第42周-小細(xì)胞肺癌組學(xué)特性與化療抵抗

與2018發(fā)表在NC上面含潘,文章是:Recurrent WNT pathway alterations are frequent in relapsed small cell lung cancer 同樣是發(fā)NC擎椰,相比上次分享的韓國(guó)人的乳腺癌隊(duì)列眠屎,還有之前的臺(tái)灣人隊(duì)列來(lái)說(shuō)冰蘑,本研究成本要低很多掖桦。

癌癥背景知識(shí)

我們知道冕香,組織病理上通常將肺癌分為

  • 非小細(xì)胞肺癌(non-small-cell lung cancer儒喊,NSCLC)
  • 小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer镣奋,SCLC

其中SCLC約占全部肺癌的15%~20%,SCLC的發(fā)病與吸煙密切相關(guān)怀愧,生物學(xué)特征為分化程度低侨颈、惡性程度高、倍增時(shí)間快掸驱、侵襲性強(qiáng)肛搬、預(yù)后差,中位生存期才7個(gè)月左右毕贼。

SCLC病例通常在診斷時(shí)就是中晚期,所以使用積極的治療策略顯得尤其重要蛤奢。約60%SCLC患者就診時(shí)已有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移鬼癣,早期可手術(shù)患者比例不足5%。對(duì)于大部分SCLC患者而言啤贩,目前主要治療手段是化療聯(lián)合放療或者純化療待秃。盡管初始治療時(shí)對(duì)放、化療敏感痹屹,但SCLC患者容易早期出現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移章郁。SCLC的診治進(jìn)展緩慢,鮮有突破,20多年來(lái)面臨“藥荒”的尷尬局面暖庄。

NGS多組學(xué)測(cè)序

研究團(tuán)隊(duì)收集了 30例已經(jīng)被病理專家證明是復(fù)發(fā)的SCLC約患者做WES聊替,然后其中12個(gè)病人還保留著 chemotherapy-naive tumor 也進(jìn)行了WES測(cè)序。

還有就是培廓,這30個(gè)病人其中有18個(gè)也進(jìn)行了RNA-seq的測(cè)序惹悄。其中18個(gè)病人里面有

數(shù)據(jù)都上傳了,但是需要注冊(cè)申請(qǐng)才能下載:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/?term=PRJNA306801

作者所有的結(jié)論肩钠,就是針對(duì)這些測(cè)序數(shù)據(jù)的分析來(lái)的泣港。

尷尬的是兩個(gè)數(shù)據(jù)集的突變頻譜沒(méi)有顯著差異

很明顯,作者對(duì)病人測(cè)了復(fù)發(fā)后的腫瘤外顯子數(shù)據(jù)价匠,而且還有12個(gè)人的復(fù)發(fā)前的腫瘤外顯子數(shù)據(jù)就是想比較当纱,找出差異,找出決定復(fù)發(fā)與否的因素踩窖,或者復(fù)發(fā)獲得性突變坡氯,但是無(wú)論是從SNV還是CNV角度都看不到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著的差異。

首先看COSMIC的mutation signatures 圖如下:

image

可以看到占比最多的是吸煙相關(guān)的signatures4毙石,符合預(yù)期廉沮,同一個(gè)病人的復(fù)發(fā)與原位癌的signatures占比非常相似。

而且突變?nèi)皥D如下:

image

由全景圖可以看到突變最顯著的是TP53和RB1基因徐矩,當(dāng)然作者也使用了MuSiC來(lái)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析significantly mutated gene (SMG) 滞时。

值得注意的是此研究的全景圖里面有 Loss of heterozygosity (LoH) 事件。

因?yàn)榇搜芯康年?duì)列納入的病人數(shù)量太少滤灯,而且SCLC的TMB非常高坪稽,所以很難找到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著的復(fù)發(fā)獲得性突變,所以作者根據(jù)知識(shí)背景來(lái)有目的挑選部分基因查看鳞骤。

