中文网站 
Nat Med |Entegre tümörü, kolorektal kanserin bağışıklık ve mikrobiyal manzarasını haritalamaya yönelik çok omik bir yaklaşım, mikrobiyomun bağışıklık sistemi ile etkileşimini ortaya koymaktadır.
Primer kolon kanseri için biyobelirteçler son yıllarda kapsamlı bir şekilde çalışılmış olsa da, mevcut klinik kılavuzlar yalnızca tümör-lenf düğümü-metastaz evrelemesine ve DNA uyumsuzluk onarımı (MMR) kusurlarının veya mikro uydu kararsızlığının (MSI) saptanmasına (standart patoloji testine ek olarak) dayanmaktadır. ) tedavi önerilerini belirlemek.Araştırmacılar, Kanser Genom Atlası (TCGA) kolorektal kanser kohortunda gen ekspresyonuna dayalı bağışıklık tepkileri, mikrobiyal profiller ve tümör stroması ile hasta sağkalımı arasında bir ilişki eksikliğine dikkat çekti.
Araştırma ilerledikçe, kanserin hücresel, immün, stromal veya mikrobiyal doğası dahil olmak üzere birincil kolorektal kanserin kantitatif özelliklerinin klinik sonuçlarla önemli ölçüde ilişkili olduğu bildirilmiştir, ancak etkileşimlerinin hasta sonuçlarını nasıl etkilediğine dair hala sınırlı bir anlayış vardır. .
Fenotipik karmaşıklık ve sonuç arasındaki ilişkiyi incelemek için, Katar'daki Sidra Tıbbi Araştırma Enstitüsü'nden bir araştırmacı ekibi yakın zamanda mikrobiyom özelliklerini ve bağışıklık reddini birleştirerek iyi hayatta kalma oranlarına sahip bir grup hastayı tanımlayan entegre bir skor (mICRoScore) geliştirdi ve doğruladı. sabitler (ICR).Ekip, primer kolorektal kanserli 348 hastadan alınan taze donmuş numunelerin kapsamlı bir genomik analizini gerçekleştirdi; tümörlerin RNA dizilimi ve eşleşen sağlıklı kolorektal doku, tüm ekzom dizilimi, derin T-hücresi reseptörü ve tüm tümörle desteklenen 16S bakteriyel rRNA gen dizilimi dahil mikrobiyomu daha fazla karakterize etmek için genom dizilimi.Çalışma Nature Medicine'de "Kolon kanserinin entegre bir tümör, bağışıklık ve mikrobiyom atlası" olarak yayınlandı.
Nature Medicine'de yayınlanan makale
AC-ICAM'a Genel Bakış
Araştırmacılar, sistemik tedavi olmaksızın histolojik olarak kolon kanseri teşhisi konan hastalardan alınan taze donmuş tümör örneklerini ve eşleşen bitişik sağlıklı kolon dokusunu (tümör-normal çiftler) analiz etmek için ortogonal bir genomik platform kullandılar.Tüm ekzom dizilimi (WES), RNA-seq veri kalite kontrolü ve dahil etme kriterleri taramasına dayalı olarak, 348 hastadan alınan genomik veriler tutuldu ve medyan 4,6 yıllık takip ile aşağı akış analizi için kullanıldı.Araştırma ekibi bu kaynağa Sidra-LUMC AC-ICAM adını verdi: İmmün-kanser-mikrobiyom etkileşimlerine yönelik bir harita ve rehber (Şekil 1).
ICR kullanarak moleküler sınıflandırma
Sürekli kanser immün gözetimi için bağışıklık sabiti reddi (ICR) olarak adlandırılan modüler bir bağışıklık genetik belirteçleri seti yakalayan araştırma ekibi, ICR'yi melanom, mesane kanseri ve dahil olmak üzere farklı kanser türlerini kapsayan 20 genlik bir panele yoğunlaştırarak optimize etti. meme kanseri.ICR ayrıca meme kanseri de dahil olmak üzere çeşitli kanser türlerinde immünoterapi yanıtı ile ilişkilendirilmiştir.
