黑色素瘤患者的腸道基因組和轉(zhuǎn)錄組與免疫治療反應(yīng)的關(guān)系

   在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)紐約大學(xué)Perlmutter癌癥中心的研究人員報(bào)道腸道菌群可調(diào)節(jié)黑色素瘤患者對(duì)免疫療法的反應(yīng)，這項(xiàng)研究可能會(huì)提供微生物治療靶標(biāo)，以改善這些患者的免疫治療效果并提高生存率。相關(guān)研究結(jié)果于2019年10月9日發(fā)表在Genome Medicine期刊上，論文標(biāo)題為“Relating the gut metagenome and metatranscriptome to immunotherapy responses in melanoma patients”。在接受免疫治療的黑素瘤患者中，使用16S rRNA基因和shotgun基因組測(cè)序?qū)δc道微生物組進(jìn)行預(yù)處理（n = 27）。 在17個(gè)子集中，通過(guò)元轉(zhuǎn)錄組測(cè)序證實(shí)了宏基因組途徑的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。這項(xiàng)工作增加了腸道微生物群與免疫治療結(jié)果相關(guān)的越來(lái)越多的證據(jù)，并首次鑒定了與無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）相關(guān)的轉(zhuǎn)錄表達(dá)的宏基因組學(xué)途徑。
相關(guān)研究結(jié)果如下：
1.基于16S中總體微生物組組成和shotgun subspecies數(shù)據(jù)的患者群與無(wú)進(jìn)展生存期相關(guān)。
   根據(jù)16S 和shotgun subspecies數(shù)據(jù)，基于JSD的層次聚類(lèi)將患者分為幾組，這些組的無(wú)進(jìn)展生存期差異顯著。

2.高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)JSD聚類(lèi)組之間所選物種和亞種的相對(duì)豐度（基于shotgun subspecies數(shù)據(jù)）往往有所不同。
    高風(fēng)險(xiǎn)組中與無(wú)進(jìn)展生存期較短相關(guān)的類(lèi)群，例如卵形擬桿菌，多生擬桿菌，馬氏擬桿菌和產(chǎn)蘭氏菌，以及鞭毛藻科細(xì)菌5 1 57FAA的亞種，均升高，而與較長(zhǎng)進(jìn)展期相關(guān)的類(lèi)群 在低風(fēng)險(xiǎn)組中，自由生存，例如血紅鏈球菌和鏈球菌鏈球菌，固核短桿菌，均升高。

3.與無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)的元基因組功能途徑。
   與較長(zhǎng)的無(wú)進(jìn)展生存期相關(guān)的，具有相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組表達(dá)的選定宏基因組學(xué)途徑包括L異亮氨酸和petroselinate的生物合成途徑。與較短的無(wú)進(jìn)展生存期相關(guān)的那些包括6羥甲基二氫蝶呤二磷酸，泛酸和輔酶A，黃素，5-磷酸吡ido醛和鳥(niǎo)苷核苷酸的生物合成途徑，以及L-鼠李糖的降解途徑。在每種途徑中，大量特定的生化反應(yīng)也與無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)，通常與親本途徑的方向相同。

4. shotgun基因組分類(lèi)群對(duì)shotgun基因組和轉(zhuǎn)錄組功能途徑的貢獻(xiàn)。
   風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的宏基因組學(xué)途徑往往與風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的物種/亞種正相關(guān)，而與保護(hù)性物種則負(fù)相關(guān)。探討了該患者群體中平均物種對(duì)總體基因組和轉(zhuǎn)錄途徑豐度的貢獻(xiàn)。雖然每種途徑都涉及多種物種，但我們注意到Bacteroides ovatus對(duì)L-rhamnose的降解以及pyridoxal 5-phosphate，6-hydroxymethyldihydropterin diphosphate，pantothenate和coenzyme A的生物合成起著重要作用，而擬桿菌則對(duì)鳥(niǎo)苷核苷酸的生物合成，這與較短的無(wú)進(jìn)展生存期有關(guān)。
總結(jié)：
該篇文章使用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型測(cè)試了腸道微生物組的整體多樣性和組成是否與無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)，并在重復(fù)的交叉驗(yàn)證分析中確定了與無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)的特定微生物分類(lèi)和功能途徑。研究了腸道菌群可調(diào)節(jié)黑色素瘤患者對(duì)免疫療法的反應(yīng)。后期的研究需要對(duì)微生物進(jìn)行表征，以驗(yàn)證與黑色素瘤患者接受免疫治療的無(wú)進(jìn)展生存相關(guān)的微生物種類(lèi)和功能，以及這些關(guān)系對(duì)于輔助和轉(zhuǎn)移性患者是否有所不同，或者是否因免疫治療類(lèi)型而異。
參考文獻(xiàn)：
Peters B A, Wilson M, Moran U, et al. Relating the gut metagenome and metatranscriptome to immunotherapy responses in melanoma patients[J]. Genome medicine, 2019, 11(1): 61.