Nat Med |Біріктірілген ісікті картаға түсірудің мульти-омикалық тәсілі

Nat Med |Колоректальды қатерлі ісіктің біріктірілген ісіктерін, иммундық және микробтық ландшафттарын картаға түсірудің мульти-омикалық тәсілі микробиоманың иммундық жүйемен өзара әрекеттесуін көрсетеді.
Алғашқы тоқ ішек қатерлі ісігінің биомаркерлері соңғы жылдары кеңінен зерттелгенімен, қазіргі клиникалық нұсқаулар тек ісік-лимфа түйіні-метастаздың сатысына және ДНҚ сәйкес келмеуін қалпына келтіру ақауларын (MMR) немесе микросателлит тұрақсыздығын (MSI) анықтауға (стандартты патологиялық тестілеуге қосымша) сүйенеді. ) емдеу ұсыныстарын анықтау.Зерттеушілер қатерлі ісік геномының атласы (TCGA) колоректальды қатерлі ісік когортында ген экспрессиясына негізделген иммундық жауаптар, микробтық профильдер және ісік стромасы мен пациенттің өмір сүруі арасындағы байланыстың жоқтығын атап өтті.

Зерттеулер ілгерілеген сайын бастапқы колоректальды обырдың сандық сипаттамалары, соның ішінде ісік жасушалық, иммундық, стромальды немесе микробтық сипаты клиникалық нәтижелермен айтарлықтай сәйкес келетіні хабарланды, бірақ олардың өзара әрекеттесулері пациенттің нәтижелеріне қалай әсер ететіні туралы әлі де шектеулі түсінік бар. .
Фенотиптік күрделілік пен нәтиже арасындағы байланысты анықтау үшін Катардағы Сидра медициналық зерттеулер институтының зерттеушілер тобы жақында микробиома сипаттамалары мен иммундық қабылдамауды біріктіру арқылы жақсы өмір сүру көрсеткіштері бар пациенттер тобын анықтайтын интеграцияланған баллды (mICRoScore) әзірледі және растады. тұрақтылар (ICR).Команда бастапқы колоректальды қатерлі ісігі бар 348 пациенттің жаңа мұздатылған үлгілеріне жан-жақты геномдық талдау жасады, оның ішінде ісіктердің РНҚ секвенциясы және сәйкес келетін сау колоректальды тін, тұтас экзома секвенциясы, терең Т-жасуша рецепторы және тұтас ісікпен толықтырылған 16S бактериялық рРНҚ генінің реттілігі. микробиоманы әрі қарай сипаттау үшін геномды секвенирлеу.Зерттеу Nature Medicine журналында «Тоқ ішек қатерлі ісігінің біріктірілген ісік, иммундық және микробиома атласы» ретінде жарияланды.

Табиғат медицинасында жарияланған мақала

AC-ICAM шолуы

Зерттеушілер жаңа мұздатылған ісік үлгілерін талдау үшін ортогональды геномдық платформаны пайдаланды және жүйелі терапиясыз тоқ ішек обыры гистологиялық диагнозы бар науқастардан сәйкес келетін іргелес сау тоқ ішек тінін (ісік-қалыпты жұптар) пайдаланды.Толық экзома секвенциясы (WES), РНҚ-секв деректерінің сапасын бақылау және қосу критерийлерінің скринингі негізінде 348 пациенттің геномдық деректері сақталды және 4,6 жылдық орташа бақылаумен төменгі ағынды талдау үшін пайдаланылды.Зерттеу тобы бұл ресурсты Sidra-LUMC AC-ICAM деп атады: Иммундық-қатерлі ісік-микробиоманың өзара әрекеттесуіне арналған карта және нұсқаулық (1-сурет).

ICR көмегімен молекулалық классификация

Қатерлі ісіктің иммундық бақылауы үшін иммундық-генетикалық маркерлердің модульдік жиынтығын түсіріп, бас тартудың иммундық тұрақтысы (ICR) деп аталатын зерттеу тобы оны әртүрлі қатерлі ісік түрлерін, соның ішінде меланома, қуық обыры және басқаларды қамтитын 20 гендік панельге конденсациялау арқылы ICR-ны оңтайландырды. сүт безі қатерлі ісігі.ICR сонымен қатар сүт безі обырын қоса алғанда, әртүрлі қатерлі ісік түрлерінде иммунотерапия реакциясымен байланысты болды.

