Nat Med | Integrirlenen çişiň kartasyny düzmek üçin köp omiki çemeleşme

Nat Med | Kolorektal düwnük keseliniň integral çişini, immun we mikrob landşaftyny kartalaşdyrmak üçin köp omikli çemeleşme, mikrobiomanyň immun ulgamy bilen täsirini açýar
Esasy içegäniň düwnük keseliniň biomarkerleri soňky ýyllarda giňden öwrenilen hem bolsa, häzirki kliniki görkezmeler diňe çiş-limfa düwün-metastazynyň goýulmagyna we DNK gabat gelmeýän abatlaýyş (MMR) kemçiliklerini ýa-da mikroshemit durnuksyzlygyny (MSI) kesgitlemäge esaslanýar (adaty patologiýa synagyndan başga-da) bejermek tekliplerini kesgitlemek. Gözlegçiler, geni aňlatmaga esaslanýan immun jogaplary, mikrob profilleri we Düwürtik genom atlasy (TCGA) kolorektal rak keselinde we näsaglaryň diri galmagy arasynda gen aňlatmalaryna esaslanýan immun jogaplarynyň, mikrob profilleriniň we çiş stromasynyň arasynda baglanyşygyň ýokdugyny bellediler.

Gözlegleriň gidişi bilen, düwnük keseli, immun, stromal ýa-da mikrob tebigaty ýaly esasy kolorektal rak keseliniň mukdar aýratynlyklary kliniki netijeler bilen ep-esli arabaglanyşygy habar berildi, ýöne olaryň özara täsirleriniň näsaglaryň netijelerine nähili täsir edýändigi barada henizem çäkli düşünje bar; .
Fenotip çylşyrymlylygyň we netijäniň arasyndaky baglanyşygy bölmek üçin Katardaky Sidra lukmançylyk gözleg institutynyň gözlegçiler topary ýaňy-ýakynda mikrobiome aýratynlyklary we immunitetden ýüz öwürmek arkaly gowy ýaşamak derejesi bolan näsaglaryň toparyny kesgitleýän toplumlaýyn bal (mICRoScore) işläp düzdi we tassyklady. yzygiderli (ICR). Topar başlangyç kolorektal rak keseli bolan 348 näsagdan, şol sanda çişleriň RNK yzygiderliligi we sagdyn kolorektal dokumasy, tutuş ekzamen yzygiderliligi, çuň öýjükli reseptor we 16S bakterial rRNA gen yzygiderliligi ýaly täze doňan nusgalaryň giňişleýin genom seljermesini geçirdi. mikrobiomy hasam häsiýetlendirmek üçin genleriň yzygiderliligi. Bu gözleg Tebigat lukmançylygynda “Içegäniň düwnük keseliniň immun we mikrobiome atlasy” hökmünde neşir edildi.

Tebigat lukmançylygynda çap edilen makala

AC-ICAM syn

Gözlegçiler täze doňan çiş nusgalaryny seljermek we ulgamlaýyn bejergisiz içegäniň düwnük keseliniň gistologiki diagnozy bolan näsaglardan ýanaşyk sagdyn içege dokumasyna (çiş-adaty jübütler) deňeşdirmek üçin ortogonal genom platformasyny ulandylar. Exhli ekzamen yzygiderliligine (WES), RNA-seq maglumatlaryň hiline gözegçilik we goşma ölçegleriniň barlagyna esaslanyp, 348 näsagdan genom maglumatlary saklandy we 4,6 ýyl ortaça yzarlamak bilen aşaky akym derňewi üçin ulanyldy. Gözleg topary bu çeşmä Sidra-LUMC AC-ICAM diýip at berdi: immun-rak-mikrobiome täsirleri üçin karta we gollanma (1-nji surat).

ICR ulanyp molekulýar klassifikasiýa

Yzygiderli ret etmek (ICR) diýlip atlandyrylýan üznüksiz rak keseline garşy immun gözegçilik üçin modully genetiki bellikler toplumyny ele alyp, gözleg topary, melanoma, öt haltasy we dürli rak keselini öz içine alýan 20 genli panelde jemlenip, ICR-i optimallaşdyrdy. döş keseli. ICR, şeýle hem döş mäzini öz içine alýan dürli rak kesellerinde immunoterapiýa täsiri bilen baglanyşykly.

