中文网站 (યુનિવર્સિટી)
નેટ મેડ | કોલોરેક્ટલ કેન્સરના સંકલિત ગાંઠ, રોગપ્રતિકારક શક્તિ અને માઇક્રોબાયલ લેન્ડસ્કેપનું મેપિંગ કરવા માટેનો બહુ-ઓમિક્સ અભિગમ રોગપ્રતિકારક શક્તિ સાથે માઇક્રોબાયોમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં પ્રાથમિક કોલોન કેન્સર માટેના બાયોમાર્કર્સનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, વર્તમાન ક્લિનિકલ માર્ગદર્શિકા સારવાર ભલામણો નક્કી કરવા માટે ફક્ત ટ્યુમર-લિમ્ફ નોડ-મેટાસ્ટેસિસ સ્ટેજીંગ અને ડીએનએ મિસમેચ રિપેર (MMR) ખામીઓ અથવા માઇક્રોસેટેલાઇટ ઇન્સ્ટેબિલિટી (MSI) (માનક પેથોલોજી પરીક્ષણ ઉપરાંત) ની શોધ પર આધાર રાખે છે. સંશોધકોએ કેન્સર જીનોમ એટલાસ (TCGA) કોલોરેક્ટલ કેન્સર કોહોર્ટ અને દર્દીના અસ્તિત્વમાં જનીન અભિવ્યક્તિ-આધારિત રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવો, માઇક્રોબાયલ પ્રોફાઇલ્સ અને ટ્યુમર સ્ટ્રોમા વચ્ચે જોડાણનો અભાવ નોંધ્યો છે.
જેમ જેમ સંશોધન આગળ વધ્યું છે તેમ, પ્રાથમિક કોલોરેક્ટલ કેન્સરની માત્રાત્મક લાક્ષણિકતાઓ, જેમાં કેન્સર સેલ્યુલર, રોગપ્રતિકારક, સ્ટ્રોમલ અથવા કેન્સરની માઇક્રોબાયલ પ્રકૃતિનો સમાવેશ થાય છે, તે ક્લિનિકલ પરિણામો સાથે નોંધપાત્ર રીતે સંબંધિત હોવાનું નોંધાયું છે, પરંતુ તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દર્દીના પરિણામોને કેવી રીતે અસર કરે છે તેની સમજ હજુ પણ મર્યાદિત છે.
ફેનોટાઇપિક જટિલતા અને પરિણામ વચ્ચેના સંબંધનું વિશ્લેષણ કરવા માટે, કતારમાં સિદ્રા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મેડિકલ રિસર્ચના સંશોધકોની એક ટીમે તાજેતરમાં એક સંકલિત સ્કોર (mICRoScore) વિકસાવ્યો અને માન્ય કર્યો જે માઇક્રોબાયોમ લાક્ષણિકતાઓ અને રોગપ્રતિકારક અસ્વીકાર સ્થિરાંકો (ICR) ને જોડીને સારા જીવન ટકાવી રાખવાના દર ધરાવતા દર્દીઓના જૂથને ઓળખે છે. ટીમે પ્રાથમિક કોલોરેક્ટલ કેન્સર ધરાવતા 348 દર્દીઓના તાજા થીજી ગયેલા નમૂનાઓનું વ્યાપક જીનોમિક વિશ્લેષણ કર્યું, જેમાં ગાંઠો અને મેચિંગ સ્વસ્થ કોલોરેક્ટલ પેશીઓના RNA સિક્વન્સિંગ, આખા એક્સોમ સિક્વન્સિંગ, ઊંડા ટી-સેલ રીસેપ્ટર અને 16S બેક્ટેરિયલ rRNA જનીન સિક્વન્સિંગનો સમાવેશ થાય છે, જે માઇક્રોબાયોમને વધુ લાક્ષણિકતા આપવા માટે આખા ગાંઠ જીનોમ સિક્વન્સિંગ દ્વારા પૂરક છે. આ અભ્યાસ નેચર મેડિસિનમાં "કોલોન કેન્સરનું એક સંકલિત ગાંઠ, રોગપ્રતિકારક અને માઇક્રોબાયોમ એટલાસ" તરીકે પ્રકાશિત થયો હતો.