Біріншіден, зерттеушілер AC-ICAM когортының ICR қолтаңбасын растады, когортты үш кластерге/иммундық қосалқы түрге жіктеу үшін ICR геніне негізделген жіктеу тәсілін қолданды: жоғары ICR (ыстық ісіктер), орташа ICR және төмен ICR (суық). ісіктер) (1б-сурет).Зерттеушілер тоқ ішек қатерлі ісігінің транскриптомға негізделген жіктелуі консенсустың молекулалық қосалқы түрлерімен (CMS) байланысты иммундық бейімділікті сипаттады.CMS санаттарына CMS1/иммундық, CMS2/канондық, CMS3/метаболикалық және CMS4/мезенхималық кіреді.Талдау көрсеткендей, ICR ұпайлары барлық CMS қосалқы типтерінде белгілі бір рак клеткалары жолдарымен теріс корреляцияланған және иммуносупрессивті және стромалық байланысты жолдармен оң корреляция тек CMS4 ісіктерінде байқалды.

Барлық CMS-те табиғи өлтіруші (NK) жасушаларының және Т-жасушалық топтамаларының көптігі ICR жоғары иммундық қосалқы типтерінде ең жоғары болды, басқа лейкоциттер топшаларында үлкен өзгергіштікпен (1c-сурет). ICR иммундық қосалқы түрлерінің прогрессивті өсуімен әртүрлі ОЖ және PFS болды. ICR-де төменнен жоғарыға дейін (1d-сурет), колоректальды обырдағы ICR-ның болжамдық рөлін растайды.

Сурет 1. AC-ICAM зерттеу дизайны, иммундық байланысты геннің қолтаңбасы, иммундық және молекулалық қосалқы типтер және өмір сүру.
ICR ісікпен байытылған, клондық күшейтілген Т жасушаларын басып алады
Ісік тініне инфильтрацияланатын Т жасушаларының аз бөлігі ғана ісік антигендеріне тән (10%-дан аз).Сондықтан ісік ішілік Т-клеткаларының көпшілігін бақылаушы Т жасушалары (байқаушы Т жасушалары) деп атайды.Өнімді TCR бар кәдімгі Т жасушаларының санымен ең күшті корреляция стромальды жасушаларда және лейкоциттердің субпопуляцияларында (РНҚ-секв арқылы анықталған) байқалды, бұл Т жасушаларының субпопуляцияларын бағалау үшін пайдаланылуы мүмкін (2а-сурет).ICR кластерлерінде (жалпы және CMS классификациясы) иммундық SEQ TCRs ең жоғары клоналдылығы ICR-жоғары және CMS қосалқы түріндегі CMS1/иммундық топтарда байқалды (2c-сурет), ICR-жоғары ісіктердің ең жоғары үлесі.Бүкіл транскриптомды (18 270 ген) пайдалана отырып, алты ICR гені (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA және CXCL10) TCR иммундық SEQ клоналдылығымен оң байланысқан алғашқы он гендердің қатарына кірді (2d-сурет).ImmunoSEQ TCR клоналдылығы ісікке жауап беретін CD8+ маркерлерін пайдалану арқылы байқалған корреляцияға қарағанда, ICR гендерінің көпшілігімен күштірек корреляцияланды (2f және 2g-сурет).Қорытындылай келе, жоғарыда келтірілген талдау ICR қолтаңбасы ісікпен байытылған, клондық күшейтілген Т жасушаларының болуын көрсетеді және оның болжамдық салдарын түсіндіре алады.

