中文网站
Nat Med | Multi-omics nálgun til að kortleggja samþætt æxlis-, ónæmis- og örverulandslag ristilkrabbameins sýnir samspil örverunnar við ónæmiskerfið
Þrátt fyrir að lífmerki fyrir frumkomið ristilkrabbamein hafi verið rannsakað mikið á undanförnum árum, byggja núverandi klínískar leiðbeiningar aðeins á stigun æxlis-eitla-meinvörpum og greiningu á DNA mismatch repair (MMR) göllum eða óstöðugleika í örgervihnöttum (MSI) (auk staðlaðra meinafræðiprófa) til að ákvarða meðferðarráðleggingar. Vísindamenn hafa bent á skort á tengslum milli ónæmissvörunar sem byggjast á genatjáningu, örverusniði og æxlisstrauma í ristilkrabbameinshópnum Cancer Genome Atlas (TCGA) og lifun sjúklinga.
Eftir því sem rannsóknum hefur þróast hefur verið greint frá því að megindlegir eiginleikar frumlegs ristilkrabbameins, þar með talið krabbameinsfrumu-, ónæmis-, stromal- eða örverueðli krabbameinsins, hafi verulega fylgni við klínískar niðurstöður, en enn er takmarkaður skilningur á því hvernig samskipti þeirra hafa áhrif á útkomu sjúklinga.
Til að kryfja sambandið milli flókins svipgerðar og útkomu, þróaði hópur vísindamanna frá Sidra Institute of Medical Research í Katar nýlega og staðfesti samþætta skor (mICRoScore) sem auðkennir hóp sjúklinga með góða lifun með því að sameina eiginleika örveru og ónæmishöfnunarfasta (ICR). Teymið framkvæmdi yfirgripsmikla erfðafræðilega greiningu á ferskum frosnum sýnum frá 348 sjúklingum með frumkomið ristilkrabbamein, þar á meðal RNA raðgreiningu æxla og samsvarandi heilbrigðum ristilvef, heilum exóm raðgreiningu, djúpum T-frumu viðtaka og 16S bakteríu rRNA gena raðgreiningu, bætt við heilu æxlis erfðamengi raðgreiningar til að einkenna örverumyndandi erfðamengi enn frekar. Rannsóknin var birt í Nature Medicine sem „Samþætt æxli, ónæmis- og örveruatlas um ristilkrabbamein“.
Grein birt í Nature Medicine
AC-ICAM Yfirlit
Vísindamenn notuðu hornréttan erfðafræðilegan vettvang til að greina fersk frosin æxlissýni og passa aðliggjandi heilbrigðan ristilvef (æxli-eðlileg pör) frá sjúklingum með vefjafræðilega greiningu á ristilkrabbameini án almennrar meðferðar. Byggt á heild-exome raðgreiningu (WES), gæðaeftirliti RNA-seq gagna og skimun fyrir inntökuskilyrði, var erfðafræðilegum gögnum frá 348 sjúklingum haldið eftir og notuð til niðurstreymisgreiningar með miðgildi eftirfylgni í 4,6 ár. Rannsóknarteymið nefndi þessa auðlind Sidra-LUMC AC-ICAM: Kort og leiðbeiningar um samskipti ónæmiskrabbameins og örverulífvera (Mynd 1).
Sameindaflokkun með ICR
Með því að fanga einingasett af ónæmiserfðamerkjum fyrir stöðugt ónæmiseftirlit með krabbameini, kallaður ónæmisfasti höfnunar (ICR), fínstillti rannsóknarteymið ICR með því að þétta það í 20 gena spjald sem nær yfir mismunandi krabbameinsgerðir, þar á meðal sortuæxli, þvagblöðrukrabbamein og brjóstakrabbamein. ICR hefur einnig verið tengt við ónæmismeðferðarsvörun í ýmsum krabbameinstegundum, þar á meðal brjóstakrabbameini.
Í fyrsta lagi staðfestu rannsakendur ICR undirskrift AC-ICAM hópsins með því að nota ICR gen sem byggir á samflokkunaraðferð til að flokka hópinn í þrjá klasa/ónæmisundirgerðir: hár ICR (heit æxli), miðlungs ICR og lág ICR (köld æxli) (Mynd 1b). Vísindamenn einkenndu ónæmishneigð sem tengist samræmdu sameindaundirgerðum (CMS), flokkun krabbameins í ristli sem byggir á umriti. CMS flokkarnir voru CMS1/ónæmi, CMS2/canonical, CMS3/metabolic og CMS4/mesenchymal. Greining sýndi að ICR stig voru neikvæð fylgni við ákveðnar krabbameinsfrumuleiðir í öllum CMS undirtegundum og jákvæð fylgni við ónæmisbælandi og stromal tengda ferla sáust aðeins í CMS4 æxlum.
Í öllum CMS var gnægð náttúrulegra drápsfrumna (NK) og undirhópa T-frumna mest í ICR háum ónæmisundirgerðum, með meiri breytileika í öðrum hvítfrumnaundirhópum (Mynd 1c).ICR ónæmisundirgerðir höfðu mismunandi OS og PFS, með stigvaxandi aukningu á ICR frá lágu til háu (Mynd 1d), sem staðfestir forspárhlutverk ICR í litakrabbameini.
Mynd 1. AC-ICAM rannsóknarhönnun, ónæmistengd genaundirskrift, ónæmis- og sameindaundirgerðir og lifun.
