揭示結直腸癌肝轉(zhuǎn)移治療新策略

本研究中，研究數(shù)據(jù)顯示，在92%的病例中，基因組改變差異不大，而在轉(zhuǎn)錄組水平上則觀察到差異。通過分離固有和獲得性耐藥性，研究人員發(fā)現(xiàn)肝細胞和髓系細胞浸潤分別導致38.5%和23.1%的獲得性耐藥性。重要的是，SMAD4突變和chr20q拷貝數(shù)增加與固有化療耐藥性相關?；蚋蓴_實驗表明，SMAD4R361H/C突變通過STAT3信號通路賦予BVZ和5-氟尿嘧啶（5-FU）耐藥性。值得注意的是，將BVZ和5-FU與STAT3抑制劑GB201聯(lián)合使用可恢復SMAD4R361H/C癌細胞的治療效果。本研究揭示了CRLM及其微環(huán)境在治療過程中的進化動態(tài)，并提供了克服藥物耐藥性的策略。

背景信息  01

結直腸癌肝轉(zhuǎn)移（CRLM）約占結直腸癌（CRC）相關死亡病例的70%。2004年，F(xiàn)DA批準貝伐珠單抗BVZ與化療藥物聯(lián)合用于治療轉(zhuǎn)移性結直腸癌（mCRC）。自那時起，其應用范圍已擴展至多種治療方案，包括一線和交叉線治療、輔助治療和維持治療?；贐VZ的化療（BVZ-C療法）目前被作為結直腸癌和CRLM的一線首治療。盡管取得了這些進展，但約50%的CRLM患者對治療無反應，許多受益的患者會迅速復發(fā)。在CRLM患者中確定BVZ-C療法響應者的預測生物標志物迫在眉睫，以優(yōu)化治療決策。 外顯子和轉(zhuǎn)錄組測序技術極大地改變了我們對結直腸癌及其轉(zhuǎn)移的理解。研究人員建立了結直腸癌及其轉(zhuǎn)移癌的全面基因組圖譜。隨后基于表達的分析將結直腸癌分為四個共識分子亞型（CMS），具有獨特的特征。研究人員進一步拓展了我們對中國患者的認識，將腫瘤基因組異質(zhì)性與不同的臨床特征聯(lián)系起來。然而，由于這些研究中缺乏治療數(shù)據(jù)，因此與治療反應相關的臨床和分子特征仍不為人所知。 研究人員對接受BVZ-C治療的結直腸癌患者進行了低覆蓋率全基因組測序，并發(fā)現(xiàn)了染色體不穩(wěn)定性在治療結果中的作用。然而，尚不清楚腫瘤細胞是如何在治療過程中進化成耐藥的。此外，藥物耐藥性不能完全用遺傳因素來解釋。據(jù)報道，BVZ耐藥性與血管生成信號通路的冗余、血管共生和纖維母細胞和髓系細胞的浸潤增加密切相關。描述BVZ-C治療后腫瘤及其微環(huán)境（TME）的演變對于理解藥物耐藥機制至關重要。

肝細胞與腫瘤之間的空間鄰近關系導致了獲得性耐藥  02  為了揭示IR和AR如何限制治療效果的分子機制，研究人員開發(fā)了一種稱為SRFS（基于樣本的響應特征選擇）的生物標志物檢測方法，以解析AR和IR的貢獻因素。在對DNA和RNA特征的綜合列表上應用SRFS后，研究人員確定了107個與AR相關的特征。研究人員觀察到，所有基因組特征（包括突變、拷貝數(shù)改變（CNAs）、倍性、突變負荷和CNH）均與AR無相關性。相反，研究人員發(fā)現(xiàn)AR主要依賴于轉(zhuǎn)錄組特征。鑒于這些基因在隊列中的表達水平與AR之間存在強相關性，研究人員測試了這些基因在先前發(fā)表的兩例接受奧沙利鉑+BVZ治療的CRLM患者中的表達情況。一致的是，在疾病進展的患者中觀察到了耐藥相關基因的上調(diào)，而對治療有反應的患者則表現(xiàn)出相反的趨勢，這表明這些耐藥相關基因?qū)τ谀[瘤進展很重要。

研究人員發(fā)現(xiàn)，肝細胞和髓系細胞的浸潤分別導致了38.5%和23.1%的AR，這指出了肝細胞和髓系微環(huán)境可能促進耐藥的作用。對CRLM患者的轉(zhuǎn)錄組空間數(shù)據(jù)集的分析也揭示了XELOX治療后肝細胞浸潤的增加和肝細胞與腫瘤細胞之間距離的減小。尤其是，先前的研究證實，與不良BVZ-C反應密切相關的替代病理學生長模式（RHGP），在隊列中，AR與腫瘤和肝細胞的空間組織之間存在關聯(lián)。為了闡明這一關系，研究人員將CRLM分為三種不同的病理學生長模式（HGPs）：致密型HGP（DHGP）、推進型HGP（PHGP）和RHGP，這對應于兩者之間空間距離的逐漸減小。研究人員利用蘇木精-伊紅(HE)染色對CRLM樣本中的三個HGP進行了定量分析，結果顯示，治療組SD/PD樣本中的RHGP模式較基線增加，而DHGP和PHGP模式未見變化。相反，治療后PR組在RHGP模式上與基線對照組無差異。通過多重免疫熒光(mIF)染色在圖1E中對一些樣本進行了檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)展為AR的樣本中腫瘤細胞與肝細胞之間的距離縮短。對比增強計算機斷層掃描(CT)圖像的評估也顯示，疾病進展腫瘤中RHGP的比例高于疾病響應腫瘤。此外，mIF染色證實，與響應基線水平相比，疾病進展腫瘤周圍CD14+（單核細胞標記）和CD163+（巨噬細胞標記）細胞的比例增加?？傊?，本數(shù)據(jù)表明，腫瘤與肝細胞的距離以及升高的髓系細胞豐度可能是BVZ-C療法誘導AR的潛在機制。

結論  03

在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)肝細胞-腫瘤空間鄰近和增加的髓系細胞浸潤是CRLMs對BVZ-C療法產(chǎn)生耐藥的主要原因。尤其是，研究人員證明SMAD4R361H/C是一種遺傳標記，為CRC的一線治療提供了分層基礎和治療靶點，預計GB201聯(lián)合療法可以逆轉(zhuǎn)BVZ-C治療的抗藥性