ናት ሜድ | የተቀናጀውን ዕጢ ለማቀድ የሚያስችል ባለብዙ-ኦሚክስ አቀራረብ

ናት ሜድ | የተቀናጀውን የኮሎሬክታል ካንሰር የቲዩመር፣ የበሽታ መከላከያ እና የማይክሮባላዊ ገጽታ ለማሳመር የሚያስችል ባለብዙ-ኦሚክስ አቀራረብ ማይክሮባዮም ከበሽታ መከላከያ ስርዓቱ ጋር ያለውን መስተጋብር ያሳያል
ምንም እንኳን በቅርብ ዓመታት ውስጥ ለዋናው የአንጀት ካንሰር ባዮማርከሮች በስፋት ጥናት ቢደረግባቸውም፣ የአሁኑ ክሊኒካዊ መመሪያዎች የሕክምና ምክሮችን ለመወሰን በቲሞር-ሊምፍ ኖድ-ሜታስታሲስ ደረጃ እና የዲኤንኤ አለመዛመድ ጥገና (MMR) ጉድለቶችን ወይም ማይክሮሳተላይት አለመረጋጋትን (MSI) (ከመደበኛ የፓቶሎጂ ምርመራ በተጨማሪ) መለየት ላይ ብቻ የተመሰረቱ ናቸው። ተመራማሪዎች በካንሰር ጂኖም አትላስ (TCGA) ኮሎሬክታል ካንሰር ቡድን ውስጥ በጂን አገላለጽ ላይ የተመሰረቱ የበሽታ መከላከያ ምላሾች፣ የማይክሮባላዊ መገለጫዎች እና የቲሞር ስትሮማ እና በታካሚዎች ህልውና መካከል ምንም ግንኙነት እንደሌለ አስተውለዋል።

ምርምር እየገፋ ሲሄድ፣ የካንሰሩን ሴሉላር፣ የበሽታ መከላከያ፣ የስትሮማል ወይም የማይክሮባላዊ ተፈጥሮን ጨምሮ የዋና ኮሎሬክታል ካንሰር መጠናዊ ባህሪያት ከክሊኒካዊ ውጤቶች ጋር በእጅጉ እንደሚዛመዱ ተዘግቧል፣ ነገር ግን የእነሱ መስተጋብር በታካሚዎች ውጤቶች ላይ እንዴት ተጽዕኖ እንደሚያሳድር አሁንም የተወሰነ ግንዛቤ አለ።
በፊኖታይፕ ውስብስብነት እና በውጤት መካከል ያለውን ግንኙነት ለመተንተን፣ በኳታር ከሚገኘው የሲድራ የሕክምና ምርምር ተቋም የተመራማሪዎች ቡድን በቅርቡ ማይክሮባዮምን እና የበሽታ መከላከያ ውድቅነትን ቋሚዎችን (ICR) በማጣመር ጥሩ የመትረፍ መጠን ያላቸውን ታካሚዎች ቡድን የሚለይ የተቀናጀ ውጤት (mICRoScore) አዘጋጅቶ አረጋግጧል። ቡድኑ የመጀመሪያ ደረጃ ኮሎሬክታል ካንሰር ካለባቸው 348 ታካሚዎች የተወሰዱ ትኩስ የቀዘቀዙ ናሙናዎችን አጠቃላይ የጂኖሚክ ትንተና አካሂዷል፣ ይህም የቲሞር አር ኤን ኤ ቅደም ተከተል እና የተጣጣሙ ጤናማ ኮሎሬክታል ቲሹ፣ ሙሉ ኤክሶም ቅደም ተከተል፣ ጥልቅ ቲ-ሴል ተቀባይ እና 16S የባክቴሪያ አር ኤን ኤ ጂን ቅደም ተከተልን ጨምሮ፣ ማይክሮባዮምን የበለጠ ለመለየት ሙሉ ቲሞር ጂኖም ቅደም ተከተልን የተጨመረ ነው። ጥናቱ በተፈጥሮ ሕክምና ውስጥ “የተቀናጀ ቲሞር፣ የበሽታ መከላከያ እና ማይክሮባዮም አትላስ የኮሎን ካንሰር” በሚል ታትሟል።

