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

   在一項新的研究中，來自美國紐約大學(xué)Perlmutter癌癥中心的研究人員報道腸道菌群可調(diào)節(jié)黑色素瘤患者對免疫療法的反應(yīng)，這項研究可能會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基因組測序?qū)δc道微生物組進行預(yù)處理（n = 27）。 在17個子集中，通過元轉(zhuǎn)錄組測序證實了宏基因組途徑的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。這項工作增加了腸道微生物群與免疫治療結(jié)果相關(guān)的越來越多的證據(jù)，并首次鑒定了與無進展生存期（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)的患者群與無進展生存期相關(guān)。
   根據(jù)16S 和shotgun subspecies數(shù)據(jù)，基于JSD的層次聚類將患者分為幾組，這些組的無進展生存期差異顯著。

2.高風(fēng)險和低風(fēng)險JSD聚類組之間所選物種和亞種的相對豐度（基于shotgun subspecies數(shù)據(jù)）往往有所不同。
    高風(fēng)險組中與無進展生存期較短相關(guān)的類群，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，而與較長進展期相關(guān)的類群 在低風(fēng)險組中，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.與無進展生存相關(guān)的元基因組功能途徑。
   與較長的無進展生存期相關(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。與較短的無進展生存期相關(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)也與無進展生存相關(guān)，通常與親本途徑的方向相同。

4. shotgun基因組分類群對shotgun基因組和轉(zhuǎn)錄組功能途徑的貢獻。
   風(fēng)險相關(guān)的宏基因組學(xué)途徑往往與風(fēng)險相關(guān)的物種/亞種正相關(guān)，而與保護性物種則負(fù)相關(guān)。探討了該患者群體中平均物種對總體基因組和轉(zhuǎn)錄途徑豐度的貢獻。雖然每種途徑都涉及多種物種，但我們注意到Bacteroides ovatus對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，而擬桿菌則對鳥苷核苷酸的生物合成，這與較短的無進展生存期有關(guān)。
總結(jié)：
該篇文章使用Cox比例風(fēng)險模型測試了腸道微生物組的整體多樣性和組成是否與無進展生存相關(guān)，并在重復(fù)的交叉驗證分析中確定了與無進展生存相關(guān)的特定微生物分類和功能途徑。研究了腸道菌群可調(diào)節(jié)黑色素瘤患者對免疫療法的反應(yīng)。后期的研究需要對微生物進行表征，以驗證與黑色素瘤患者接受免疫治療的無進展生存相關(guān)的微生物種類和功能，以及這些關(guān)系對于輔助和轉(zhuǎn)移性患者是否有所不同，或者是否因免疫治療類型而異。
參考文獻：
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.