Ilki bilen, gözlegçiler kohorty üç topara / immun görnüşine bölmek üçin ICR gen esasly bilelikdäki klassifikasiýa çemeleşmesini ulanyp, AC-ICAM kohortynyň ICR goluny tassykladylar: ýokary ICR (gyzgyn çişler), orta ICR we pes ICR (sowuk çişler) (1b surat). Gözlegçiler, içegäniň düwnük keseliniň transkriptoma esaslanýan klassifikasiýasy bolan konsensus molekulýar görnüşleri (CMS) bilen baglanyşykly immunitetiň tizligini häsiýetlendirdiler. CMS kategoriýalaryna CMS1 / immun, CMS2 / kanoniki, CMS3 / metabolik we CMS4 / mesenhimal degişlidir. Derňew, ICR ballarynyň ähli CMS görnüşlerinde käbir rak keseli öýjük ýollary bilen negatiw arabaglanyşygyny görkezdi, immunosupressiw we stromal bilen baglanyşykly ýollar bilen oňyn arabaglanyşyklar diňe CMS4 çişlerinde ýüze çykdy.

Chli CMS-de tebigy öldüriji (NK) öýjük we T öýjük bölekleriniň bollygy ICR-iň ýokary immun görnüşlerinde iň ýokarydy, beýleki leýkosit böleklerinde has köp üýtgeşiklik bardy (1c surat) .ICR immun görnüşleriniň yzygiderli ýokarlanmagy bilen dürli OS we PFS bardy. ICR-den pesden ýokary (1d surat), kolorektal düwnük keselinde ICR-iň prognoz roluny tassyklaýar.

Surat 1. AC-ICAM gözleg dizaýny, immun bilen baglanyşykly gen goly, immun we molekulýar görnüşleri we diri galmagy.
ICR, çiş bilen baýlaşdyrylan, klon taýdan güýçlendirilen T öýjüklerini ele alýar
Ösümlik dokumalaryna aralaşýan T öýjükleriniň diňe az sanlysynyň çiş antigenlerine mahsusdygy habar berildi (10% -den az). Şonuň üçin, çişiň içindäki T öýjükleriniň köpüsine tomaşaçy T öýjükleri (tomaşaçy T öýjükleri) diýilýär. Önümli TCR-leri bolan adaty T öýjükleriniň sany bilen iň güýçli arabaglanyşyk, T öýjükleriniň subpopulýasiýalaryna baha bermek üçin ulanyp boljak stromal öýjükde we leýkosit subpopulýasiýalarynda (RNA-seq tarapyndan kesgitlenýär) hasaba alyndy (2a surat). ICR toparlarynda (umumy we CMS klassifikasiýasy), immun SEQ TCR-leriniň iň ýokary klonallylygy ICR-iň ýokary we CMS görnüşi CMS1 / immun toparlarynda (2-nji surat), ICR-iň ýokary çişleriniň iň köp bölegi bilen hasaba alyndy. Transhli transkriptomany (18,270 gen) ulanmak bilen, alty sany ICR geni (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA we CXCL10) TCR immun SEQ klonallygy bilen oňyn baglanyşykly ilkinji on geniň hataryna girdi (2d surat). ImmunoSEQ TCR klonallygy, çişe duýgur CD8 + markerleri ulanyp görlen korrelýasiýalardan has köp ICR genleri bilen has berk baglanyşdyrylýar (2f we 2g surat). Sözümiň ahyrynda, ýokardaky derňew ICR golunyň çiş bilen baýlaşdyrylan, klon taýdan güýçlendirilen T öýjükleriniň bardygyny we onuň prognoz netijelerini düşündirip biljekdigini görkezýär.

