Biologisk grundlag for leverkræft fra kronisk hepatitis B

2) Mål

Hepatocellulært karcinom (HCC) er den næststørste årsag til kræftrelateret død på verdensplan (Jemel et al., CA Cancer J Clin 2011). Amerikanere fra Asiatiske og Stillehavsøer (API) er perennielt den mest berørte racegruppe med hensyn til HCC-forekomst og HCC-relateret dødelighed på grund af den høje forekomst af kronisk hepatitis B (CHB). Mens API'er bærer den største byrde af CHB-relateret HCC, er der forskelle i udfaldet mellem de forskellige asiatiske etniske grupper. Efterforskerne har tidligere analyseret etnisk adskilte data fra 6.068 californiere af asiatisk herkomst med HCC diagnosticeret mellem 1998 og 2007 (Ryerson et al Cancer 2016). Årsagsspecifik dødelighed var signifikant højere blandt laotiske/hmonger (hazard ratio, 2,08; 95 % CI, 1,78-2,44) og cambodjanske patienter (hazard ratio 1,26; 95 % CI, 1,06-1,51). Navnlig præsenterede laotiske/Hmong-patienter i en tidlig alder og med mere fremskredne stadier af HCC, hvilket tyder på, at disse forskelle ikke var relateret til forsinkelser i diagnose eller præsentation, men snarere biologiske forskelle i adfærden af ​​HCC. Faktisk er både virale faktorer og værtsimmunresponser blevet forbundet med prognosen for CHB-relateret HCC. I øjeblikket undersøger efterforskerne disse potentielle mekanismer hos Hmong/laotiske, kinesiske og vietnamesiske individer inficeret med hepatitis B-virus (HBV). I modsætning til evaluering af mekanismer forbundet med dårlige resultater, når først HCC er udviklet, vil det nuværende forslag bygge på de data, efterforskerne har indsamlet med det formål at identificere markører for HCC-udvikling.

Central hypotese er, at før udviklingen af ​​HBV-relateret HCC er der specifikke biologiske responser afspejlet i genekspressionsprofilen for fuldblod, som kan differentiere CHB-patienter med og uden HCC.

For at teste denne hypotese vil efterforskerne udføre følgende specifikke mål:

Del 1 (Mål #1): Forbind virale sekvenser og værtsgenekspressionssignaturer med etablerede HCC-risikofaktorer hos asiatiske amerikanere.

For at nå dette mål vil der blive udtaget blodprøver fra 10 personer, der har givet samtykke. DNA'et ekstraheret fra disse prøver vil blive brugt som en del af en igangværende undersøgelse, der sammenligner virale sekvenser og genekspressionsprofiler på tværs af asiatiske etniske grupper, efterforskerne vil analysere de samme data ved at sammenligne individer med høje og lave HCC-risikofaktorer (dvs. tilstedeværelsen og fraværet af skrumpelever, høj HBV-virusmængde, mænd, der har sex med mænd).

Del 2 (Mål #2): Undersøg HBV-relateret HCC-væv for HCC-associerede virale sekvenser og humane proteiner. HCC-vævssnit på objektglas uden personlige helbredsoplysninger vil blive indhentet fra UC Davis Cancer Center Biorepository (CCB) og andre biobanker, herunder, men ikke begrænset til, Cooperative Human Tissue Network. Fra tidligere banket HCC-væv vil efterforskerne 1) ekstrahere og sekventere HBV-DNA fra tumorvæv og sammenligne det med vores samling af ikke-HCC HBV-sekvenser og 2) farve vævene for proteiner svarende til gener identificeret i fuldblodsgenekspressionsanalyse.

3) Baggrund

Ifølge en analyse af databasen Surveillance Epidemiology and End Results (SEER) havde API den højeste aldersjusterede HCC-incidensrater fra 2006-2010 på 4,7 pr. 100.000 efterfulgt af latinamerikanere (3,2), sorte (2,5) og hvide (1,4) ). Den højeste aldersspecifikke HCC-incidensrate var 54,7 pr. 100.000 i API ældre end 65 år. I denne analyse var HCC-relateret dødelighed blandt API den højeste sammenlignet med andre racegrupper (2,8 pr. 100.000 sammenlignet med 0,9 pr. 100.000 for hvide) (Altekruse et al. AJG 2014). Denne øgede risiko for HCC og dets komplikationer blandt API er blevet tilskrevet kronisk hepatitis B (CHB) (El Sarag et al. Gastroenterologi 2012). For personer med CHB er der en stærk sammenhæng mellem stigende hepatitis B-virus (HBV) DNA-niveauer og stigende forekomst af HCC og cirrhose (Chen et al. JAMA 2006). De mest almindelige ruter for HBV-overførsel er vertikale fra inficerede mødre til spædbørn og horisontale i den tidlige barndom blandt dem, der bor i områder med høj HBV-endemisitet (Nguyen et al. J Cancer Educ 2007) På trods af tilgængeligheden af ​​en forebyggende vaccine er den globale vaccinedækning kun 75 % og adresserer ikke sygdomsbyrden hos de anslåede 350 millioner mennesker, der er inficeret med HBV på verdensplan (Meireles et al. World J Hepatol 2015).

