中文网站
Nat Med | Kolorektal xərçəngin inteqrasiya olunmuş şiş, immun və mikrobial mənzərəsini xəritələşdirmək üçün multi-omik yanaşma mikrobiomun immun sistemi ilə qarşılıqlı təsirini ortaya qoyur.
Son illərdə ilkin yoğun bağırsaq xərçənginin biomarkerləri geniş şəkildə öyrənilsə də, mövcud klinik qaydalar müalicə tövsiyələrini müəyyən etmək üçün yalnız şiş-limfa düyünü-metastaz mərhələsinə və DNT uyğunsuzluğunun bərpası (MMR) qüsurlarının və ya mikrosatellit qeyri-sabitliyinin (MSI) aşkarlanmasına (standart patologiya testlərinə əlavə olaraq) əsaslanır. Tədqiqatçılar Xərçəng Genomu Atlasının (TCGA) kolorektal xərçəng kohortunda gen ifadəsinə əsaslanan immun reaksiyaları, mikrob profilləri və şiş stroması ilə xəstənin sağ qalması arasında əlaqənin olmadığını qeyd ediblər.
Tədqiqatlar irəlilədikcə, xərçəngin hüceyrə, immun, stromal və ya mikrob təbiəti də daxil olmaqla, birincili kolorektal xərçəngin kəmiyyət xüsusiyyətlərinin klinik nəticələrlə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli olduğu bildirilsə də, onların qarşılıqlı təsirinin xəstə nəticələrinə necə təsir etdiyi barədə hələ də məhdud məlumat mövcuddur.
Fenotipik mürəkkəblik və nəticə arasındakı əlaqəni təhlil etmək üçün Qətərdəki Sidra Tibbi Tədqiqatlar İnstitutunun tədqiqatçılarından ibarət bir qrup bu yaxınlarda mikrobiom xüsusiyyətlərini və immun rədd sabitlərini (ICR) birləşdirərək yaxşı sağ qalma nisbətinə malik bir qrup xəstəni müəyyən edən inteqrasiya olunmuş bal (mICRoScore) hazırlamış və təsdiqləmişdir. Komanda, şişlərin və uyğunlaşdırılmış sağlam kolorektal toxumanın RNT ardıcıllığı, bütün ekzom ardıcıllığı, dərin T-hüceyrə reseptoru və 16S bakterial rRNT gen ardıcıllığı daxil olmaqla, ilkin kolorektal xərçəngi olan 348 xəstədən təzə dondurulmuş nümunələrin hərtərəfli genomik təhlilini aparmış və mikrobiomu daha da xarakterizə etmək üçün bütün şiş genomu ardıcıllığı ilə tamamlanmışdır. Tədqiqat Nature Medicine jurnalında "Yolğun bağırsaq xərçənginin inteqrasiya olunmuş şiş, immun və mikrobiom atlası" adı ilə dərc edilmişdir.
Məqalə Nature Medicine jurnalında dərc olunub
AC-ICAM Baxışı
Tədqiqatçılar sistemli terapiya olmadan yoğun bağırsaq xərçəngi histoloji diaqnozu qoyulmuş xəstələrdən təzə dondurulmuş şiş nümunələrini və uyğunlaşdırılmış sağlam yoğun bağırsaq toxumasını (şiş-normal cütlər) təhlil etmək üçün ortoqonal genom platformasından istifadə etdilər. Tam ekzom ardıcıllığına (WES), RNT-seqment məlumatlarının keyfiyyətinə nəzarətə və daxiletmə meyarlarının skrininqinə əsasən, 348 xəstədən alınan genom məlumatları saxlanıldı və orta hesabla 4,6 illik müşahidə ilə sonrakı təhlil üçün istifadə edildi. Tədqiqat qrupu bu resursu Sidra-LUMC AC-ICAM adlandırdı: İmmun-xərçəng-mikrobiom qarşılıqlı təsirlərinə dair xəritə və bələdçi (Şəkil 1).
ICR istifadə edərək molekulyar təsnifat
Tədqiqat qrupu, davamlı xərçəng immun nəzarəti üçün immun genetik markerlərin modul dəstini, yəni rədd etmənin immun sabitini (ICR) əldə edərək, ICR-i melanoma, sidik kisəsi xərçəngi və döş xərçəngi də daxil olmaqla müxtəlif xərçəng növlərini əhatə edən 20 gen panelinə sıxaraq optimallaşdırdı. ICR həmçinin döş xərçəngi də daxil olmaqla müxtəlif xərçəng növlərində immunoterapiya reaksiyası ilə əlaqələndirilir.
