Biologische Grundlagen von Leberkrebs aufgrund chronischer Hepatitis B

2) Ziele

Das hepatozelluläre Karzinom (HCC) ist weltweit die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache (Jemel et al. CA Cancer J Clin 2011). Amerikaner asiatischer und pazifischer Inselbewohner (API) sind aufgrund der hohen Prävalenz chronischer Hepatitis B (CHB) stets die am stärksten betroffene Rassengruppe im Hinblick auf die HCC-Inzidenz und HCC-bedingte Mortalität. Während APIs die größte Belastung durch CHB-bedingtes HCC tragen, bestehen Unterschiede im Ergebnis zwischen den verschiedenen asiatischen ethnischen Gruppen. Die Forscher haben zuvor ethnisch aufgeschlüsselte Daten von 6.068 Kaliforniern asiatischer Abstammung analysiert, bei denen zwischen 1998 und 2007 HCC diagnostiziert wurde (Ryerson et al. Cancer 2016). Die ursachenspezifische Mortalität war bei Laoten/Hmong signifikant höher (Hazard Ratio: 2,08; 95 %-KI: 1,78–2,44). und kambodschanische Patienten (Hazard Ratio 1,26; 95 %-KI: 1,06–1,51). Bemerkenswerterweise stellten sich laotische/Hmong-Patienten in einem frühen Alter und mit fortgeschritteneren HCC-Stadien vor, was darauf hindeutet, dass diese Unterschiede nicht mit Verzögerungen bei der Diagnose oder Präsentation, sondern vielmehr mit biologischen Unterschieden im Verhalten des HCC zusammenhängen. Tatsächlich wurden sowohl virale Faktoren als auch die Immunantwort des Wirts mit der Prognose von CHB-bedingtem HCC in Verbindung gebracht. Derzeit untersuchen die Forscher diese möglichen Mechanismen bei Hmong/Laoten, Chinesen und Vietnamesen, die mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) infiziert sind. Im Gegensatz zur Bewertung von Mechanismen, die mit schlechten Ergebnissen nach der Entwicklung eines HCC verbunden sind, wird der aktuelle Vorschlag auf den Daten aufbauen, die die Forscher gesammelt haben, mit dem Ziel, Marker für die HCC-Entwicklung zu identifizieren.

Die zentrale Hypothese ist, dass es vor der Entwicklung eines HBV-bedingten HCC spezifische biologische Reaktionen gibt, die sich im Genexpressionsprofil von Vollblut widerspiegeln und CHB-Patienten mit und ohne HCC unterscheiden können.

Um diese Hypothese zu testen, werden die Forscher die folgenden spezifischen Ziele verfolgen:

Teil 1 (Ziel Nr. 1): Assoziieren Sie virale Sequenzen und Genexpressionssignaturen des Wirts mit etablierten HCC-Risikofaktoren bei asiatischen Amerikanern.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden Blutproben von 10 eingewilligten Probanden entnommen. Die aus diesen Proben extrahierte DNA wird im Rahmen einer laufenden Studie zum Vergleich von Virussequenzen und Genexpressionsprofilen asiatischer ethnischer Gruppen verwendet. Die Forscher werden dieselben Daten analysieren und Personen mit hohen und niedrigen HCC-Risikofaktoren (d. h. dem Vorhandensein und Fehlen von) vergleichen Leberzirrhose, hohe HBV-Viruslast, Männer, die Sex mit Männern haben).

Teil 2 (Ziel Nr. 2): Untersuchung von HBV-assoziiertem HCC-Gewebe auf HCC-assoziierte Virussequenzen und menschliche Proteine. HCC-Gewebeschnitte auf Objektträgern ohne persönliche Gesundheitsinformationen werden vom UC Davis Cancer Center Biorepository (CCB) und anderen Biobanken, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Cooperative Human Tissue Network, bezogen. Aus zuvor eingelagertem HCC-Gewebe werden die Forscher 1) HBV-DNA aus Tumorgewebe extrahieren und sequenzieren und mit unserer Sammlung von Nicht-HCC-HBV-Sequenzen vergleichen und 2) die Gewebe auf Proteine ​​färben, die den in der Vollblut-Genexpressionsanalyse identifizierten Genen entsprechen.

3) Hintergrund

Laut einer Analyse der SEER-Datenbank (Surveillance Epidemiology and End Results) wies API von 2006 bis 2010 mit 4,7 pro 100.000 die höchsten altersbereinigten HCC-Inzidenzraten auf, gefolgt von Hispanics (3,2), Schwarzen (2,5) und Weißen (1,4). ). Die höchste gefundene altersspezifische HCC-Inzidenzrate betrug 54,7 pro 100.000 bei API über 65 Jahren. In dieser Analyse war die HCC-bedingte Mortalität unter API im Vergleich zu anderen Rassengruppen am höchsten (2,8 pro 100.000 im Vergleich zu 0,9 pro 100.000 bei Weißen) (Altekruse et al. AJG 2014). Dieses erhöhte Risiko für HCC und seine Komplikationen bei API wurde der chronischen Hepatitis B (CHB) zugeschrieben (El Sarag et al. Gastroenterologie 2012). Bei Personen mit CHB besteht ein starker Zusammenhang zwischen steigenden DNA-Spiegeln des Hepatitis-B-Virus (HBV) und der zunehmenden Inzidenz von HCC und Zirrhose (Chen et al. JAMA 2006). Die häufigsten Wege der HBV-Übertragung verlaufen vertikal von infizierten Müttern auf Säuglinge und horizontal in der frühen Kindheit bei Menschen, die in Gebieten mit hoher HBV-Endemie leben (Nguyen et al. J Cancer Educ 2007) Trotz der Verfügbarkeit eines vorbeugenden Impfstoffs beträgt die weltweite Durchimpfungsrate nur 75 % und trägt nicht zur Krankheitslast der schätzungsweise 350 Millionen Menschen bei, die weltweit mit HBV infiziert sind (Meireles et al. Welt J Hepatol 2015).