નેચર મેડિસિનમાં પ્રકાશિત લેખ
AC-ICAM ઝાંખી
સંશોધકોએ ઓર્થોગોનલ જીનોમિક પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ કરીને તાજા થીજી ગયેલા ગાંઠના નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કર્યું અને પ્રણાલીગત ઉપચાર વિના કોલોન કેન્સરના હિસ્ટોલોજિક નિદાન ધરાવતા દર્દીઓના નજીકના સ્વસ્થ કોલોન પેશીઓ (ગાંઠ-સામાન્ય જોડીઓ) સાથે મેળ ખાધો. સંપૂર્ણ-એક્સોમ સિક્વન્સિંગ (WES), RNA-seq ડેટા ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને સમાવેશ માપદંડ સ્ક્રીનીંગના આધારે, 348 દર્દીઓના જીનોમિક ડેટાને જાળવી રાખવામાં આવ્યો અને 4.6 વર્ષના મધ્ય ફોલો-અપ સાથે ડાઉનસ્ટ્રીમ વિશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવ્યો. સંશોધન ટીમે આ સંસાધનને Sidra-LUMC AC-ICAM નામ આપ્યું: રોગપ્રતિકારક-કેન્સર-માઇક્રોબાયોમ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો નકશો અને માર્ગદર્શિકા (આકૃતિ 1).
ICR નો ઉપયોગ કરીને મોલેક્યુલર વર્ગીકરણ
સતત કેન્સર ઇમ્યુનોસર્વેલન્સ માટે રોગપ્રતિકારક આનુવંશિક માર્કર્સના મોડ્યુલર સેટને કેપ્ચર કરીને, જેને ઇમ્યુન કોન્સ્ટન્ટ ઓફ રિજેક્શન (ICR) કહેવાય છે, સંશોધન ટીમે ICR ને મેલાનોમા, મૂત્રાશય કેન્સર અને સ્તન કેન્સર સહિત વિવિધ કેન્સર પ્રકારોને આવરી લેતા 20-જીન પેનલમાં કન્ડેન્સ કરીને ઑપ્ટિમાઇઝ કર્યું. ICR સ્તન કેન્સર સહિત વિવિધ પ્રકારના કેન્સરમાં ઇમ્યુનોથેરાપી પ્રતિભાવ સાથે પણ સંકળાયેલું છે.
સૌપ્રથમ, સંશોધકોએ AC-ICAM સમૂહના ICR સહીને માન્ય કર્યું, ICR જનીન-આધારિત સહ-વર્ગીકરણ અભિગમનો ઉપયોગ કરીને સમૂહને ત્રણ ક્લસ્ટરો/રોગપ્રતિકારક ઉપપ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કર્યો: ઉચ્ચ ICR (ગરમ ગાંઠો), મધ્યમ ICR અને નીચા ICR (ઠંડા ગાંઠો) (આકૃતિ 1b). સંશોધકોએ કોલોન કેન્સરના ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમ-આધારિત વર્ગીકરણ, સર્વસંમતિ પરમાણુ ઉપપ્રકારો (CMS) સાથે સંકળાયેલ રોગપ્રતિકારક વલણનું વર્ણન કર્યું. CMS શ્રેણીઓમાં CMS1/રોગપ્રતિકારક, CMS2/કેનોનિકલ, CMS3/મેટાબોલિક અને CMS4/મેસેનકાઇમલનો સમાવેશ થાય છે. વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે ICR સ્કોર્સ બધા CMS ઉપપ્રકારોમાં ચોક્કસ કેન્સર કોષ માર્ગો સાથે નકારાત્મક રીતે સંકળાયેલા હતા, અને રોગપ્રતિકારક અને સ્ટ્રોમલ-સંબંધિત માર્ગો સાથે હકારાત્મક સહસંબંધ ફક્ત CMS4 ગાંઠોમાં જ જોવા મળ્યા હતા.
બધા CMS માં, ICR ઉચ્ચ રોગપ્રતિકારક સબટાઇપ્સમાં કુદરતી કિલર (NK) કોષ અને T કોષ સબટાઇપ્સની વિપુલતા સૌથી વધુ હતી, અન્ય લ્યુકોસાઇટ સબટાઇપ્સમાં વધુ પરિવર્તનશીલતા સાથે (આકૃતિ 1c). ICR રોગપ્રતિકારક સબટાઇપ્સમાં વિવિધ OS અને PFS હતા, જેમાં ICR માં નીચાથી ઉચ્ચ (આકૃતિ 1d) સુધી પ્રગતિશીલ વધારો થયો હતો, જે કોલોરેક્ટલ કેન્સરમાં ICR ની આગાહી ભૂમિકાને માન્ય કરે છે.
આકૃતિ 1. AC-ICAM અભ્યાસ ડિઝાઇન, રોગપ્રતિકારક શક્તિ સંબંધિત જનીન સહી, રોગપ્રતિકારક અને પરમાણુ પેટાપ્રકારો અને અસ્તિત્વ.