በNature Medicine ላይ የታተመ ጽሑፍ

የኤሲ-አይካም አጠቃላይ እይታ

ተመራማሪዎቹ አዲስ የቀዘቀዙ የቲሞር ናሙናዎችን ለመተንተን ኦርቶጎናል ጂኖሚክ መድረክን ተጠቅመዋል እና ያለ ስልታዊ ሕክምና የአንጀት ካንሰር ሂስቶሎጂካል ምርመራ ካላቸው ታካሚዎች ጋር ተዛማጅ የሆኑ ጤናማ የአንጀት ቲሹ (ዕጢ-መደበኛ ጥንዶች) አዛምደዋል። ሙሉ-ኤክሶም ቅደም ተከተል (WES)፣ RNA-seq የውሂብ ጥራት ቁጥጥር እና የማካተት መስፈርቶችን በማጣራት ላይ በመመስረት፣ ከ348 ታካሚዎች የተገኘ የጂኖሚክ መረጃ ተይዞ ለ4.6 ዓመታት አማካይ ክትትል ለታችኛው ትንተና ጥቅም ላይ ውሏል። የምርምር ቡድኑ ይህንን ምንጭ ሲድራ-LUMC AC-ICAM ብሎ ሰየመው፡ የበሽታ መከላከያ-ካንሰር-ማይክሮባዮም ግንኙነቶች ካርታ እና መመሪያ (ምስል 1)።

ሞለኪውላር ምደባ ICR በመጠቀም

የምርምር ቡድኑ ለቀጣይ የካንሰር የበሽታ መከላከያ ክትትል (Immune Constant of rejection) (ICR) ተብሎ የሚጠራውን ሞዱላር የሆነ የበሽታ መከላከያ ጄኔቲክ ማርከሮችን በመያዝ፣ ICRን ወደ 20-ጂን ፓነል በማዋሃድ አመቻችቶታል፣ ይህም ሜላኖማ፣ የፊኛ ካንሰር እና የጡት ካንሰርን ጨምሮ የተለያዩ የካንሰር ዓይነቶችን ይሸፍናል። ICR እንዲሁም የጡት ካንሰርን ጨምሮ በተለያዩ የካንሰር ዓይነቶች ላይ ከበሽታ መከላከያ ህክምና ምላሽ ጋር ተያይዟል።

በመጀመሪያ፣ ተመራማሪዎቹ የAC-ICAM ቡድን ICR ፊርማን አረጋግጠዋል፣ ይህም የICR ጂን ላይ የተመሠረተ የጋራ ምደባ አቀራረብን በመጠቀም ቡድኑን በሦስት ክላስተሮች/የበሽታ መከላከያ ንዑስ ዓይነቶች ለመመደብ ነው፡ ከፍተኛ ICR (ትኩስ ዕጢዎች)፣ መካከለኛ ICR እና ዝቅተኛ ICR (የቀዝቃዛ ዕጢዎች) (ምስል 1ለ)። ተመራማሪዎች ከኮንሰንት ሞለኪውላር ንዑስ ዓይነቶች (CMS) ጋር የተያያዘውን የበሽታ መከላከያ ዝንባሌ ለይተው አውጥተዋል፣ ይህም በትራንስክሪፕቶሜ ላይ የተመሠረተ የአንጀት ካንሰር ምደባ ነው። የCMS ምድቦች CMS1/immune፣ CMS2/canonical፣ CMS3/metabolic እና CMS4/mesenchymal ያካትታሉ። ትንታኔ እንደሚያሳየው የICR ውጤቶች በሁሉም የCMS ንዑስ ዓይነቶች ውስጥ ከተወሰኑ የካንሰር ሴል መንገዶች ጋር አሉታዊ ግንኙነት እንዳላቸው እና ከበሽታ የመከላከል አቅም እና ከስትሮማል ጋር ከተያያዙ መንገዶች ጋር አወንታዊ ትስስር በCMS4 ዕጢዎች ላይ ብቻ ታይቷል።

በሁሉም የCMS ክፍሎች ውስጥ፣ ከፍተኛ የICR የበሽታ መከላከያ ንዑስ ዓይነቶች ውስጥ የተፈጥሮ ገዳይ (NK) ሴል እና የቲ ሴል ንዑስ ክፍሎች በብዛት ከፍተኛ ነበሩ፣ በሌሎች የሉኪዮት ንዑስ ክፍሎች ውስጥ ከፍተኛ ተለዋዋጭነት ነበረው (ምስል 1ሐ)። የICR የበሽታ መከላከያ ንዑስ ዓይነቶች የተለያዩ OS እና PFS ነበራቸው፣ ከዝቅተኛ ወደ ከፍተኛ የICR ጭማሪ ታይቷል (ምስል 1መ)፣ ይህም የICR በኮሎሬክታል ካንሰር ውስጥ ያለውን የትንበያ ሚና ያረጋግጣል።