Əvvəlcə tədqiqatçılar kohortu üç qrup/immun alt tipə təsnif etmək üçün ICR gen əsaslı birgə təsnifat yanaşmasından istifadə edərək AC-ICAM kohortunun ICR imzasını təsdiqlədilər: yüksək ICR (isti şişlər), orta ICR və aşağı ICR (soyuq şişlər) (Şəkil 1b). Tədqiqatçılar yoğun bağırsaq xərçənginin transkriptom əsaslı təsnifatı olan konsensus molekulyar alt tipləri (CMS) ilə əlaqəli immun meylini xarakterizə etdilər. CMS kateqoriyalarına CMS1/immun, CMS2/kanonik, CMS3/metabolik və CMS4/mezenximal daxil idi. Təhlil göstərdi ki, ICR balları bütün CMS alt tiplərində müəyyən xərçəng hüceyrə yolları ilə mənfi korrelyasiya olunub və immunosupressiv və stromal ilə əlaqəli yollarla müsbət korrelyasiyalar yalnız CMS4 şişlərində müşahidə olunub.
Bütün CMS-lərdə təbii qatil (NK) hüceyrə və T hüceyrə alt dəstlərinin bolluğu ICR yüksək immun alt tiplərində ən yüksək, digər leykosit alt dəstlərində isə daha böyük dəyişkənlik müşahidə olunmuşdur (Şəkil 1c). ICR immun alt tiplərində fərqli OS və PFS olmuşdur, ICR-də aşağıdan yüksəkə doğru mütərəqqi artım müşahidə olunmuşdur (Şəkil 1d), bu da ICR-in kolorektal xərçəngdə proqnostik rolunu təsdiqləyir.
Şəkil 1. AC-ICAM tədqiqatının dizaynı, immunla əlaqəli gen imzası, immun və molekulyar alt tiplər və sağ qalma.
ICR şişlə zənginləşdirilmiş, klonik olaraq gücləndirilmiş T hüceyrələrini ələ keçirir
Şiş toxumasına infiltrasiya edən T hüceyrələrinin yalnız az bir hissəsinin şiş antigenləri üçün spesifik olduğu bildirilmişdir (10%-dən az). Buna görə də, şişdaxili T hüceyrələrinin əksəriyyəti müşahidəçi T hüceyrələri (müşahidəçi T hüceyrələri) adlanır. Məhsuldar TCR-lərə malik ənənəvi T hüceyrələrinin sayı ilə ən güclü korrelyasiya stromal hüceyrə və leykosit altpopulyasiyalarında (RNT-seq ilə aşkar edilmişdir) müşahidə edilmişdir ki, bu da T hüceyrə altpopulyasiyalarını qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər (Şəkil 2a). ICR klasterlərində (ümumi və CMS təsnifatı) immun SEQ TCR-lərinin ən yüksək klonallığı ICR-yüksək və CMS alttipi CMS1/immun qruplarında (Şəkil 2c) müşahidə edilmişdir ki, bu da ICR-yüksək şişlərin ən yüksək nisbətinə malikdir. Bütün transkriptomdan (18270 gen) istifadə edərək, altı ICR geni (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA və CXCL10) TCR immun SEQ klonallığı ilə müsbət əlaqəli ilk on gen arasında idi (Şəkil 2d). ImmunoSEQ TCR klonallığı, şişə həssas CD8+ markerlərindən istifadə edərək müşahidə edilən korrelyasiyalardan daha çox ICR genləri ilə daha güclü korrelyasiya göstərmişdir (Şəkil 2f və 2g). Nəticə olaraq, yuxarıdakı təhlil göstərir ki, ICR imzası şişlə zənginləşdirilmiş, klonla gücləndirilmiş T hüceyrələrinin mövcudluğunu göstərir və onun proqnostik təsirlərini izah edə bilər.
Şəkil 2. TCR metrikləri və immunla əlaqəli genlər, immun və molekulyar alt tiplərlə korrelyasiya.