ICR fangar æxlisauðgaðar, einræktaðar T-frumur
Aðeins hefur verið greint frá minnihluta T-frumna sem síast inn í æxlisvef sem sértækar fyrir æxlismótefnavaka (minna en 10%). Þess vegna er meirihluti T-frumna í æxli nefndur T-bystandandi frumur (bystander T-frumur). Sterkasta fylgnin við fjölda hefðbundinna T-frumna með afkastamikill TCRs kom fram í undirhópum stromal- og hvítfrumna (greint með RNA-seq), sem hægt er að nota til að áætla T-frumu undirhópa (Mynd 2a). Í ICR klösunum (heildar- og CMS flokkun) sást hæsta einræktun ónæmis SEQ TCRs í ICR-háum og CMS undirtegundum CMS1/ónæmishópum (Mynd 2c), með hæsta hlutfalli ICR-hára æxla. Með því að nota allt umritið (18.270 gen) voru sex ICR gen (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA og CXCL10) meðal tíu efstu genanna sem voru jákvæð tengd TCR ónæmis SEQ einræktun (mynd 2d). ImmunoSEQ TCR einræktun hafði sterkari fylgni við flest ICR gen en fylgnin sem sást með því að nota æxlissvörun CD8+ merkja (Mynd 2f og 2g). Að lokum bendir ofangreind greining á að ICR-undirskriftin fangi tilvist æxlisauðgaðra, einræktaðra T-frumna og gæti útskýrt spádóma.
Mynd 2. TCR mæligildi og fylgni við ónæmistengd gen, ónæmis- og sameindaundirgerðir.
Örverusamsetning í heilbrigðum vefjum og ristilkrabbameini
Rannsakendur framkvæmdu 16S rRNA raðgreiningu með því að nota DNA sem dregið var úr samsvarandi æxli og heilbrigðum ristilvef frá 246 sjúklingum (Mynd 3a). Til staðfestingar greindu rannsakendur auk þess 16S rRNA genaröðunargögn úr 42 æxlissýnum til viðbótar sem höfðu ekki samsvarað eðlilegu DNA sem var tiltækt til greiningar. Í fyrsta lagi báru rannsakendur saman hlutfallslega gnægð flóru milli samsvörunar æxla og heilbrigðs ristilvefs. Clostridium perfringens jókst marktækt í æxlunum samanborið við heilbrigðu sýnin (mynd 3a-3d). Enginn marktækur munur var á alfa fjölbreytileika (fjölbreytileika og magn tegunda í einu sýni) á milli æxla og heilbrigðra sýna og hófleg minnkun á fjölbreytileika örvera sást í ICR-háum æxlum miðað við ICR-lág æxli.
Til að greina klínískt mikilvæg tengsl milli örverusniðs og klínískra útkomu, ætluðu vísindamennirnir að nota 16S rRNA gena raðgreiningargögn til að bera kennsl á örverueiginleika sem spá fyrir um lifun. Á AC-ICAM246, rannsökuðu rannsakendur OS Cox aðhvarfslíkan sem valdi 41 eiginleika með stuðlum sem ekki eru núll (tengdir mismunandi dánaráhættu), sem kallast MBR flokkarar (Mynd 3f).
Í þessum þjálfunarhópi (ICAM246) tengdist lágt MBR stig (MBR<0, lágt MBR) marktækt minni hættu á dauða (85%). Rannsakendur staðfestu tengslin milli lágrar MBR (áhættu) og langvarandi OS í tveimur óháð staðfestum hópum (ICAM42 og TCGA-COAD). (Mynd 3) Rannsóknin sýndi sterka fylgni á milli endogastric cocci og MBR skora, sem voru svipuð í æxli og heilbrigðum ristilvef.
Mynd 3. Örvera í æxli og heilbrigðum vefjum og tengsl við ICR og lifun sjúklinga.
Niðurstaða
Multi-omics nálgunin sem notuð er í þessari rannsókn gerir ítarlega greiningu og greiningu á sameindaeinkennum ónæmissvörunar í ristli og endaþarmi og leiðir í ljós samspil örveru og ónæmiskerfis. Djúp TCR raðgreining æxlis og heilbrigðra vefja leiddi í ljós að forspáráhrif ICR gætu stafað af getu þess til að fanga æxlisauðgað og hugsanlega æxlismótefnavakasértæk T frumuklón.
Með því að greina æxlisörverusamsetningu með því að nota 16S rRNA gen raðgreiningu í AC-ICAM sýnum, greindi teymið örveruundirskrift (MBR áhættustig) með sterkt forspárgildi. Þrátt fyrir að þessi undirskrift væri fengin úr æxlissýnum, var sterk fylgni á milli heilbrigt ristil og endaþarmi og æxlis MBR áhættustig, sem bendir til þess að þessi undirskrift gæti fanga samsetningu örveru í þörmum sjúklinga. Með því að sameina ICR og MBR stigin var hægt að bera kennsl á og sannreyna fjölómískt lífmerki nemenda sem spáir fyrir um lifun hjá sjúklingum með ristilkrabbamein. Multi-omic gagnasafn rannsóknarinnar veitir úrræði til að skilja betur líffræði ristilkrabbameins og hjálpa til við að uppgötva persónulegar meðferðaraðferðir.
Pósttími: 15-jún-2023
Persónuverndarstillingar