ICR ગાંઠથી સમૃદ્ધ, ક્લોનલી એમ્પ્લીફાઇડ T કોષોને કેપ્ચર કરે છે
ગાંઠ પેશીઓમાં ઘૂસણખોરી કરતા T કોષોનો માત્ર એક લઘુમતી ભાગ ગાંઠ એન્ટિજેન્સ માટે ચોક્કસ હોવાનું નોંધાયું છે (10% કરતા ઓછો). તેથી, મોટાભાગના ઇન્ટ્રા-ટ્યુમર T કોષોને બાયસ્ટેન્ડર T કોષો (બાયસ્ટેન્ડર T કોષો) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉત્પાદક TCR ધરાવતા પરંપરાગત T કોષોની સંખ્યા સાથે સૌથી મજબૂત સંબંધ સ્ટ્રોમલ સેલ અને લ્યુકોસાઇટ પેટા વસ્તી (RNA-seq દ્વારા શોધાયેલ) માં જોવા મળ્યો હતો, જેનો ઉપયોગ T સેલ પેટા વસ્તીનો અંદાજ કાઢવા માટે કરી શકાય છે (આકૃતિ 2a). ICR ક્લસ્ટરો (એકંદર અને CMS વર્ગીકરણ) માં, ICR-ઉચ્ચ અને CMS પેટા પ્રકાર CMS1/રોગપ્રતિકારક જૂથો (આકૃતિ 2c) માં રોગપ્રતિકારક SEQ TCR ની સૌથી વધુ ક્લોનેલિટી જોવા મળી હતી, જેમાં ICR-ઉચ્ચ ગાંઠોનો સૌથી વધુ પ્રમાણ હતો. સમગ્ર ટ્રાન્સક્રિપ્ટોમ (૧૮,૨૭૦ જનીનો) નો ઉપયોગ કરીને, છ ICR જનીનો (IFNG, STAT1, IRF1, CCL5, GZMA, અને CXCL10) TCR રોગપ્રતિકારક SEQ ક્લોનાલિટી (આકૃતિ ૨ડી) સાથે હકારાત્મક રીતે સંકળાયેલા ટોચના દસ જનીનોમાંના હતા. ઇમ્યુનોએસઇક્યુ ટીસીઆર ક્લોનાલિટી ટ્યુમર-રિસ્પોન્સિવ CD8+ માર્કર્સ (આકૃતિ ૨એફ અને ૨જી) નો ઉપયોગ કરીને જોવા મળતા સહસંબંધો કરતાં મોટાભાગના ICR જનીનો સાથે વધુ મજબૂત રીતે સંકળાયેલી હતી. નિષ્કર્ષમાં, ઉપરોક્ત વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે ICR સહી ટ્યુમર-સમૃદ્ધ, ક્લોનાલી એમ્પ્લીફાઇડ ટી કોષોની હાજરીને કેપ્ચર કરે છે અને તેના પૂર્વસૂચનાત્મક અસરોને સમજાવી શકે છે.
આકૃતિ 2. TCR મેટ્રિક્સ અને રોગપ્રતિકારક-સંબંધિત જનીનો, રોગપ્રતિકારક અને પરમાણુ પેટાપ્રકારો સાથે સહસંબંધ.
સ્વસ્થ અને કોલોન કેન્સર પેશીઓમાં માઇક્રોબાયોમ રચના
સંશોધકોએ 246 દર્દીઓમાંથી મેળ ખાતા ગાંઠ અને સ્વસ્થ કોલોન પેશીઓમાંથી કાઢવામાં આવેલા DNA નો ઉપયોગ કરીને 16S rRNA સિક્વન્સિંગ કર્યું (આકૃતિ 3a). માન્યતા માટે, સંશોધકોએ વધારાના 42 ગાંઠ નમૂનાઓમાંથી 16S rRNA જનીન સિક્વન્સિંગ ડેટાનું વિશ્લેષણ કર્યું જેમાં વિશ્લેષણ માટે ઉપલબ્ધ સામાન્ય DNA મેળ ખાતા ન હતા. પ્રથમ, સંશોધકોએ મેળ ખાતા ગાંઠો અને સ્વસ્થ કોલોન પેશીઓ વચ્ચે વનસ્પતિની સંબંધિત વિપુલતાની તુલના કરી. તંદુરસ્ત નમૂનાઓની તુલનામાં ગાંઠોમાં ક્લોસ્ટ્રિડિયમ પરફ્રિન્જન્સ નોંધપાત્ર રીતે વધ્યા હતા (આકૃતિ 3a-3d). ગાંઠ અને સ્વસ્થ નમૂનાઓ વચ્ચે આલ્ફા વિવિધતા (એક જ નમૂનામાં પ્રજાતિઓની વિવિધતા અને વિપુલતા) માં કોઈ નોંધપાત્ર તફાવત નહોતો, અને ICR-નીચા ગાંઠોની તુલનામાં ICR-ઉચ્ચ ગાંઠોમાં માઇક્રોબાયલ વિવિધતામાં સામાન્ય ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો.