İlk olarak, araştırmacılar, kohortu üç kümeye/bağışıklık alt tipine sınıflandırmak için bir ICR gen tabanlı ortak sınıflandırma yaklaşımı kullanarak AC-ICAM kohortunun ICR imzasını doğruladılar: yüksek ICR (sıcak tümörler), orta ICR ve düşük ICR (soğuk) tümörler) (Şekil 1b).Araştırmacılar, kolon kanserinin transkriptom tabanlı bir sınıflandırması olan mutabakat moleküler alt tipleri (CMS) ile ilişkili bağışıklık eğilimini karakterize ettiler.CMS kategorileri arasında CMS1/immün, CMS2/kanonik, CMS3/metabolik ve CMS4/mezenkimal yer almaktadır.Analiz, ICR skorlarının tüm CMS alt tiplerinde belirli kanser hücresi yollarıyla negatif korelasyon gösterdiğini ve yalnızca CMS4 tümörlerinde immünosüpresif ve stromal ilişkili yollarla pozitif korelasyonların gözlemlendiğini gösterdi.
Tüm CMS'lerde, doğal öldürücü (NK) hücre ve T hücresi alt kümelerinin bolluğu, diğer lökosit alt kümelerinde daha fazla değişkenlik ile birlikte, ICR yüksek bağışıklık alt tiplerinde en yüksekti (Şekil 1c). ICR bağışıklık alt tiplerinin, ilerleyici bir artışla farklı OS ve PFS'si vardı. ICR'de düşükten yükseğe (Şekil 1d), kolorektal kanserde ICR'nin prognostik rolünü doğrulamaktadır.
Şekil 1. AC-ICAM çalışma tasarımı, bağışıklıkla ilgili gen imzası, bağışıklık ve moleküler alt tipler ve hayatta kalma.
ICR, tümörle zenginleştirilmiş, klonal olarak büyütülmüş T hücrelerini yakalar
Tümör dokusuna sızan T hücrelerinin yalnızca küçük bir kısmının tümör antijenlerine özgü olduğu bildirilmiştir (%10'dan az).Bu nedenle, tümör içi T hücrelerinin çoğuna seyirci T hücreleri (bystander T hücreleri) denir.Üretken TCR'lere sahip geleneksel T hücrelerinin sayısı ile en güçlü korelasyon, T hücresi alt popülasyonlarını tahmin etmek için kullanılabilen stromal hücre ve lökosit alt popülasyonlarında (RNA-seq ile saptandı) gözlendi (Şekil 2a).ICR kümelerinde (genel ve CMS sınıflandırması), immün SEQ TCR'lerin en yüksek klonalitesi, ICR-yüksek tümörlerin en yüksek oranına sahip olan ICR-yüksek ve CMS alt tipi CMS1/immün gruplarında (Şekil 2c) gözlendi.Tüm transkriptomu (18.270 gen) kullanan altı ICR geni (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA ve CXCL10), TCR immün SEQ klonalitesi ile pozitif olarak ilişkili ilk on gen arasındaydı (Şekil 2d).ImmunoSEQ TCR klonalitesi, çoğu ICR geniyle, tümöre yanıt veren CD8+ işaretleri kullanılarak gözlemlenen korelasyonlardan daha güçlü bir şekilde korelasyon gösterdi (Şekil 2f ve 2g).Sonuç olarak, yukarıdaki analiz, ICR imzasının tümörle zenginleştirilmiş, klonal olarak amplifiye edilmiş T hücrelerinin varlığını yakaladığını ve bunun prognostik etkilerini açıklayabileceğini öne sürüyor.
Şekil 2. TCR ölçümleri ve bağışıklık ile ilgili genler, bağışıklık ve moleküler alt tipler ile korelasyon.