Сурет 2. TCR көрсеткіштері және иммундық байланысты гендермен, иммундық және молекулалық қосалқы типтермен корреляция.
Сау және тоқ ішек ісігі тіндеріндегі микробиома құрамы
Зерттеушілер 246 пациенттің сәйкес ісік пен сау тоқ ішек тінінен алынған ДНҚ көмегімен 16S рРНҚ секвенциясын орындады (3a-сурет).Валидация үшін зерттеушілер талдауға қолжетімді қалыпты ДНҚ-ға сәйкес келмейтін қосымша 42 ісік үлгісінен алынған 16S рРНҚ генінің секвенирлеу деректерін қосымша талдады.Біріншіден, зерттеушілер сәйкес ісіктер мен сау тоқ ішек тіндері арасындағы флораның салыстырмалы көптігін салыстырды.Clostridium perfringens сау үлгілермен салыстырғанда ісіктерде айтарлықтай өсті (3a-3d сурет).Ісік пен сау үлгілер арасында альфа әртүрлілігінде (бір үлгідегі әртүрлілік пен түрлердің көптігі) айтарлықтай айырмашылық болмады және ICR-төмен ісіктерге қатысты ICR жоғары ісіктерде микробтық әртүрліліктің қарапайым төмендеуі байқалды.
Микробтық профильдер мен клиникалық нәтижелер арасындағы клиникалық маңызды байланыстарды анықтау үшін зерттеушілер өмір сүруді болжайтын микробиома ерекшеліктерін анықтау үшін 16S рРНҚ генінің секвенирлеу деректерін пайдалануды мақсат етті.AC-ICAM246-да зерттеушілер MBR жіктеуіштері деп аталатын нөлдік емес коэффициенттері бар (дифференциалды өлім қаупімен байланысты) 41 мүмкіндікті таңдаған OS Cox регрессия үлгісін іске қосты (3f-сурет).
Бұл жаттығу когортында (ICAM246) төмен MBR ұпайы (MBR<0, төмен MBR) өлім қаупінің айтарлықтай төмендеуімен (85%) байланысты болды.Зерттеушілер екі тәуелсіз расталған когортта (ICAM42 және TCGA-COAD) төмен MBR (қауіп) мен ұзартылған ОЖ арасындағы байланысты растады.(3-сурет) Зерттеу ісік пен сау тоқ ішек тінінде ұқсас болатын эндогастриялық кокктар мен MBR көрсеткіштері арасындағы күшті корреляцияны көрсетті.

Сурет 3. Ісік және сау тіндердегі микробиома және ICR және пациенттің өмір сүруімен байланысы.
Қорытынды
Осы зерттеуде қолданылатын мульти-омикалық тәсіл колоректальды қатерлі ісік кезіндегі иммундық жауаптың молекулалық белгісін мұқият анықтауға және талдауға мүмкіндік береді және микробиома мен иммундық жүйенің өзара әрекеттесуін көрсетеді.Ісіктердің және сау тіндердің терең TCR реттілігі ICR болжамды әсері оның ісікпен байытылған және мүмкін ісік антигеніне тән Т-жасушалары клондарын ұстау қабілетіне байланысты болуы мүмкін екенін көрсетті.

AC-ICAM үлгілерінде 16S рРНҚ генінің секвенциясын пайдалана отырып, ісік микробиомасының құрамын талдау арқылы топ болжамдық мәні күшті микробиома белгісін (MBR тәуекел көрсеткіші) анықтады.Бұл белгі ісік үлгілерінен алынғанына қарамастан, сау колоректум мен ісік MBR қаупінің көрсеткіші арасында күшті корреляция болды, бұл бұл қолтаңба пациенттердің ішек микробиомасының құрамын қамтуы мүмкін екенін көрсетеді.ICR және MBR ұпайларын біріктіру арқылы тоқ ішек қатерлі ісігімен ауыратын науқастардың өмір сүруін болжайтын мульти-омикалық студенттік биомаркерді анықтауға және тексеруге болады.Зерттеудің мульти-омикалық деректер жинағы тоқ ішек қатерлі ісігінің биологиясын жақсырақ түсінуге және жеке терапиялық тәсілдерді табуға көмектесетін ресурсты қамтамасыз етеді.

Анықтама:
Roelands, J., Kuppen, PJK, Ahmed, EI et al.Тоқ ішек қатерлі ісігінің біріктірілген ісік, иммундық және микробиома атласы.Nat Med 29, 1273–1286 (2023).