Biologický základ rakoviny jater z chronické hepatitidy B

2) Cíle

Hepatocelulární karcinom (HCC) je celosvětově druhou nejčastější příčinou úmrtí souvisejících s rakovinou (Jemel et al CA Cancer J Clin 2011). Američané z Asie a Tichomoří (API) jsou trvale nejvíce postiženou rasovou skupinou, pokud jde o výskyt HCC a úmrtnost související s HCC kvůli vysoké prevalenci chronické hepatitidy B (CHB). Zatímco API nesou největší zátěž HCC související s CHB, mezi různými asijskými etnickými skupinami existují rozdíly ve výsledcích. Vyšetřovatelé již dříve analyzovali etnicky rozčleněná data od 6 068 Kaliforňanů asijského původu s HCC diagnostikovaným v letech 1998 až 2007 (Ryerson et al Cancer 2016). Příčinově specifická mortalita byla významně vyšší mezi Laosany/Hmongy (poměr rizika, 2,08; 95% CI, 1,78-2,44) a kambodžští pacienti (poměr rizika 1,26; 95% CI, 1,06-1,51). Zejména laoští/hmongští pacienti se vyskytovali v raném věku as pokročilejšími stádii HCC, což naznačuje, že tyto rozdíly nesouvisely se zpožděním diagnózy nebo prezentace, ale spíše s biologickými rozdíly v chování HCC. Ve skutečnosti byly jak virové faktory, tak imunitní reakce hostitele spojeny s prognózou HCC související s CHB. V současné době vyšetřovatelé zkoumají tyto potenciální mechanismy u Hmongů/Laoských, čínských a vietnamských jedinců infikovaných virem hepatitidy B (HBV). Na rozdíl od hodnotících mechanismů spojených se špatnými výsledky, jakmile se HCC vyvine, bude současný návrh stavět na datech, která výzkumníci shromáždili s cílem identifikovat markery rozvoje HCC.

Centrální hypotéza je, že před rozvojem HBV souvisejícího HCC existují specifické biologické odpovědi odrážející se v profilu genové exprese plné krve, které mohou odlišit pacienty s CHB s HCC a bez HCC.

Za účelem ověření této hypotézy budou vyšetřovatelé plnit následující konkrétní cíle:

Část 1 (Cíl č. 1): Spojte virové sekvence a signatury exprese hostitelského genu se zavedenými rizikovými faktory HCC u asijských Američanů.

Pro splnění tohoto cíle budou odebrány vzorky krve od 10 schválených subjektů. DNA extrahovaná z těchto vzorků bude použita jako součást probíhající studie porovnávající virové sekvence a profily genové exprese napříč asijskými etnickými skupinami, vyšetřovatelé budou analyzovat stejná data porovnávající jedince s vysokým a nízkým rizikem HCC (tj. přítomnost a nepřítomnost cirhóza, vysoká virová zátěž HBV, muži, kteří mají sex s muži).

Část 2 (Cíl č. 2): Prozkoumat HCC tkáň související s HBV na virové sekvence spojené s HCC a lidské proteiny. Tkáňové řezy HCC na sklíčkách bez osobních zdravotních informací budou získány z biorepozitáře UC Davis Cancer Center Biorepository (CCB) a dalších biobank, včetně, ale bez omezení, Cooperative Human Tissue Network. Z dříve uložené HCC tkáně výzkumníci 1) extrahují a sekvenují HBV DNA z nádorové tkáně a porovnávají ji s naší sbírkou non-HCC sekvencí HBV a 2) obarví tkáně na proteiny odpovídající genům identifikovaným analýzou genové exprese v plné krvi.

3) Pozadí

Podle analýzy databáze Surveillance Epidemiology and End Results (SEER) měla API nejvyšší míru incidence HCC upravenou podle věku v letech 2006–2010, a to 4,7 na 100 000, následovali Hispánci (3,2), černoši (2,5) a běloši (1,4). ). Nejvyšší zjištěná incidence HCC specifická pro věk byla 54,7 na 100 000 u API starších 65 let. V této analýze byla úmrtnost související s HCC mezi API nejvyšší ve srovnání s jinými rasovými skupinami (2,8 na 100 000 ve srovnání s 0,9 na 100 000 u bělochů) (Altekruse et al. AJG 2014). Toto zvýšené riziko HCC a jeho komplikací mezi API bylo připisováno chronické hepatitidě B (CHB) (El Sarag et al. Gastroenterologie 2012). U osob s CHB existuje silná souvislost mezi zvyšujícími se hladinami DNA viru hepatitidy B (HBV) a zvyšujícím se výskytem HCC a cirhózy (Chen et al. JAMA 2006). Nejběžnější cesty přenosu HBV jsou vertikální z infikovaných matek na kojence a horizontální v raném dětství u lidí žijících v oblastech s vysokou endemicitou HBV (Nguyen et al. J Cancer Educ 2007) Navzdory dostupnosti preventivní vakcíny je celosvětové pokrytí vakcínou pouze 75 % a neřeší zátěž nemocí u odhadovaných 350 milionů lidí infikovaných HBV po celém světě (Meireles et al. World J Hepatol 2015).