Sağlıklı ve kolon kanseri dokularında mikrobiyom bileşimi
Araştırmacılar, 246 hastadan alınan uyumlu tümör ve sağlıklı kolon dokusundan çıkarılan DNA'yı kullanarak 16S rRNA dizilimi gerçekleştirdiler (Şekil 3a).Doğrulama için, araştırmacılar ek olarak analiz için uygun normal DNA'ya sahip olmayan ek 42 tümör örneğinden 16S rRNA gen dizileme verilerini analiz ettiler.İlk olarak, araştırmacılar, eşleşen tümörler ve sağlıklı kolon dokusu arasındaki floranın göreceli bolluğunu karşılaştırdılar.Clostridium perfringens, sağlıklı örneklere kıyasla tümörlerde önemli ölçüde arttı (Şekil 3a-3d).Tümör ve sağlıklı numuneler arasında alfa çeşitliliğinde (tek bir numunedeki türlerin çeşitliliği ve bolluğu) önemli bir fark yoktu ve ICR-düşük tümörlere göre ICR-yüksek tümörlerde mikrobiyal çeşitlilikte ılımlı bir azalma gözlendi.
Araştırmacılar, mikrobiyal profiller ve klinik sonuçlar arasındaki klinik olarak ilgili ilişkileri tespit etmek için, hayatta kalmayı öngören mikrobiyom özelliklerini belirlemek için 16S rRNA gen dizileme verilerini kullanmayı amaçladı.AC-ICAM246'da araştırmacılar, MBR sınıflandırıcıları olarak adlandırılan (farklı ölüm riski ile ilişkili) sıfır olmayan katsayılara sahip 41 özelliği seçen bir OS Cox regresyon modeli çalıştırdılar (Şekil 3f).
Bu eğitim kohortunda (ICAM246), düşük bir MBR skoru (MBR<0, düşük MBR), önemli ölçüde daha düşük ölüm riski (%85) ile ilişkilendirilmiştir.Araştırmacılar, bağımsız olarak onaylanmış iki kohortta (ICAM42 ve TCGA-COAD) düşük MBR (risk) ile uzun süreli OS arasındaki ilişkiyi doğruladı.(Şekil 3) Çalışma, tümör ve sağlıklı kolon dokusunda benzer olan endogastrik kok ve MBR skorları arasında güçlü bir korelasyon gösterdi.
Şekil 3. Tümör ve sağlıklı dokulardaki mikrobiyom ve ICR ile hasta sağ kalımı arasındaki ilişki.
Çözüm
Bu çalışmada kullanılan çoklu omik yaklaşım, kolorektal kanserde bağışıklık tepkisinin moleküler imzasının kapsamlı bir şekilde saptanmasını ve analiz edilmesini sağlar ve mikrobiyom ile bağışıklık sistemi arasındaki etkileşimi ortaya çıkarır.Tümör ve sağlıklı dokuların derin TCR dizilimi, ICR'nin prognostik etkisinin, tümör açısından zenginleştirilmiş ve muhtemelen tümör antijenine özgü T hücresi klonlarını yakalama yeteneğinden kaynaklanabileceğini ortaya çıkardı.
Ekip, AC-ICAM numunelerinde 16S rRNA gen dizilimi kullanarak tümör mikrobiyom kompozisyonunu analiz ederek, güçlü prognostik değeri olan bir mikrobiyom imzası (MBR risk skoru) belirledi.Bu imza, tümör örneklerinden türetilmiş olmasına rağmen, sağlıklı kolorektum ile tümör MBR risk skoru arasında güçlü bir korelasyon vardı, bu da bu imzanın hastaların bağırsak mikrobiyom kompozisyonunu yakalayabileceğini düşündürüyor.ICR ve MBR puanlarını birleştirerek, kolon kanserli hastalarda sağkalımı öngören çok omik bir öğrenci biyobelirteci belirlemek ve doğrulamak mümkün olmuştur.Çalışmanın multi-omik veri seti, kolon kanseri biyolojisini daha iyi anlamak ve kişiselleştirilmiş terapötik yaklaşımları keşfetmeye yardımcı olmak için bir kaynak sağlar.
Gönderim Zamanı: 15 Haziran 2023