ምስል 1. የኤሲ-አይካም ጥናት ዲዛይን፣ ከበሽታ የመከላከል ጋር የተያያዘ የጂን ፊርማ፣ የበሽታ መከላከያ እና የሞለኪውላር ንዑስ ዓይነቶች እና ህልውና።
አይሲአር በቲሞር የበለፀጉ፣ ክሎኒካል በሆነ መልኩ የተጨመሩ ቲ ሴሎችን ይይዛል
የቲሞር ቲሹ ውስጥ ዘልቀው የሚገቡ ጥቂት የቲ ሴሎች ብቻ ለቲሞር አንቲጂኖች (ከ10% በታች) የተወሰኑ እንደሆኑ ተዘግቧል። ስለዚህ፣ አብዛኛዎቹ የቲሞር ቲ ሴሎች ተጓዥ ቲ ሴሎች (በማይታዩ ቲ ሴሎች) ተብለው ይጠራሉ። ውጤታማ TCRs ካላቸው የተለመዱ የቲ ሴሎች ብዛት ጋር በጣም ጠንካራው ትስስር በስትሮማል ሴል እና በሉኮሳይት ንዑስ ህዝቦች (በRNA-seq ተገኝቷል) ውስጥ ታይቷል፣ ይህም የቲ ሴል ንዑስ ህዝቦችን ለመገመት ሊያገለግል ይችላል (ምስል 2a)። በICR ክላስተሮች (በአጠቃላይ እና በCMS ምደባ) ውስጥ፣ ከፍተኛው የበሽታ መከላከያ SEQ TCRs ክሎኒሊቲ በICR-ከፍተኛ እና CMS ንዑስ አይነት CMS1/የበሽታ መከላከያ ቡድኖች (ምስል 2c) ውስጥ ታይቷል፣ ከፍተኛው የICR-ከፍተኛ ዕጢዎች ድርሻ አለው። ሙሉውን ትራንስክሪፕቶሜም (18,270 ጂኖች) በመጠቀም፣ ስድስት የICR ጂኖች (IFNG፣ STAT1፣ IRF1፣ CCL5፣ GZMA እና CXCL10) ከTCR የበሽታ መከላከያ SEQ ክሎኒሊቲ ጋር በአዎንታዊ መልኩ ከተያያዙት አስር ከፍተኛ ጂኖች መካከል ናቸው (ምስል 2d)። የኢሚውኖSEQ TCR ክሎኒሊቲ ከአብዛኛዎቹ የICR ጂኖች ጋር በቲሞር-ምላሽ ሰጪ CD8+ ማርከሮች (ምስል 2f እና 2g) በመጠቀም ከሚታዩት ትስስሮች ይልቅ በጠንካራ ሁኔታ የተሳሰረ ነው። በማጠቃለያው፣ ከላይ ያለው ትንተና የICR ፊርማ በቲሞር የበለፀጉ፣ ክሎኒካል የተጨመሩ የT ሴሎች መኖራቸውን የሚይዝ እና የትንበያ አንድምታዎቹን ሊያብራራ እንደሚችል ይጠቁማል።

ምስል 2. የTCR መለኪያዎች እና ከበሽታ መከላከያ ጋር የተያያዙ ጂኖች፣ የበሽታ መከላከያ እና ሞለኪውላዊ ንዑስ ዓይነቶች ጋር ያለው ትስስር።
በጤናማ እና በአንጀት ካንሰር ሕብረ ሕዋሳት ውስጥ የማይክሮባዮም ቅንብር
ተመራማሪዎቹ ከተዛማጅ ዕጢ እና ከጤናማ የአንጀት ሕብረ ሕዋስ ከ246 ታካሚዎች የተወሰደውን ዲኤንኤ በመጠቀም የ16S rRNA ቅደም ተከተል አካሂደዋል (ምስል 3a)። ለማረጋገጫነት፣ ተመራማሪዎቹ በተጨማሪ ለመተንተን ከሚገኘው መደበኛ ዲኤንኤ ጋር የማይዛመዱ ተጨማሪ 42 የቲሞር ናሙናዎችን የ16S rRNA ጂን ቅደም ተከተል መረጃ ተንትነዋል። በመጀመሪያ፣ ተመራማሪዎቹ በተዛማጅ ዕጢዎች እና ጤናማ የአንጀት ሕብረ ሕዋስ መካከል ያለውን አንጻራዊ የእፅዋት ብዛት አነጻጽረዋል። ክሎስትሪዲየም ፐርፍሪንገንስ ከጤናማ ናሙናዎች ጋር ሲነጻጸር በቲሞርዎቹ ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል (ምስል 3a-3d)። በቲሞር እና ጤናማ ናሙናዎች መካከል በአልፋ ልዩነት (በአንድ ናሙና ውስጥ ልዩነት እና ብዛት) ላይ ምንም ጉልህ ልዩነት አልነበረም፣ እና በICR ዝቅተኛ ዕጢዎች አንፃር በICR ከፍተኛ ዕጢዎች ላይ አነስተኛ የሆነ የማይክሮባላዊ ልዩነት መቀነስ ታይቷል።
ተመራማሪዎቹ በማይክሮባላዊ መገለጫዎች እና በክሊኒካዊ ውጤቶች መካከል ክሊኒካዊ ተዛማጅነት ያላቸውን ግንኙነቶች ለመለየት፣ ተመራማሪዎቹ ህልውናን የሚተነብዩ የማይክሮባዮምን ባህሪያት ለመለየት የ16S rRNA ጂን ቅደም ተከተል መረጃን ለመጠቀም ያለሙ ነበሩ። በAC-ICAM246፣ ተመራማሪዎቹ የMBR ክላሲፋየሮች (ምስል 3f) የሚባሉ ዜሮ ያልሆኑ ኮፊሸንቶችን (ከልዩነት ሞት አደጋ ጋር የተያያዙ) ያላቸውን 41 ባህሪያት የመረጠ የOS Cox ሪግሬሽን ሞዴል አካሂደዋል።
በዚህ የስልጠና ቡድን (ICAM246) ውስጥ፣ ዝቅተኛ የMBR ውጤት (MBR<0፣ ዝቅተኛ MBR) ከሞት አደጋ ጋር በእጅጉ ዝቅተኛ (85%) ጋር ተያይዟል። ተመራማሪዎች በሁለት ገለልተኛ የተረጋገጡ ቡድኖች (ICAM42 እና TCGA-COAD) ውስጥ ዝቅተኛ የMBR (አደጋ) እና ረጅም የስርዓተ ክወና (OS) መካከል ያለውን ግንኙነት አረጋግጠዋል። (ምስል 3) ጥናቱ በቲሞር እና ጤናማ የአንጀት ቲሹ ላይ ተመሳሳይ የሆኑ በኤንዶጋስትሪክ ኮሲ እና በMBR ውጤቶች መካከል ጠንካራ ትስስር አሳይቷል።

