach cyfagos (parau tiwmor-normal) gan gleifion â diagnosis histolegol o ganser y colon heb therapi systemig. Yn seiliedig ar ddilyniannu exome cyfan (WES), rheoli ansawdd data RNA-seq, a sgrinio meini prawf cynnwys, cadwyd data genomig gan 348 o gleifion a'i ddefnyddio ar gyfer dadansoddiad i lawr yr afon gyda dilyniant canolrifol o 4.6 mlynedd. Enwodd y tîm ymchwil yr adnodd hwn yn Sidra-LUMC AC-ICAM: Map a chanllaw i ryngweithiadau imiwnedd-canser-microbiom (Ffigur 1).
Dosbarthiad moleciwlaidd gan ddefnyddio ICR
Gan gipio set fodiwlaidd o farcwyr genetig imiwnedd ar gyfer imiwno-wyliadwriaeth canser barhaus, a elwir yn gysonyn imiwnedd gwrthod (ICR), optimeiddiodd y tîm ymchwil yr ICR trwy ei gyddwyso i banel 20 genyn sy'n cwmpasu gwahanol fathau o ganser, gan gynnwys melanoma, canser y bledren, a chanser y fron. Mae ICR hefyd wedi'i gysylltu ag ymateb imiwnotherapi mewn amrywiaeth o fathau o ganser, gan gynnwys canser y fron.
Yn gyntaf, dilysodd yr ymchwilwyr lofnod ICR y garfan AC-ICAM, gan ddefnyddio dull cyd-ddosbarthu yn seiliedig ar enynnau ICR i ddosbarthu'r garfan yn dri chlwstwr/isdeip imiwnedd: ICR uchel (tiwmorau poeth), ICR canolig ac ICR isel (tiwmorau oer) (Ffigur 1b). Nodweddodd ymchwilwyr y duedd imiwnedd sy'n gysylltiedig ag isdeipiau moleciwlaidd consensws (CMS), dosbarthiad o ganser y colon yn seiliedig ar drawsgriftom. Roedd y categorïau CMS yn cynnwys CMS1/imiwnedd, CMS2/canonaidd, CMS3/metabolaidd a CMS4/mesenchymal. Dangosodd dadansoddiad fod sgoriau ICR yn gysylltiedig yn negyddol â rhai llwybrau celloedd canser ym mhob isdeip CMS, a dim ond mewn tiwmorau CMS4 y gwelwyd cydberthnasau cadarnhaol â llwybrau imiwnosupresif a llwybrau sy'n gysylltiedig â stromal.
Ym mhob CMS, roedd nifer yr is-setiau o gelloedd lladdwr naturiol (NK) a chelloedd T ar eu huchaf mewn is-deipiau imiwnedd uchel ICR, gyda mwy o amrywioldeb mewn is-setiau leukocyte eraill (Ffigur 1c). Roedd gan is-deipiau imiwnedd ICR OS a PFS gwahanol, gyda chynnydd graddol yn ICR o isel i uchel (Ffigur 1d), gan ddilysu rôl ragfynegol ICR mewn canser y colon a'r rhefrwm.
Ffigur 1. Cynllun astudiaeth AC-ICAM, llofnod genynnau sy'n gysylltiedig ag imiwnedd, isdeipiau imiwnedd a moleciwlaidd a goroesiad.
Mae ICR yn dal celloedd T wedi'u cyfoethogi â thiwmorau, wedi'u mwyhau'n glonaidd
Dim ond lleiafrif o gelloedd T sy'n treiddio i feinwe tiwmor sydd wedi'u hadrodd i fod yn benodol ar gyfer antigenau tiwmor (llai na 10%). Felly, cyfeirir at y rhan fwyaf o gelloedd T mewn-tiwmor fel celloedd T sy'n sefyll gerllaw (celloedd T sy'n sefyll gerllaw). Gwelwyd y gydberthynas gryfaf â nifer y celloedd T confensiynol â TCRs cynhyrchiol mewn is-boblogaethau celloedd stromal a leukocytes (a ganfuwyd gan RNA-seq), y gellir ei defnyddio i amcangyfrif is-boblogaethau celloedd T (Ffigur 2a). Yn y clystyrau ICR (dosbarthiad cyffredinol a CMS), gwelwyd y clonality uchaf o TCRs SEQ imiwnedd yn y grwpiau ICR-uchel ac isdeip CMS CMS1/imiwnedd (Ffigur 2c), gyda'r gyfran uchaf o diwmorau ICR-uchel. Gan ddefnyddio'r trawsgriftom cyfan (18,270 o enynnau), roedd chwe genyn ICR (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA, a CXCL10) ymhlith y deg genyn uchaf a gysylltir yn gadarnhaol â chlonality SEQ imiwnedd TCR (Ffigur 2d). Roedd clonaliaeth TCR ImmunoSEQ yn cydberthyn yn gryfach â'r rhan fwyaf o enynnau ICR na'r cydberthnasau a welwyd gan ddefnyddio marcwyr CD8+ sy'n ymateb i diwmorau (Ffigur 2f a 2g). I gloi, mae'r dadansoddiad uchod yn awgrymu bod llofnod yr ICR yn dal presenoldeb celloedd T wedi'u cyfoethogi â thiwmorau ac wedi'u mwyhau'n glonaidd ac y gallai egluro ei oblygiadau prognostig.
