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Cancer Gene Ther | 结直肠癌中的新生物标志物SARIFA显示出不同的肿瘤生物学特征

 智汇基因 2024-02-28 发布于广东

导语

结果:

SARIFA与TCGA-CRC的结果不良相关

在作者的分类TCGA-CRC病例中(n = 207),总共有69名患者(33.3%)患有SARIFA阳性的CRC。尽管诊断年龄、患者体重和随访时间与SARIFA状态无关,但原发性CRC肿瘤组织中的SARIFA阳性与不良特征显著相关,如更高的pT分期、淋巴结和远处转移、更高的AJCC分期、治疗后死亡和新肿瘤发生(每个p值至少<0.01,卡方检验)。关于MSI(微卫星不稳定性)、BRAF状态和基于驱动突变的TCGA亚型,没有明显的SARIFA相关差异。有关SARIFA状态的临床病理特征详见表1。

SARIFA与明显的遗传改变无关

由于SARIFA阳性和SARIFA阴性结直肠癌的生存结果差异巨大,我们的目标是探索遗传变异是否驱动这些差异,并考虑了刘等人在其关于胃肠腺癌分子特征的里程碑研究中的深入表征[23]。与作者之前基于免疫组织化学TCGA分子亚型在胃癌中的发现[8]或基于小型下一代测序(NGS)面板方法在结直肠癌中的发现[9]一致,作者没有发现任何基因组水平上与SARIFA相关的显著差异(没有显著的样本水平富集,肿瘤突变负荷、基因组改变比例或异常倍体得分没有显著差异;插入缺失突变密度、SNV(单核苷酸变异)突变密度和总突变密度以及基因组亚克隆SCNAs(体细胞拷贝数变异)和重复等位基因的比例没有显著差异,所有p > 0.05)。关于CRC中最相关基因的基因组变异在图3中以典型的Oncoprint方式可视化。特别是,SARIFA阳性与已知的高风险特征如BRAF V600E突变(SARIFA阳性10.4%与SARIFA阴性8.0%,p = 0.27)或MSS(MSI Sensor得分和MSI Mantis得分,p > 0.05;MSI,微卫星不稳定性;MSS,微卫星稳定性)无关。关于分子亚型(CIN,GS,MSI和POLE)和高甲基化类别(CIMP-H,CIMP-L和非CIMP;CIMP:CpG岛甲基化表型),SARIFA阳性和SARIFA阴性结直肠癌之间也没有显著差异(分子亚型:p = 0.650,高甲基化类别:p = 0.441)。

SARIFA显示出特征基因表达和差异蛋白表达

与遗传改变相比,CRC中的SARIFA状态与mRNA和蛋白质水平上的基因表达发生了明显的变化。对196个具有可用转录组数据和SARIFA状态的CRC样本的转录组谱分析显示,基因表达广泛失调(1896个基因/约9.6%的q值<0.05且无LFC阈值;731个基因/约3%的q值<0.01且无LFC阈值;LFC:对数折叠变化),其中大部分不同表达的基因(约三分之二)在SARIFA阳性病例中上调(图3C)。在考虑性别因素时,差异基因表达类似(803个基因,约4.1%的q值<0.05且无LFC阈值,189个病例中有性别信息),而在平衡的SARIFA阴性和SARIFA阳性病例的随机样本置换对照中,我们没有发现显著的差异基因表达(33个基因,约0.1%的q值<0.05且无LFC阈值,三次随机置换结果的平均值,SARIFA比例和性别比例与SARIFA分析中相似)。详细的差异基因表达分析结果可以在附录中找到(附加文件3)。基因本体富集分析显示富集了细胞外基质、蛋白聚糖和信号通路(附加文件4)。27个基因的上下调表达超过1.5倍(其中22个上调/5个下调,对0.585 LFC的零假设进行Wald's检验),其中包括我们之前在胃癌中鉴定出的差异表达基因FABP4和CD36 [8]。这27个基因显示出显著富集的分子相互作用(PPI富集p值:3.23e−11,STRING数据库)、在脂肪细胞和脂肪组织中的表达(TISSUES数据库)、与细胞外空间的关联(基因本体和COMPARTMENTS数据库)以及与PPAR/AMPK信号通路和脂肪细胞信号通路的关联(GO、KEGG和WikiPathways数据库)(图4C),表明SARIFA阳性结直肠癌中功能网络的失调。有趣的是,反相蛋白质分析(RPPA)数据的差异蛋白质丰度分析显示了几种与细胞外基质相关的差异丰度蛋白质(图3D)。

基于SARIFA的基因表达模式预测不同的治疗反应

根据观察到的基因表达谱,作者进一步分析了差异基因表达是否导致了预测的治疗反应差异。因此,作者使用了oncoPredict这个计算工具,该工具可以根据细胞系筛选数据推导出药物反应[35]。在这里,确实发现SARIFA阳性的结直肠癌显示出不同的药物敏感性(图4D以及附加文件5)。在分析的198种化合物中,作者发现了四种目前用于结直肠癌患者治疗的药物,无论是在原发性还是转移性设置中(奥沙利铂_1089,5-氟尿嘧啶_1073 [5-FU],伊立替康_1088,拉帕替尼_1558)。有趣的是,预测显示SARIFA阳性的结直肠癌对奥沙利铂更具抗药性,预测的IC50值更高(倍数变化1.045,p = 0.0029,q = 0.078)。而对于5-FU(倍数变化0.44,p = 0.48,q = 0.14)、伊立替康(倍数变化0.22,p = 0.29,q = 0.60)和拉帕替尼(倍数变化0.20,p = 0.83,q = 0.91),没有观察到显著差异。此外,与其部分重叠CMS4一致,SARIFA阳性的结直肠癌对达沙替尼更敏感,达沙替尼是FDA(美国食品和药物管理局)批准的药物。食品和药物管理局批准了针对CMS4相关激酶的酪氨酸激酶抑制剂[39],已经在慢性髓细胞白血病的临床应用中使用(Dasatinib_1079,倍变化-0.31,p = 0.027,q = 0.22)。至少对于其他化合物也可以观察到类似的趋势,即JQ1_2172(倍变化-0.19,p = 0.067,q = 0.34)和XAV939(倍变化-0.14,p = 0.092,q = 0.36)。JQ1已被描述为CRC细胞系和患者源性异种移植物中的有效药物[40],而XAV939被认为通过抑制Wnt/β-连环蛋白信号传导来发挥作用,该信号传导在CRC中起着核心作用[41]。

总结

总之,SARIFA状态是一种独立且不良的预后组织病理学生物标志物,不仅与CMS1/CMS4亚型和高SIIS得分有一定重叠,而且似乎与脂质代谢有强烈关联。因此,作者坚信基于H&E的SARIFA状态是具有自身转录特性的潜在侵袭性肿瘤生物学等效物,不依赖基因组变化。作者在这里提供了SARIFA状态作为结直肠癌新生物标志物的首次外部验证,该验证基于一个公开可用的数据集,因此可以作为全球病理学家和研究人员的培训资源。SARIFA状态可以在常规诊断病理学中轻松且无需额外费用地实施,并且应在前瞻性试验中进一步验证,因为我们目前的研究还提供了SARIFA阳性结直肠癌具有不同的药物敏感性的证据。

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