Zu den viralen Faktoren gehören die Viruslast, der Genotyp und spezifische Mutationen. Bemerkenswert ist, dass Genotyp B mit dem frühen Auftreten von HCC und einer schlechten Prognose verbunden ist (Yin et al. Karzinogenese 2008) Virusmutanten, einschließlich der Mutationen des basalen Kernpromotors A1762T/G1764A und Deletionen der Prä-S-Region, sind ebenfalls mit schlechten HCC-Ergebnissen verbunden und können das Ergebnis der Selektion durch Immunantworten des Wirts und der Aktivierung der endogenen Cytidin-Desaminase durch proinflammatorische Zytokine sein ( z.B. TNF-alpha), induziert durch NFkappa-B, was zu einer G-zu-A-Hypermutation führt (Chen et al. Eur J Krebs 2012). Andere Immunantwortwege wurden mit den Ergebnissen von HBV-bedingtem HCC in Verbindung gebracht, darunter das Vorhandensein natürlicher Killerzellen, CD8+ T-Zellen, regulatorischer T-Zellen sowie IL-2- und IL-15-Spiegel in der Tumormikroumgebung (Bowlus CL, Tumor Immunology). 2007)

Anwendbarkeit von NGS auf die Sequenzierung von HBV:

NGS wird die Untersuchung viraler Faktoren auf mehreren Ebenen ermöglichen, einschließlich der Häufigkeit von Genotypen und Mutationen, der viralen Diversität und Mutationsraten als möglichen Hinweis auf die Cytidin-Desaminase-Aktivität. Darüber hinaus wird diese Technologie verwendet, um die Immunantworten auf der Grundlage von Transkriptprofilen zu untersuchen. Darüber hinaus kann auch eine Analyse der Verwendung von T-Zell-Rezeptoren und HLA-Allelen durchgeführt werden, die mit HBV-bezogenen Ergebnissen in Verbindung gebracht wurden, sowie eine Assoziationsanalyse von SNV innerhalb von Transkriptionsprofilen.

Vorläufige Daten:

Im Rahmen des R21 verwenden die Forscher NGS an Blutproben von behandlungsnaiven chinesischen, vietnamesischen und laotischen/Hmong-Patienten, um virale Sequenzen und Expressionsprofile aus Vollblut zu identifizieren, die möglicherweise laotischen/hmongischen Ursprungs sind und somit Kandidaten sein könnten, die die Armen erklären HCC-Ergebnisse in dieser Population. Darüber hinaus können diese Daten zur Identifizierung viraler Sequenzen und Expressionsmuster verwendet werden, die mit bekannten HCC-Risikofaktoren in Zusammenhang stehen, und können dann als potenzielle Biomarker für die HCC-Überwachung bei HBV-infizierten Personen entwickelt werden. Der erste Schritt in diesem Biomarker-Entwicklungsprozess erfordert Tests in einer Kohorte von Patienten mit HBV-bedingtem HCC und ist der Schwerpunkt dieses Protokolls. Die Rekrutierung für diese Studie ist abgeschlossen (n = 99) und Blutproben werden derzeit analysiert.

Die Forscher führten eine Pilotstudie mit NGS zur Transkriptom-Profilierung von Vollblutproben durch, um die Leistungsfähigkeit der Blutgenomik zur Identifizierung molekularer Profile im Zusammenhang mit bestimmten Krankheitszuständen und zur hochempfindlichen Erkennung molekularer Pfade im Zusammenhang mit der HBV-Pathogenese zu demonstrieren (Caruccio et al. Methoden Mol Bol 2011). Die RNA-Sequenzierung (RNA-Seq) wurde an Gesamt-RNA durchgeführt, die aus Vollblutproben einer Kohorte von 10 asiatisch-amerikanischen Personen isoliert wurde, bestehend aus 3 gesunden Personen (2 Chinesen, 1 Filipino) und 6 HBsAg-positiven Personen ohne HCC (5 Chinesen). , 1 Vietnamese) und 1 HBsAg-positiver laotischer Proband mit HCC. Der HCC-Patient besaß eine charakteristische Expressionssignatur, die durch 634 unterschiedlich exprimierte Gene definiert wurde. Metaanalyse des 173-Gen-Überexpressionsclusters mit Immunzell-Transkriptomdaten (Li et al. Bioinformatics 2009) ergab, dass diese „HBV-bezogene HCC-Signatur“ prominente Neutrophilen- und Makrophagen-gesteuerte Komponenten sowie eine hochregulierte Expression regulatorischer T-Zellen (TReg)-bezogener Gene enthielt, was mit einer schlechteren Prognose für HCC verbunden ist ( Tepper et al. ICG Americas 2012 International Conference). Die Analyse der Genontologie deutete auf überrepräsentierte Prozesse hin, die mit der Pathogenese des HCC in Einklang stehen, einschließlich Entzündungen. Die Forscher planen, diese „HBV-bedingte HCC-Signatur“ in einer größeren Kohorte von Patienten mit HBV-bedingtem HCC zu validieren.

Weitere Informationen zu vorläufigen Daten finden Sie in der dieser Einreichung beigefügten Förderung.