માઇક્રોબાયલ પ્રોફાઇલ્સ અને ક્લિનિકલ પરિણામો વચ્ચે ક્લિનિકલી સંબંધિત જોડાણો શોધવા માટે, સંશોધકોએ 16S rRNA જનીન સિક્વન્સિંગ ડેટાનો ઉપયોગ કરીને અસ્તિત્વની આગાહી કરતી માઇક્રોબાયોમ સુવિધાઓ ઓળખવાનો હેતુ રાખ્યો હતો. AC-ICAM246 પર, સંશોધકોએ OS Cox રીગ્રેશન મોડેલ ચલાવ્યું જેમાં બિન-શૂન્ય ગુણાંક (વિભેદક મૃત્યુદર જોખમ સાથે સંકળાયેલ) સાથે 41 સુવિધાઓ પસંદ કરવામાં આવી હતી, જેને MBR ક્લાસિફાયર (આકૃતિ 3f) કહેવાય છે.
આ તાલીમ સમૂહ (ICAM246) માં, નીચા MBR સ્કોર (MBR<0, નીચા MBR) મૃત્યુના નોંધપાત્ર રીતે ઓછા જોખમ (85%) સાથે સંકળાયેલા હતા. સંશોધકોએ બે સ્વતંત્ર રીતે માન્ય સમૂહ (ICAM42 અને TCGA-COAD) માં નીચા MBR (જોખમ) અને લાંબા ગાળાના OS વચ્ચેના જોડાણની પુષ્ટિ કરી. (આકૃતિ 3) અભ્યાસમાં એન્ડોગેસ્ટ્રિક કોકી અને MBR સ્કોર વચ્ચે મજબૂત સહસંબંધ દર્શાવવામાં આવ્યો હતો, જે ગાંઠ અને સ્વસ્થ કોલોન પેશીઓમાં સમાન હતા.
આકૃતિ 3. ગાંઠ અને સ્વસ્થ પેશીઓમાં માઇક્રોબાયોમ અને ICR અને દર્દીના અસ્તિત્વ સાથેનો સંબંધ.
નિષ્કર્ષ
આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મલ્ટી-ઓમિક્સ અભિગમથી કોલોરેક્ટલ કેન્સરમાં રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવના પરમાણુ હસ્તાક્ષરનું સંપૂર્ણ શોધ અને વિશ્લેષણ શક્ય બને છે અને માઇક્રોબાયોમ અને રોગપ્રતિકારક તંત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છતી થાય છે. ગાંઠ અને સ્વસ્થ પેશીઓના ઊંડા TCR ક્રમથી જાણવા મળ્યું કે ICR ની આગાહી અસર ગાંઠ-સમૃદ્ધ અને સંભવતઃ ગાંઠ એન્ટિજેન-વિશિષ્ટ T સેલ ક્લોન્સને કેપ્ચર કરવાની તેની ક્ષમતાને કારણે હોઈ શકે છે.
AC-ICAM નમૂનાઓમાં 16S rRNA જનીન સિક્વન્સિંગનો ઉપયોગ કરીને ટ્યુમર માઇક્રોબાયોમ રચનાનું વિશ્લેષણ કરીને, ટીમે મજબૂત પ્રોગ્નોસ્ટિક મૂલ્ય સાથે માઇક્રોબાયોમ સિગ્નેચર (MBR રિસ્ક સ્કોર) ઓળખ્યો. જોકે આ સિગ્નેચર ગાંઠના નમૂનાઓમાંથી મેળવવામાં આવ્યું હતું, સ્વસ્થ કોલોરેક્ટમ અને ટ્યુમર MBR રિસ્ક સ્કોર વચ્ચે મજબૂત સંબંધ હતો, જે સૂચવે છે કે આ સિગ્નેચર દર્દીઓના આંતરડાના માઇક્રોબાયોમ રચનાને કેપ્ચર કરી શકે છે. ICR અને MBR સ્કોર્સને જોડીને, કોલોન કેન્સર ધરાવતા દર્દીઓમાં અસ્તિત્વની આગાહી કરતા મલ્ટી-ઓમિક સ્ટુડન્ટ બાયોમાર્કરને ઓળખવા અને માન્ય કરવાનું શક્ય બન્યું. અભ્યાસનો મલ્ટી-ઓમિક ડેટાસેટ કોલોન કેન્સર બાયોલોજીને વધુ સારી રીતે સમજવા અને વ્યક્તિગત ઉપચારાત્મક અભિગમો શોધવામાં મદદ કરવા માટે એક સંસાધન પૂરો પાડે છે.
પોસ્ટ સમય: જૂન-૧૫-૨૦૨૩
ગોપનીયતા સેટિંગ્સ