中文网站
Nat Med | Mae dull aml-omeg o fapio tirwedd integredig tiwmor, imiwnedd a microbaidd canser y colon a'r rhefr yn datgelu rhyngweithiad y microbiome â'r system imiwnedd
Er bod biomarcwyr ar gyfer canser y colon sylfaenol wedi'u hastudio'n helaeth yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r canllawiau clinigol presennol yn dibynnu'n unig ar lwyfannu nodau-metastasis tiwmor-lymff a chanfod diffygion atgyweirio diffyg cyfatebiaeth DNA (MMR) neu ansefydlogrwydd microloeren (MSI) (yn ogystal â phrofion patholeg safonol ) penderfynu ar argymhellion triniaeth. Mae ymchwilwyr wedi nodi diffyg cysylltiad rhwng ymatebion imiwn ar sail mynegiant genynnau, proffiliau microbaidd, a stroma tiwmor yng ngharfan canser colorectol Atlas Genom Canser (TCGA) a goroesiad cleifion.
Wrth i ymchwil fynd rhagddo, dywedwyd bod nodweddion meintiol canser colorectol sylfaenol, gan gynnwys canser cellog, imiwn, stromal, neu natur ficrobaidd y canser, yn cydberthyn yn sylweddol â chanlyniadau clinigol, ond mae dealltwriaeth gyfyngedig o hyd o sut mae eu rhyngweithio yn effeithio ar ganlyniadau cleifion .
Er mwyn dyrannu'r berthynas rhwng cymhlethdod ffenotypig a chanlyniad, mae tîm o ymchwilwyr o Sefydliad Ymchwil Feddygol Sidra yn Qatar yn ddiweddar wedi datblygu a dilysu sgôr integredig (mICRoScore) sy'n nodi grŵp o gleifion â chyfraddau goroesi da trwy gyfuno nodweddion microbiome a gwrthodiad imiwn. cysonion (ICR). Cynhaliodd y tîm ddadansoddiad genomig cynhwysfawr o samplau ffres wedi'u rhewi gan 348 o gleifion â chanser colorefrol sylfaenol, gan gynnwys dilyniannu tiwmorau RNA a meinwe colorefrol iach cyfatebol, dilyniannu exome cyfan, derbynnydd celloedd T dwfn a dilyniannu genynnau rRNA bacteriol 16S, wedi'i ategu gan diwmor cyfan. dilyniannu genom i nodweddu'r microbiome ymhellach. Cyhoeddwyd yr astudiaeth yn Nature Medicine fel “Atlas integredig tiwmor, imiwnedd a microbiome o ganser y colon”.
Erthygl a gyhoeddwyd yn Nature Medicine
AC-ICAM Trosolwg
Defnyddiodd ymchwilwyr lwyfan genomig orthogonal i ddadansoddi samplau tiwmor ffres wedi'u rhewi a pharu meinwe colon iach cyfagos (parau tiwmor-normal) gan gleifion â diagnosis histologig o ganser y colon heb therapi systemig. Yn seiliedig ar ddilyniant exome cyfan (WES), rheoli ansawdd data RNA-seq, a sgrinio meini prawf cynhwysiant, cafodd data genomig gan 348 o gleifion eu cadw a'u defnyddio ar gyfer dadansoddiad i lawr yr afon gyda chanolrif dilynol o 4.6 mlynedd. Enwodd y tîm ymchwil yr adnodd hwn Sidra-LUMC AC-ICAM: Map a chanllaw i ryngweithiadau imiwn-canser-microbiome (Ffigur 1).
Dosbarthiad moleciwlaidd gan ddefnyddio ICR
Gan gipio set fodiwlaidd o farcwyr genetig imiwn ar gyfer gwrthimiwnedd canser parhaus, a elwir yn gysonyn imiwn o wrthod (ICR), gwnaeth y tîm ymchwil optimeiddio’r ACA trwy ei gyddwyso’n banel 20-genyn yn cwmpasu gwahanol fathau o ganser, gan gynnwys melanoma, canser y bledren, a canser y fron. Mae ICR hefyd wedi bod yn gysylltiedig 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 ar sail genynnau ICR i ddosbarthu'r garfan yn dri chlwstwr / isdeip imiwnedd: ICR uchel (tiwmorau poeth), ICR canolig ac ICR isel (oer tiwmorau) (Ffigur 1b). Roedd ymchwilwyr yn nodweddu'r tueddiad imiwnedd sy'n gysylltiedig ag isdeipiau moleciwlaidd consensws (CMS), dosbarthiad o ganser y colon yn seiliedig ar drawsgrifiad. roedd y categorïau CMS yn cynnwys CMS1/imiwnedd, CMS2/canonaidd, CMS3/metabolig a CMS4/mesenchymal. Dangosodd dadansoddiad fod cydberthynas negyddol rhwng sgoriau ICR a rhai llwybrau celloedd canser ym mhob isdeip CMS, a dim ond mewn tiwmorau CMS4 y gwelwyd cydberthynas gadarnhaol â llwybrau gwrthimiwnedd a stromal.
Ym mhob CMS, roedd digonedd is-setiau celloedd lladd naturiol (NK) a chell T ar eu huchaf mewn isdeipiau imiwnedd uchel ICR, gyda mwy o amrywiaeth mewn is-setiau leukocyte eraill (Ffigur 1c). Roedd gan isdeipiau imiwnedd ICR OS a PFS gwahanol, gyda chynnydd cynyddol mewn ICR o isel i uchel (Ffigur 1d), gan ddilysu rôl prognostig ICR mewn canser colorectol.