也就是說(shuō)作者只關(guān)心7個(gè)基因窒百,是CHD8, APC, DDX3X, MBD1, RHOA, RUNX1, and SMARCA4, 然后發(fā)現(xiàn)其中

  • CHD8 (N?=?6 of 30 patients)
  • APC (N?=?4)
  • MBD1 (N?=?3)
  • DDX3X (N?=?2)

復(fù)發(fā)樣本顯著特異性的豫尽,從而定位到了WNT通路篙梢,這樣就可以僅僅是查看WNT通路的基因的突變情況,如下:

[圖片上傳失敗...(image-4f15c9-1544660444205)]

轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)看復(fù)發(fā)與否的差異

因?yàn)镾CLC的原位癌和復(fù)發(fā)癌癥部位的genomic特性過(guò)于相似美旧,作者只好求助于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序渤滞,希望找到不一樣的地方,找到SCLC病人獲得化療抵抗的原因榴嗅。

這個(gè)時(shí)候需要看文獻(xiàn)得到SCLC的背景知識(shí)妄呕,ASCL1基因和NEUROD1基因的重要性。

因?yàn)樾〖?xì)胞肺癌(SCLC)被普遍視為肺神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的腫瘤嗽测,大多數(shù)SCLC腫瘤可以根據(jù)POU2F3绪励、ASCL1或NEUROD1的表達(dá)情況分成3類。

image

公共數(shù)據(jù)驗(yàn)證ASCL1調(diào)控基因集

基因集來(lái)自于 文章:ASCL1 and NEUROD1 reveal heterogeneity in pulmonary neuroendocrine tumors and regulate distinct genetic programshttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27452466. Cell Rep. 16, 1259–1272 (2016). 定義的ASCL1-driven gene expression

該文章的數(shù)據(jù)集,包括 80 treatment-naive and 18 relapsed SCLC samples 疏魏, 就可以驗(yàn)證看差異停做,如下圖:

image

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化療抵抗是否是WNT通路異常

作者已經(jīng)在WES數(shù)據(jù)分析到了WNT通路的基因異常與化療抵抗相關(guān),而且轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明 non-neuroendocrine differentiation 這個(gè)過(guò)程與化療抵抗相關(guān)蠢护,而WNT通路在細(xì)胞分化過(guò)程作用很大雅宾,所以作者合理假設(shè)WNT通路是化療抵抗的主要原因。

最后當(dāng)然是要各種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證啦:

We then performed in vitro analyses to test the hypothesis that WNT activation drives chemotherapy resistance in SCLC by using APC knockdown as a model for WNT activation.

不感興趣葵硕,就先略過(guò)吧眉抬。

這也就是此研究的創(chuàng)新性,發(fā)現(xiàn)了WNT通路異常與SCLC的化療抵抗的相關(guān)性懈凹。

題外話

DLL3蛋白是SCLC的一個(gè)譜系特異性致癌驅(qū)動(dòng)因子(ASCL1)的下游轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)蜀变,超過(guò)80%的小細(xì)胞肺癌可表達(dá)DLL3蛋白,該蛋白參與影響Notch調(diào)節(jié)信號(hào)通路介评,它定位于細(xì)胞內(nèi)膜库北,促發(fā)癌癥不受限制地生長(zhǎng)。DLL3在SCLC的細(xì)胞表面表達(dá)们陆,而正常組織不表達(dá)寒瓦,因此是用抗體藥物偶聯(lián)物進(jìn)行癌細(xì)胞特異性治療的候選靶標(biāo)。

所以日本九州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了日本SCLC患者中檢測(cè)DLL3的表達(dá)研究坪仇,分析了日本小細(xì)胞肺癌患者中DLL3表達(dá)的流行情況以及它與患者特征的關(guān)系杂腰。雖然DLL3在小細(xì)胞肺癌中的功能仍有待確定,但SCLC患者中DLL3表達(dá)的高發(fā)現(xiàn)表明其可能在疾病發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用椅文,尚需要進(jìn)一步研究喂很。

(文章轉(zhuǎn)自jimmy的2018年閱讀文獻(xiàn)筆記)

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