Mezi virové faktory patří virová nálož, genotyp a specifické mutace. Je pozoruhodné, že genotyp B je spojen s časným nástupem HCC a špatnou prognózou (Yin et al. Carcinogenesis 2008) Virové mutanty včetně mutací promotoru bazálního jádra A1762T/G1764A a delecí oblasti Pre-S jsou také spojeny se špatnými výsledky HCC a mohou být výsledkem selekce imunitními odpověďmi hostitele a aktivací endogenní cytidindeaminázy prozánětlivými cytokiny ( např. TNF-alfa) indukovaný NFkappa-B vedoucí k hypermutaci G-na-A (Chen et al. Eur J Cancer 2012). S výsledky HCC souvisejícího s HBV byly spojeny další dráhy imunitní odpovědi, včetně přítomnosti přirozených zabíječských buněk, CD8+ T buněk, regulačních T buněk a také hladin IL-2 a IL-15 v mikroprostředí nádoru (Bowlus CL, Tumor Immunology 2007)

Použitelnost NGS na sekvenování HBV:

NGS umožní zkoumání virových faktorů na více úrovních, včetně frekvence genotypů a mutací, virové diverzity a rychlosti mutací jako možné indikace aktivity cytidindeaminázy. Kromě toho bude tato technologie použita ke zkoumání imunitních odpovědí založených na profilování transkriptů. Dále lze také provést analýzu využití T ​​buněčných receptorů a alel HLA, které byly spojeny s výsledky souvisejícími s HBV, stejně jako asociační analýzu SNV v rámci transkripčních profilů.

Předběžné údaje:

Podle R21 vyšetřovatelé využívají NGS na krevních vzorcích od léčených čínských, vietnamských a laoských/hmongských pacientů k identifikaci virových sekvencí a profilů exprese z plné krve, které se mohou segregovat s laoským/hmongským původem, a být tak kandidáty, kteří vysvětlují chudé Výsledky HCC v této populaci. Kromě toho mohou být tato data použita k identifikaci virových sekvencí a vzorců exprese, které se spojují se známými rizikovými faktory HCC, a mohou být poté vyvinuty jako potenciální biomarkery pro sledování HCC mezi lidmi infikovanými HBV. Prvním krokem v tomto procesu vývoje biomarkerů bude testování na skupině pacientů s HBV souvisejícím s HCC a je hlavním cílem tohoto protokolu. Zápis do této studie byl dokončen (n = 99) a vzorky krve jsou v současné době analyzovány.

Vyšetřovatelé provedli pilotní studii s použitím NGS pro transkriptomové profilování vzorků plné krve, aby prokázali sílu krevní genomiky pro identifikaci molekulárních profilů spojených se specifickými chorobnými stavy a poskytnutí ultracitlivé detekce molekulárních drah spojených s patogenezí HBV (Caruccio et al. Methods Mol Bol 2011). Sekvenování RNA (RNA-Seq) bylo provedeno na celkové RNA izolované ze vzorků plné krve získané od kohorty 10 asijských amerických jedinců, složené ze 3 zdravých jedinců (2 Číňané, 1 Filipínec), 6 HBsAg-pozitivních jedinců bez HCC (5 Číňanů , 1 Vietnamec) a 1 HBsAg-pozitivní laoský subjekt s HCC. Pacient s HCC měl výrazný expresní podpis definovaný 634 odlišně exprimovanými geny. Metaanalýza klastru nadměrné exprese 173 genů s údaji o transkriptomu imunitních buněk (Li et al. Bioinformatics 2009) odhalila, že tento „signatura HCC související s HBV“ obsahovala prominentní složky řízené neutrofily a makrofágy, stejně jako upregulovanou expresi genů souvisejících s regulačními T buňkami (TReg), což je spojeno s horší prognózou HCC ( Tepper et al ICG Americas 2012 mezinárodní konference). Analýza genové ontologie ukázala nadměrně zastoupené procesy konzistentní s patogenezí HCC, včetně zánětu. Vyšetřovatelé plánují ověřit tento „signaturu HCC související s HBV“ u větší kohorty pacientů s HCC souvisejícím s HBV.

Další informace o předběžných údajích naleznete v grantu přiloženém k tomuto podání.