Ffigur 2. Metrigau TCR a chydberthynas â genynnau sy'n gysylltiedig ag imiwnedd, isdeipiau imiwnedd a moleciwlaidd.
Cyfansoddiad y microbiom mewn meinweoedd iach a chanser y colon
Cynhaliodd yr ymchwilwyr ddilyniannu rRNA 16S gan ddefnyddio DNA a dynnwyd o diwmor cyfatebol a meinwe colon iach gan 246 o gleifion (Ffigur 3a). Ar gyfer dilysu, dadansoddodd yr ymchwilwyr hefyd ddata dilyniannu genynnau rRNA 16S o 42 sampl tiwmor ychwanegol nad oedd ganddynt DNA arferol cyfatebol ar gael i'w dadansoddi. Yn gyntaf, cymharodd yr ymchwilwyr helaethrwydd cymharol fflora rhwng tiwmorau cyfatebol a meinwe colon iach. Roedd Clostridium perfringens wedi cynyddu'n sylweddol yn y tiwmorau o'i gymharu â'r samplau iach (Ffigur 3a-3d). Nid oedd unrhyw wahaniaeth sylweddol mewn amrywiaeth alffa (amrywiaeth a helaethrwydd rhywogaethau mewn un sampl) rhwng samplau tiwmor ac iach, a gwelwyd gostyngiad cymedrol mewn amrywiaeth microbaidd mewn tiwmorau ICR-uchel o'i gymharu â thiwmorau ICR-isel.
Er mwyn canfod cysylltiadau perthnasol yn glinigol rhwng proffiliau microbaidd a chanlyniadau clinigol, nod yr ymchwilwyr oedd defnyddio data dilyniannu genynnau rRNA 16S i nodi nodweddion microbiom sy'n rhagweld goroesiad. Yn AC-ICAM246, cynhaliodd yr ymchwilwyr fodel atchweliad OS Cox a ddewisodd 41 o nodweddion â chyfernodau nad ydynt yn sero (sy'n gysylltiedig â risg marwolaethau gwahaniaethol), a elwir yn ddosbarthwyr MBR (Ffigur 3f).
Yn y garfan hyfforddi hon (ICAM246), roedd sgôr MBR isel (MBR<0, MBR isel) yn gysylltiedig â risg sylweddol is o farwolaeth (85%). Cadarnhaodd ymchwilwyr y cysylltiad rhwng MBR isel (risg) ac OS hirfaith mewn dau garfan a ddilyswyd yn annibynnol (ICAM42 a TCGA-COAD). (Ffigur 3) Dangosodd yr astudiaeth gydberthynas gref rhwng cocci endogastrig a sgoriau MBR, a oedd yn debyg mewn meinwe tiwmor a meinwe colon iach.
Ffigur 3. Microbiom mewn tiwmor a meinweoedd iach a'r berthynas ag ICR a goroesiad cleifion.
Casgliad
Mae'r dull aml-omig a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yn galluogi canfod a dadansoddi llofnod moleciwlaidd yr ymateb imiwnedd mewn canser y colon a'r rhefrwm yn drylwyr ac yn datgelu'r rhyngweithio rhwng y microbiom a'r system imiwnedd. Datgelodd dilyniannu TCR dwfn o feinweoedd tiwmor a meinweoedd iach y gallai effaith prognostig ICR fod oherwydd ei allu i ddal clonau celloedd T sydd wedi'u cyfoethogi â thiwmor ac o bosibl rhai sy'n benodol i antigenau tiwmor.
Drwy ddadansoddi cyfansoddiad microbiom tiwmor gan ddefnyddio dilyniannu genynnau rRNA 16S mewn samplau AC-ICAM, nododd y tîm lofnod microbiom (sgôr risg MBR) gyda gwerth prognostig cryf. Er bod y llofnod hwn wedi'i ddeillio o samplau tiwmor, roedd cydberthynas gref rhwng colorectwm iach a sgôr risg MBR tiwmor, gan awgrymu y gallai'r llofnod hwn ddal cyfansoddiad microbiom perfedd cleifion. Drwy gyfuno'r sgoriau ICR ac MBR, roedd yn bosibl nodi a dilysu biomarcwr myfyriwr aml-omig sy'n rhagweld goroesiad mewn cleifion â chanser y colon. Mae set ddata aml-omig yr astudiaeth yn darparu adnodd i ddeall bioleg canser y colon yn well a helpu i ddarganfod dulliau therapiwtig wedi'u personoli.
Amser postio: 15 Mehefin 2023
Gosodiadau preifatrwydd