Ffigur 1. Dyluniad astudiaeth AC-ICAM, llofnod genyn sy'n gysylltiedig ag imiwnedd, isdeipiau imiwnedd a moleciwlaidd a goroesiad.
Mae ICR yn dal celloedd T sydd wedi'u cyfoethogi â thiwmor, wedi'u chwyddo'n glonaidd
Dim ond lleiafrif o gelloedd T sy'n ymdreiddio i feinwe tiwmor yr adroddwyd eu bod yn benodol ar gyfer antigenau tiwmor (llai na 10%). Felly, cyfeirir at y mwyafrif o gelloedd T o fewn tiwmor fel celloedd T gwylwyr (celloedd T gwylwyr). Gwelwyd y gydberthynas gryfaf â nifer y celloedd T confensiynol â TCRs cynhyrchiol mewn isboblogaethau celloedd stromal a leukocyte (a ddarganfuwyd gan RNA-seq), y gellir eu defnyddio i amcangyfrif isboblogaethau celloedd T (Ffigur 2a). Yn y clystyrau ICR (dosbarthiad cyffredinol a CMS), arsylwyd clonality uchaf TCRs imiwn SEQ yn y grwpiau ICR-uchel a CMS isdeip CMS1/imiwnedd (Ffigur 2c), gyda'r gyfran uchaf o diwmorau ICR-uchel. Gan ddefnyddio'r trawsgrifiad cyfan (genynnau 18,270), roedd chwe genyn ICR (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA, a CXCL10) ymhlith y deg genyn uchaf a oedd yn gysylltiedig yn gadarnhaol â chlonality SEQ imiwnedd TCR (Ffigur 2d). Roedd cloniaeth ImmunoSEQ TCR yn cydberthyn yn gryfach â'r rhan fwyaf o enynnau ICR na'r cydberthynas a welwyd gan ddefnyddio marcwyr CD8+ ymatebol i tiwmor (Ffigur 2f a 2g). I gloi, mae'r dadansoddiad uchod yn awgrymu bod llofnod yr ICR yn dal presenoldeb celloedd T sydd wedi'u cyfoethogi â thiwmor, wedi'u chwyddo'n glonaidd ac y gallai esbonio ei oblygiadau prognostig.
Ffigur 2. Metrigau TCR a chydberthynas â genynnau sy'n gysylltiedig ag imiwnedd, isdeipiau imiwnedd a moleciwlaidd.
Cyfansoddiad microbiome mewn meinweoedd iach a chanser y colon
Perfformiodd yr ymchwilwyr ddilyniant rRNA 16S gan ddefnyddio DNA a dynnwyd o tiwmor cyfatebol a meinwe colon iach o 246 o gleifion (Ffigur 3a). I'w ddilysu, dadansoddodd yr ymchwilwyr hefyd ddata dilyniannu genynnau rRNA 16S o 42 o samplau tiwmor ychwanegol nad oeddent wedi cyfateb i DNA arferol sydd ar gael i'w dadansoddi. Yn gyntaf, cymharodd yr ymchwilwyr y doreth gymharol o fflora rhwng tiwmorau cyfatebol a meinwe iach y colon. Cynyddwyd Clostridium perfringens yn sylweddol yn y tiwmorau o gymharu â'r samplau iach (Ffigur 3a-3d). Nid oedd unrhyw wahaniaeth sylweddol mewn amrywiaeth alffa (amrywiaeth a helaethrwydd rhywogaethau mewn un sampl) rhwng tiwmor a samplau iach, a gwelwyd gostyngiad cymedrol mewn amrywiaeth microbaidd mewn tiwmorau ICR-uchel o'i gymharu â thiwmorau ICR-isel.
Er mwyn canfod cysylltiadau clinigol berthnasol rhwng proffiliau microbaidd a chanlyniadau clinigol, nod yr ymchwilwyr oedd defnyddio data dilyniannu genynnau rRNA 16S i nodi nodweddion microbiome sy'n rhagweld goroesiad. Yn AC-ICAM246, cynhaliodd yr ymchwilwyr fodel atchweliad OS Cox a ddewisodd 41 o nodweddion gyda chyfernodau di-sero (yn 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 dwy 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 tiwmor a meinwe colon iach.
Ffigur 3. Microbiome mewn tiwmor a meinwe iach a'r berthynas ag ACA a goroesiad cleifion.
Casgliad
Mae'r dull aml-omeg a ddefnyddir yn yr astudiaeth hon yn galluogi canfod a dadansoddi llofnod moleciwlaidd yr ymateb imiwn mewn canser colorefrol yn drylwyr ac yn datgelu'r rhyngweithio rhwng y microbiome a'r system imiwnedd. Datgelodd dilyniant TCR dwfn o diwmor a meinweoedd iach y gallai effaith prognostig ICR fod oherwydd ei allu i ddal clonau celloedd T wedi'u cyfoethogi â thiwmor ac o bosibl tiwmor yn benodol i antigen-T.
Trwy ddadansoddi cyfansoddiad microbiome tiwmor gan ddefnyddio dilyniannu genynnau rRNA 16S mewn samplau AC-ICAM, nododd y tîm lofnod microbiome (sgôr risg MBR) gyda gwerth prognostig cryf. Er bod y llofnod hwn yn deillio o samplau tiwmor, roedd cydberthynas gref rhwng colorectwm iach a sgôr risg MBR tiwmor, sy'n awgrymu y gallai'r llofnod hwn ddal cyfansoddiad microbiome perfedd cleifion. Trwy gyfuno'r sgorau ICR a 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 personol.
Amser postio: Mehefin-15-2023
Gosodiadau preifatrwydd