Biologisk grund för levercancer från kronisk hepatit B

2) Mål

Hepatocellulärt karcinom (HCC) är den näst vanligaste orsaken till cancerrelaterad död i världen (Jemel et al, CA Cancer J Clin 2011). Amerikaner från Asiatiska och Stillahavsöar (API) är ständigt den mest drabbade rasgruppen med avseende på HCC-incidens och HCC-relaterad dödlighet på grund av den höga förekomsten av kronisk hepatit B (CHB). Medan API:er bär den största bördan av CHB-relaterad HCC, finns skillnader i utfall mellan de olika asiatiska etniska grupperna. Utredarna har tidigare analyserat etniskt uppdelade data från 6 068 kalifornier med asiatisk härkomst med HCC diagnostiserad mellan 1998 och 2007 (Ryerson et al Cancer 2016). Orsaksspecifik dödlighet var signifikant högre bland laotiska/hmonger (hazard ratio, 2,08; 95 % KI, 1,78-2,44) och kambodjanska patienter (hazard ratio 1,26; 95% CI, 1,06-1,51). Noterbart presenterades laotiska/Hmong-patienter i tidig ålder och med mer avancerade stadier av HCC, vilket tyder på att dessa skillnader inte var relaterade till förseningar i diagnos eller presentation, utan snarare biologiska skillnader i beteendet hos HCC. Faktum är att både virala faktorer och värdimmunsvar har associerats med prognosen för CHB-relaterad HCC. För närvarande undersöker utredarna dessa potentiella mekanismer hos Hmong/laotiska, kinesiska och vietnamesiska individer infekterade med hepatit B-virus (HBV). I motsats till att utvärdera mekanismer förknippade med dåliga resultat när HCC väl har utvecklats, kommer det nuvarande förslaget att bygga på de data som utredarna har samlat in med målet att identifiera markörer för HCC-utveckling.

Central hypotes är att före utvecklingen av HBV-relaterat HCC finns det specifika biologiska svar som återspeglas i genuttrycksprofilen för helblod som kan skilja CHB-patienter med och utan HCC.

För att testa denna hypotes kommer utredarna att utföra följande specifika syften:

Del 1 (Mål #1): Associera virala sekvenser och värdgenexpressionssignaturer med etablerade HCC-riskfaktorer hos asiatiska amerikaner.

För att uppnå detta mål kommer blodprov att tas från 10 samtycke. DNA som extraheras från dessa prover kommer att användas som en del av en pågående studie som jämför virala sekvenser och genuttrycksprofiler över asiatiska etniska grupper, utredarna kommer att analysera samma data och jämföra individer med höga och låga HCC-riskfaktorer (d.v.s. närvaron och frånvaron av cirros, hög HBV-virusmängd, män som har sex med män).

Del 2 (Mål #2): Undersök HBV-relaterad HCC-vävnad för HCC-associerade virala sekvenser och humana proteiner. HCC-vävnadssnitt på objektglas utan personlig hälsoinformation kommer att erhållas från UC Davis Cancer Center Biorepository (CCB) och andra biobanker inklusive, men inte begränsat till, Cooperative Human Tissue Network. Från tidigare bankad HCC-vävnad kommer utredarna 1) extrahera och sekvensera HBV-DNA från tumörvävnad och jämföra det med vår samling av icke-HCC HBV-sekvenser och 2) färga vävnaderna för proteiner som motsvarar gener som identifierats i analys av helblodsgenexpression.

3) Bakgrund

Enligt en analys av databasen Surveillance Epidemiology and End Results (SEER) hade API den högsta åldersjusterade HCC-incidensen från 2006-2010 på 4,7 per 100 000 följt av latinamerikaner (3,2), svarta (2,5) och vita (1,4) ). Den högsta åldersspecifika HCC-incidensen som hittades var 54,7 per 100 000 i API äldre än 65 år. I denna analys var HCC-relaterad dödlighet bland API den högsta jämfört med andra rasgrupper (2,8 per 100 000 jämfört med 0,9 per 100 000 för vita) (Altekruse et al. AJG 2014). Denna ökade risk för HCC och dess komplikationer bland API har tillskrivits kronisk hepatit B (CHB) (El Sarag et al. Gastroenterology 2012). För personer med CHB finns det ett starkt samband mellan ökande hepatit B-virus (HBV) DNA-nivåer och ökande förekomst av HCC och cirros (Chen et al. JAMA 2006). De vanligaste vägarna för HBV-överföring är vertikala från infekterade mödrar till spädbarn och horisontella i tidig barndom bland de som bor i områden med hög HBV-endemisitet (Nguyen et al. J Cancer Educ 2007) Trots tillgången till ett förebyggande vaccin är den globala vaccintäckningen endast 75 % och tar inte upp sjukdomsbördan hos de uppskattade 350 miljoner människor som är infekterade med HBV världen över (Meireles et al. World J Hepatol 2015).

