研究人员来自弗朗西斯·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,他们发现随着年龄增长而积累突变的血细胞在肿瘤中存在,并且这些突变与患者更差的预后相关。
了解与衰老相关的基因变化和老化疾病(如癌症和心血管疾病)之间的生物学联系对于开发预防疗法至关重要。克隆性造血(CHIP)是一种血干细胞随时间积累突变的现象,受到年龄和外部环境因素的影响。已经证明CHIP与心血管疾病等老年相关疾病的风险增加有关,但这些基因变化对实体瘤演变的影响尚未被彻底研究。
今天发表在《新英格兰医学杂志》上的这项详细研究,探讨了CHIP与癌症之间的关系,涉及超过400名肺癌患者(作为癌症研究英国资助的TRACERx和PEACE研究的一部分),以及来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心的49,000名不同类型的癌症患者。
初步检查血液样本使研究团队能够确定哪些患者在血液中存在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较短有关,无论患者的年龄或癌症诊断阶段如何。
随后,研究人员进一步研究了具有CHIP的患者,以确定特定突变是否也存在于他们的肺癌肿瘤中,因为血细胞的浸润。结果发现,在42%的具有CHIP的患者中确实存在这种情况,他们称之为肿瘤浸润性克隆性造血(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,该研究是对癌症转移部位的尸检调查,这是导致癌症死亡的主要原因。研究团队发现,这些转移性肿瘤经常包含TI-CH突变。
为了探究TI-CH与较差的患者预后之间的联系,科学家们进一步研究了肺癌肿瘤中的细胞组成。他们发现,具有TI-CH的患者中髓样细胞(一种免疫细胞)的数量有所增加。这些细胞是肿瘤微环境的重要组成部分,与某些被激活来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,当突变影响一个名为TET2的基因(该基因是重要的血细胞生成调节因子)时,TET2突变的血细胞更容易浸润肿瘤。通过分析两名具有TI-CH的患者的数百个单细胞,他们确认TET2突变主要存在于髓样细胞中,而不是其他类型的免疫细胞中。
研究团队随后与弗朗西斯·克里克研究所的血液癌和CHIP专家Dominique Bonnet实验室合作,实验研究TET2突变的影响。他们培养了带有TET2突变髓样细胞的肺肿瘤类器官。结果显示,TET2突变的髓样细胞重塑了肿瘤微环境,并加速了肿瘤类器官的生长。
最后,与美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心的研究人员合作,该团队使用超过49,000名不同类型癌症患者的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。但在不同类型癌症中,CHIP和TI-CH的存在情况有所不同。研究人员发现这些突变在难以治疗的癌症(如肺癌、头颈部癌和胰腺癌)中更为常见。
下一步的工作将是确认CHIP直接导致癌症预后恶化,并详细说明CHIP在侵袭性癌症发展中的具体机制。
这项工作由Oriol Pich、Elsa Bernard和Maria Zagorulya领导。
Oriol Pich,弗朗西斯·克里克研究所癌症进化和基因组不稳定性实验室的博士后项目研究员表示:“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影响癌症的演变,导致患者预后更差。”
“这是首次大规模地观察到两种不同类型的‘克隆增殖’——与年龄相关的CHIP和癌症之间的相互作用,为理解衰老如何影响癌症风险提供了洞见。”
Charlie Swanton,弗朗西斯·克里克研究所副临床主任、癌症研究英国首席临床医师和TRACERx首席研究员补充说:“随着我们开始拼凑出骨髓细胞在衰老过程中最重要的突变及其对疾病的影响,我们希望可以找到干预甚至预防某些与年龄相关的癌症的机会。”
这项工作得到了癌症研究英国和英国国家卫生研究院UCLH生物医学研究中心的支持,以及其他资助者。
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