来自弗朗西斯·克里克研究所、伦敦大学学院、古斯塔夫·鲁西研究所和纪念斯隆·凯特琳癌症中心的研究人员发现,与衰老相关的突变血细胞扩张可以在癌性肿瘤中找到,并且这与患者的不良预后相关。
了解与年龄相关的遗传变化和衰老疾病(如癌症和心血管疾病)之间的生物学界面对于为日益增长的人口开发预防性疗法非常重要。
克隆性造血潜能未定(CHIP)是一种情况,其中血干细胞随着时间的推移积累突变,受到年龄和外部环境因素的影响。CHIP已被证明与心血管疾病等老年相关疾病的风险相关,但这些遗传变化对实体瘤进化的影响尚未得到充分研究。
这项工作发表在《新英格兰医学杂志》上,详细研究了CHIP与癌症之间的联系,涉及TRACERx和PEACE研究中的400多名肺癌患者,以及MSK的49,000名不同类型的癌症患者。
通过对血液样本的初步检查,研究团队确定了哪些患者血液中有CHIP突变。当与临床数据匹配时,科学家们观察到这些突变与患者生存期缩短相关,无论他们的年龄或癌症诊断阶段如何。
然后,研究人员进一步研究了具有CHIP的患者,并确定特定突变是否也存在于其肺肿瘤中,因为血细胞的浸润。发现在42%的CHIP患者中存在这种情况,他们将这种现象称为肿瘤浸润性克隆造血(TI-CH)。研究团队发现,与单独的CHIP相比,TI-CH与更高的癌症复发和癌症死亡风险相关。
这一发现得到了PEACE研究的支持,该研究是对癌症扩散区域的尸检调查,这是癌症死亡的主要原因。研究团队发现,这些转移性肿瘤通常含有TI-CH突变。
为了研究TI-CH与不良患者预后之间的联系,科学家们进一步研究了肺肿瘤中的细胞组成。他们发现,具有TI-CH的患者中髓样细胞(一种免疫细胞)的数量增加。这些细胞是肿瘤微环境的重要组成部分,与某些能够识别和对抗癌症的免疫细胞不同,髓样细胞已被证明可以调节炎症并支持肿瘤的进展和扩散。
研究人员还发现,当突变影响TET2基因(这是一种重要的血细胞生成调节因子)时,在数千个个体中,TET2突变的血细胞更有可能浸润肿瘤。通过对两名TI-CH患者的肿瘤进行数百个单细胞分析,他们确认TET2突变主要存在于髓样细胞中,而不存在于其他免疫细胞类型中。
研究团队随后与弗朗西斯·克里克研究所Dominique Bonnet实验室的血液癌症和CHIP专家合作,实验性地研究TET2突变的影响。他们共同培养了带有TET2突变髓样细胞的器官类(小型肺肿瘤)。他们展示了TET2突变的髓样细胞重塑了肿瘤微环境并加速了肿瘤器官类的生长。
最后,研究团队与美国纪念斯隆·凯特琳癌症中心的研究人员合作,使用超过49,000名不同类型癌症患者的大数据集验证了他们的发现。总体而言,TI-CH的存在是独立预测较短生存期的因素。但CHIP和TI-CH的存在在不同癌症类型之间有所不同。研究人员发现,这些突变在已知难以治疗的癌症(如肺癌、头颈部癌和胰腺癌)中更为常见。
这项工作的下一步将是确认CHIP直接导致癌症预后,并详细说明CHIP在侵袭性癌症发展中的具体机制。
弗朗西斯·克里克研究所癌症进化和基因组不稳定实验室的博士后项目研究员Oriol Pich说:“我们的结果表明,携带与年龄相关的突变的血细胞可以浸润肿瘤并对癌症进化产生影响,从而导致患者预后更差。”
“这很重要,因为CHIP是衰老的自然现象,在癌症患者中很常见。”
弗朗西斯·克里克研究所副临床主任、英国癌症研究中心首席临床医生兼TRACERx首席研究员Charlie Swanton说:“这是我们第一次大规模地看到两种不同类型的‘克隆增殖’(与年龄相关的CHIP和癌症)之间的相互作用,为我们提供了关于衰老如何影响癌症风险的见解。”
“随着我们开始拼凑出在骨髓细胞中随年龄增长而进化的最重要突变及其对疾病的影响,我们希望可以开始识别干预甚至预防某些与年龄相关的癌症的机会。”
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