Virala faktorer inkluderar virusmängd, genotyp och specifika mutationer. Noterbart är genotyp B associerad med den tidiga uppkomsten av HCC och dålig prognos (Yin et al. Carcinogenesis 2008) Virala mutanter inklusive A1762T/G1764A basala kärnpromotormutationer och Pre-S-regiondeletioner är också associerade med dåliga HCC-resultat och kan vara resultatet av selektion av värdimmunsvar och aktivering av endogent cytidin-deaminas av pro-inflammatoriska cytokiner ( t.ex. TNF-alfa) inducerad av NFkappa-B som leder till G-till-A-hypermutation (Chen et al. Eur J Cancer 2012). Andra immunsvarsvägar har associerats med utfall från HBV-relaterat HCC inklusive närvaron av naturliga mördarceller, CD8+ T-celler, regulatoriska T-celler såväl som IL-2 och IL-15 nivåer i tumörmikromiljön (Bowlus CL, Tumor Immunology 2007)

Tillämplighet av NGS för sekvensering av HBV:

NGS kommer att möjliggöra undersökning av virala faktorer på flera nivåer, inklusive frekvensen av genotyper och mutationer, viral mångfald och mutationshastigheter som en möjlig indikation på cytidindeaminasaktivitet. Dessutom kommer denna teknik att användas för att utforska immunsvaren baserat på transkriptprofilering. Vidare kan analys också göras på T-cellsreceptoranvändning och HLA-alleler, som har associerats med HBV-relaterade resultat såväl som associationsanalys av SNV inom transkriptionsprofiler.

Preliminär information:

Enligt R21 använder utredarna NGS på blodprover från behandlingsnaiva kinesiska, vietnamesiska och laotiska/hmong-patienter för att identifiera virussekvenser och uttrycksprofiler från helblod som kan segregera med laotiskt/hmong-ursprung och därmed vara kandidater som förklarar de fattiga HCC-utfall i denna population. Dessutom kan dessa data användas för att identifiera virala sekvenser och uttrycksmönster som associerar med kända HCC-riskfaktorer och kan sedan utvecklas som potentiella biomarkörer för HCC-övervakning bland HBV-infekterade personer. Det första steget i denna biomarkörutvecklingsprocess kommer att behöva testas i en kohort av patienter med HBV-relaterad HCC och är grunden för detta protokoll. Registreringen för denna studie har slutförts (n = 99) och blodprover analyseras för närvarande.

Utredarna genomförde en pilotstudie med NGS för transkriptomprofilering av helblodsprover för att demonstrera kraften hos blodgenomik för att identifiera molekylära profiler associerade med specifika sjukdomstillstånd och tillhandahålla ultrakänslig detektion av molekylära vägar associerade med HBV-patogenes (Caruccio et al. Metoder Mol Bol 2011). RNA-sekvensering (RNA-Seq) utfördes på totalt RNA isolerat från helblodsprover erhållna från en kohort av 10 asiatiska amerikanska individer, sammansatta av 3 friska individer (2 kineser, 1 filippinsk), 6 HBsAg-positiva individer utan HCC (5 kinesiska) , 1 vietnamesisk) och 1 HBsAg-positiv laotisk individ med HCC. HCC-patienten hade en distinkt uttryckssignatur definierad av 634 differentiellt uttryckta gener. Metaanalys av 173-genens överuttryckskluster med immuncellstranskriptomdata (Li et al. Bioinformatics 2009) avslöjade att denna "HBV-relaterade HCC-signatur" innehöll framträdande neutrofil- och makrofagdrivna komponenter, såväl som uppreglerat uttryck av regulatoriska T-cell (TReg)-relaterade gener, vilket är associerat med sämre prognos för HCC ( Tepper et al. ICG Americas internationella konferens 2012). Genontologianalys indikerade överrepresenterade processer förenliga med HCC-patogenes, inklusive inflammation. Utredarna planerar att validera denna "HBV-relaterade HCC-signatur" i en större kohort av patienter med HBV-relaterad HCC.

Ytterligare information om preliminära uppgifter finns på bidraget som bifogas denna ansökan.