ምስል 3. በቲዩመር እና ጤናማ ቲሹዎች ውስጥ ያለው ማይክሮባዮም እና ከ ICR እና ከታካሚ ህልውና ጋር ያለው ግንኙነት።
መደምደሚያ
በዚህ ጥናት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ባለብዙ-ኦሚክስ አቀራረብ በኮሎሬክታል ካንሰር ውስጥ የበሽታ መከላከያ ምላሽ ሞለኪውላዊ ፊርማን በጥልቀት ለመለየት እና ለመተንተን ያስችላል እንዲሁም በማይክሮባዮም እና በሰውነታችን በሽታ የመከላከል ስርዓት መካከል ያለውን መስተጋብር ያሳያል። የቲዩመር እና ጤናማ ሕብረ ሕዋሳት ጥልቅ የቲሲአር ቅደም ተከተል የICR ትንበያ ውጤት በቲዩመር የበለፀጉ እና ምናልባትም በቲዩመር አንቲጂን-ተኮር የቲ ሴል ክሎኖችን የመያዝ ችሎታው ምክንያት ሊሆን እንደሚችል አሳይቷል።

ቡድኑ በኤሲ-አይካም ናሙናዎች ውስጥ የ16S rRNA ጂን ቅደም ተከተልን በመጠቀም የቲሞር ማይክሮባዮምን ስብጥር በመተንተን፣ ቡድኑ ጠንካራ የትንበያ እሴት ያለው የማይክሮባዮም ፊርማ (የMBR ስጋት ነጥብ) ለይቷል። ምንም እንኳን ይህ ፊርማ ከቲሞር ናሙናዎች የተገኘ ቢሆንም፣ በጤናማ ኮሎሬክተም እና በቲሞር MBR ስጋት ነጥብ መካከል ጠንካራ ትስስር ነበር፣ ይህም ይህ ፊርማ የታካሚዎችን የአንጀት ማይክሮባዮም ስብጥር ሊይዝ እንደሚችል ይጠቁማል። የICR እና የMBR ውጤቶችን በማጣመር፣ የአንጀት ካንሰር ባለባቸው ታካሚዎች ላይ የመዳን እድልን የሚተነብይ ባለብዙ-ኦሚክ ተማሪ ባዮማርከርን መለየት እና ማረጋገጥ ተችሏል። የጥናቱ ባለብዙ-ኦሚክ የውሂብ ስብስብ የአንጀት ካንሰር ባዮሎጂን በተሻለ ሁኔታ ለመረዳት እና ግላዊ የሕክምና አቀራረቦችን ለማግኘት የሚረዳ ግብዓት ይሰጣል።

ማጣቀሻ፡
Roelands, J., Kuppen, PJK, አህመድ, EI እና ሌሎች. የተቀናጀ እጢ፣ የበሽታ መከላከያ እና የአንጀት ካንሰር ማይክሮባዮም አትላስ። ናት ሜድ 29፣ 1273–1286 (2023)።