Surat 2. TCR ölçegleri we immun bilen baglanyşykly genler, immun we molekulýar görnüşleri bilen arabaglanyşyk.
Sagdyn we içegäniň düwnük dokumalarynda mikrobiome düzümi
Gözlegçiler 246 näsagdan gabat gelýän çişden we sagdyn içege dokumasyndan alnan DNK ulanyp, 16S rRNA yzygiderliligini amala aşyrdylar (3a surat). Barlamak üçin gözlegçiler, derňew üçin elýeterli adaty DNK bilen gabat gelmeýän goşmaça 42 çiş nusgasyndan 16S rRNA gen yzygiderliligini goşmaça analiz etdiler. Ilki bilen gözlegçiler, ösümlikleriň we sagdyn içegäniň dokumalarynyň arasynda ösümlik dünýäsiniň deňeşdirilişini deňeşdirdiler. Sagdyn nusgalar bilen deňeşdirilende, çişlerde Clostridium perfringens ep-esli ýokarlandy (3a-3d surat). Alfa dürlüliginde (bir nusgadaky görnüşleriň dürlüligi we köplügi) çiş bilen sagdyn nusgalaryň arasynda düýpli tapawut ýokdy we ICR-iň pes çişlerine garanyňda ICR-iň ýokary çişlerinde mikrob dürlüliginiň birneme peselmegi hasaba alyndy.
Mikrob profilleri bilen kliniki netijeleriň arasynda kliniki taýdan baglanyşyklary ýüze çykarmak üçin gözlegçiler, diri galmagy çaklaýan mikrobiome aýratynlyklaryny kesgitlemek üçin 16S rRNA gen yzygiderliligi maglumatlary ulanmagy maksat edinýärler. AC-ICAM246-da gözlegçiler MBR klassifikatorlary diýlip atlandyrylýan nol däl koeffisiýentleri (diferensial ölüm töwekgelçiligi bilen baglanyşykly) 41 aýratynlygy saýlan OS Cox regress modelini işleddiler (3f surat).
Bu okuw toparynda (ICAM246) pes MBR bal (MBR <0, pes MBR) ölüm howpunyň ep-esli pes bolmagy (85%) bilen baglanyşyklydy. Gözlegçiler pes MBR (töwekgelçilik) bilen uzak möhletli OS arasynda iki sany garaşsyz tassyklanan kohortda (ICAM42 we TCGA-COAD) birleşmäni tassykladylar. (3-nji surat) Gözleg, çiş we sagdyn içegäniň dokumalarynda meňzeş endogastriki kokslar bilen MBR ballarynyň arasynda berk arabaglanyşygy görkezdi.

3-nji surat. Ösümlik we sagdyn dokumalarda mikrobiome we ICR bilen näsaglaryň diri galmagy.
Netije
Bu gözlegde ulanylýan köp-omik çemeleşme, kolorektal rak keselinde immunitetiň molekulýar goluny düýpli anyklamaga we derňemäge mümkinçilik berýär we mikrobioma bilen immun ulgamynyň arasyndaky täsirini açýar. Çişiň we sagdyn dokumalaryň çuňňur TCR yzygiderliligi, ICR-iň prognoz täsiriniň, çiş bilen baýlaşdyrylan we ähtimal antigenlere mahsus T öýjük klonlaryny ele almak ukybyna bagly bolup biljekdigini ýüze çykardy.

AC-ICAM nusgalarynda 16S rRNA gen yzygiderliligini ulanyp, çiş mikrobiome düzümini seljermek bilen, topar güýçli prognoz gymmaty bolan mikrobiome goluny (MBR töwekgelçilik balyny) kesgitledi. Bu gol çiş nusgalaryndan alnandygyna garamazdan, sagdyn kolorektum bilen çişiň MBR töwekgelçilik balynyň arasynda berk baglanyşyk bardy, bu goluň näsaglaryň içege mikrobiome düzümini ele alyp biljekdigini görkezýär. ICR we MBR ballaryny birleşdirip, içegäniň düwnük keseli bilen kesellänleriň ölmegini çaklaýan köp omly talyp biomarkerini kesgitlemek we tassyklamak mümkin boldy. Gözlegiň köp omikli maglumat toplumy, içegäniň düwnük keseline has gowy düşünmek we şahsylaşdyrylan bejeriş usullaryny tapmaga kömek edýär.

Salgylanma:
Roelands, J., Kuppen, PJK, Ahmed, EI we ş.m. Içegäniň düwnük keseliniň, immun we mikrobiome atlasy. Nat Med 29, 1273–1286 (2023).