Sağlam və yoğun bağırsaq xərçəngi toxumalarında mikrobiom tərkibi
Tədqiqatçılar 246 xəstədən uyğun şiş və sağlam yoğun bağırsaq toxumasından çıxarılan DNT istifadə edərək 16S rRNA ardıcıllığı həyata keçirdilər (Şəkil 3a). Təsdiq üçün tədqiqatçılar əlavə olaraq təhlil üçün mövcud olan uyğun normal DNT-si olmayan əlavə 42 şiş nümunəsindən 16S rRNA gen ardıcıllığı məlumatlarını təhlil etdilər. Əvvəlcə tədqiqatçılar uyğun şişlər və sağlam yoğun bağırsaq toxuması arasında floranın nisbi bolluğunu müqayisə etdilər. Sağlam nümunələrlə müqayisədə şişlərdə Clostridium perfringens əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır (Şəkil 3a-3d). Şiş və sağlam nümunələr arasında alfa müxtəlifliyində (müxtəliflik və tək nümunədə növlərin bolluğu) əhəmiyyətli bir fərq yox idi və ICR-yüksək şişlərdə ICR-aşağı şişlərə nisbətən mikrob müxtəlifliyində orta dərəcədə azalma müşahidə edildi.
Mikrob profilləri ilə klinik nəticələr arasında klinik cəhətdən əhəmiyyətli əlaqələri aşkar etmək üçün tədqiqatçılar sağ qalmağı proqnozlaşdıran mikrobiom xüsusiyyətlərini müəyyən etmək üçün 16S rRNA gen ardıcıllığı məlumatlarından istifadə etməyi hədəflədilər. AC-ICAM246-da tədqiqatçılar MBR təsnifatçıları adlanan (diferensial ölüm riski ilə əlaqəli) sıfır olmayan əmsallara malik 41 xüsusiyyəti seçən OS Cox reqressiya modelini işlətdilər (Şəkil 3f).
Bu təlim kohortunda (ICAM246) aşağı MBR balı (MBR<0, aşağı MBR) ölüm riskinin əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olması ilə əlaqələndirilmişdir (85%). Tədqiqatçılar müstəqil olaraq təsdiqlənmiş iki kohortda (ICAM42 və TCGA-COAD) aşağı MBR (risk) və uzunmüddətli OS arasında əlaqəni təsdiqlədilər. (Şəkil 3) Tədqiqat şiş və sağlam yoğun bağırsaq toxumasında oxşar olan endoqastrik kokklar və MBR balları arasında güclü bir korrelyasiya göstərdi.
Şəkil 3. Şiş və sağlam toxumalarda mikrobiom və ICR ilə xəstənin sağ qalması arasındakı əlaqə.
Nəticə
Bu tədqiqatda istifadə edilən multi-omik yanaşma kolorektal xərçəngdə immun reaksiyasının molekulyar imzasının hərtərəfli aşkarlanmasına və təhlilinə imkan verir və mikrobiomla immun sistemi arasındakı qarşılıqlı təsiri ortaya qoyur. Şişin və sağlam toxumaların dərin TCR ardıcıllığı ICR-in proqnostik təsirinin şişlə zənginləşdirilmiş və ehtimal ki, şiş antigeninə xas T hüceyrə klonlarını tutmaq qabiliyyəti ilə əlaqəli ola biləcəyini göstərdi.
AC-ICAM nümunələrində 16S rRNA gen ardıcıllığından istifadə edərək şiş mikrobiom tərkibini təhlil edərək, komanda güclü proqnostik dəyəri olan mikrobiom imzasını (MBR risk balı) müəyyən etdi. Bu imza şiş nümunələrindən əldə edilsə də, sağlam kolorektal və şiş MBR risk balı arasında güclü bir korrelyasiya var idi ki, bu da bu imzanın xəstələrin bağırsaq mikrobiom tərkibini əks etdirə biləcəyini göstərir. ICR və MBR ballarını birləşdirməklə, yoğun bağırsaq xərçəngi olan xəstələrdə sağ qalmağı proqnozlaşdıran çoxomik tələbə biomarkerini müəyyən etmək və təsdiqləmək mümkün oldu. Tədqiqatın çoxomik məlumat dəsti yoğun bağırsaq xərçəngi biologiyasını daha yaxşı başa düşmək və fərdiləşdirilmiş terapevtik yanaşmaları kəşf etməyə kömək etmək üçün bir resurs təqdim edir.
Yazı vaxtı: 15 iyun 2023
Məxfilik parametrləri