Virale faktorer omfatter viral belastning, genotype og specifikke mutationer. Navnlig er genotype B forbundet med den tidlige indtræden af ​​HCC og dårlig prognose (Yin et al. Carcinogenesis 2008) Virale mutanter inklusive A1762T/G1764A basal kerne promotor mutationer og Pre-S region deletioner er også forbundet med dårlige HCC resultater og kan være resultatet af selektion af værtens immunrespons og aktivering af endogen cytidin deaminase af pro-inflammatoriske cytokiner ( f.eks. TNF-alfa) induceret af NFkappa-B, der fører til G-til-A hypermutation (Chen et al. Eur J Cancer 2012). Andre immunresponsveje er blevet forbundet med resultater fra HBV-relateret HCC, herunder tilstedeværelsen af ​​naturlige dræberceller, CD8+ T-celler, regulatoriske T-celler samt IL-2 og IL-15 niveauer i tumormikromiljøet (Bowlus CL, Tumor Immunology 2007)

Anvendelse af NGS til sekventering af HBV:

NGS vil tillade undersøgelse af virale faktorer på flere niveauer, herunder hyppigheden af ​​genotyper og mutationer, viral diversitet og mutationshastigheder som en mulig indikation af cytidindeaminaseaktivitet. Derudover vil denne teknologi blive brugt til at udforske immunresponser baseret på transkriptprofilering. Yderligere kan analyse også udføres på T-cellereceptorbrug og HLA-alleller, som er blevet forbundet med HBV-relaterede resultater samt associationsanalyse af SNV inden for transkriptionsprofiler.

Foreløbige data:

Under R21 bruger efterforskerne NGS på blodprøver fra behandlingsnaive kinesiske, vietnamesiske og laotiske/hmong-patienter til at identificere virale sekvenser og ekspressionsprofiler fra fuldblod, der kan adskilles med laotisk/hmong-oprindelse og dermed være kandidater, der forklarer de fattige HCC-resultater i denne population. Derudover kan disse data bruges til at identificere virale sekvenser og ekspressionsmønstre, som associerer med kendte HCC-risikofaktorer og kan derefter udvikles som potentielle biomarkører til HCC-overvågning blandt HBV-inficerede mennesker. Det første trin i denne biomarkørudviklingsproces vil kræve testning i en kohorte af patienter med HBV-relateret HCC og er essensen af ​​denne protokol. Tilmelding til denne undersøgelse er afsluttet (n = 99), og blodprøver er i øjeblikket ved at blive analyseret.

Forskerne udførte en pilotundersøgelse ved hjælp af NGS til transkriptomprofilering af fuldblodsprøver for at demonstrere styrken af ​​blodgenomik til at identificere molekylære profiler forbundet med specifikke sygdomstilstande og give ultra-sensitiv påvisning af molekylære veje forbundet med HBV-patogenese (Caruccio et al. Metoder Mol Bol 2011). RNA-sekventering (RNA-Seq) blev udført på totalt RNA isoleret fra fuldblodsprøver opnået fra en kohorte på 10 asiatiske amerikanske individer, sammensat af 3 raske individer (2 kinesere, 1 filippinsk), 6 HBsAg-positive forsøgspersoner uden HCC (5 kinesiske). , 1 vietnamesisk) og 1 HBsAg-positiv laotisk individ med HCC. HCC-patienten havde en karakteristisk ekspressionssignatur defineret af 634 differentielt udtrykte gener. Meta-analyse af 173-gen-overekspressionsklyngen med immuncelle-transkriptomdata (Li et al. Bioinformatics 2009) afslørede, at denne "HBV-relaterede HCC-signatur" indeholdt fremtrædende neutrofil- og makrofag-drevne komponenter, såvel som opreguleret ekspression af regulatoriske T-celle (TReg)-relaterede gener, som er forbundet med dårligere prognose for HCC ( Tepper et al. ICG Americas 2012 International Conference). Genontologianalyse indikerede overrepræsenterede processer i overensstemmelse med HCC-patogenese, herunder inflammation. Efterforskerne planlægger at validere denne "HBV-relaterede HCC-signatur" i en større kohorte af patienter med HBV-relateret HCC.

Yderligere oplysninger om foreløbige data kan findes på bevillingen vedhæftet denne indsendelse.