肝癌的肿瘤内异质性和克隆进化

StephenW

Nat Commun. 2020 Jan 15;11(1):291. doi: 10.1038/s41467-019-14050-z.
Intratumoral heterogeneity and clonal evolution in liver cancer.
Losic B1,2,3, Craig AJ4, Villacorta-Martin C4, Martins-Filho SN4,5, Akers N1,6, Chen X1, Ahsen ME1, von Felden J4,7, Labgaa I4,8, DʹAvola D4,9, Allette K1,2, Lira SA10, Furtado GC10, Garcia-Lezana T4, Restrepo P1, Stueck A11, Ward SC12, Fiel MI12, Hiotis SP13, Gunasekaran G13, Sia D4, Schadt EE2,14, Sebra R1,2,14, Schwartz M13, Llovet JM4,15,16, Thung S12, Stolovitzky G1,17, Villanueva A18,19.
Author information

1
    Department of Genetics and Genomic Sciences, Cancer Immunology Program, Tisch Cancer Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
2
    Icahn Institute for Data Science and Genomic Technology, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
3
    Diabetes, Obesity and Metabolism Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
4
    Division of Liver Diseases, Department of Medicine, Liver Cancer Program, Tisch Cancer Institute, Graduate School of Biomedical Sciences, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
5
    Department of Pathology, University of Sao Paulo School of Medicine, Sao Paulo, Brazil.
6
    Adaptive Biotechnologies, Seattle, WA, USA.
7
    I. Department of Medicine, University Medical Center Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany.
8
    Department of Visceral Surgery, Lausanne University Hospital CHUV, Lausanne, Switzerland.
9
    Liver Unit and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBERehd), Clínica Universidad de Navarra, Pamplona, Spain.
10
    Immunology Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
11
    Department of Pathology, Dalhousie University, Halifax, NS, Canada.
12
    Department of Pathology, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
13
    Department of Surgery, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
14
    Sema4, a Mount Sinai venture, Stamford, CT, USA.
15
    Liver Cancer Translational Research Laboratory, BCLC Group, IDIBAPS, Hospital Clinic, Universitat de Barcelona, Barcelona, Catalonia, Spain.
16
    Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Barcelona, Catalonia, Spain.
17
    IBM T. J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York, NY, USA.
18
    Division of Liver Diseases, Department of Medicine, Liver Cancer Program, Tisch Cancer Institute, Graduate School of Biomedical Sciences, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA. [email protected].
19
    Division of Hematology and Medical Oncology, Department of Medicine, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA. [email protected].

Abstract

Clonal evolution of a tumor ecosystem depends on different selection pressures that are principally immune and treatment mediated. We integrate RNA-seq, DNA sequencing, TCR-seq and SNP array data across multiple regions of liver cancer specimens to map spatio-temporal interactions between cancer and immune cells. We investigate how these interactions reflect intra-tumor heterogeneity (ITH) by correlating regional neo-epitope and viral antigen burden with the regional adaptive immune response. Regional expression of passenger mutations dominantly recruits adaptive responses as opposed to hepatitis B virus and cancer-testis antigens. We detect different clonal expansion of the adaptive immune system in distant regions of the same tumor. An ITH-based gene signature improves single-biopsy patient survival predictions and an expression survey of 38,553 single cells across 7 regions of 2 patients further reveals heterogeneity in liver cancer. These data quantify transcriptomic ITH and how the different components of the HCC ecosystem interact during cancer evolution.

PMID:
    31941899
DOI:
    10.1038/s41467-019-14050-z

StephenW

Nat Commun。 2020年1月15日； 11（1）：291。 doi：10.1038 / s41467-019-14050-z。
肝癌的肿瘤内异质性和克隆进化。
损失B1,2,3，克雷格AJ4，维拉科塔·马丁C4，马丁斯·菲尔奥SN4,5，阿克斯N1,6，陈X1，阿森ME1，冯·费尔登J4,7，拉加加I4,8，达沃拉D4,9，阿莱特K1,2，Lira SA10，Furtado GC10，Garcia-Lezana T4，Restrepo P1，Stueck A11，Ward SC12，Fiel MI12，Hiotis SP13，Gunasekaran G13，Sia D4，Schadt EE2,14，Sebra R1,2,14，Schwartz M13 ，Llovet JM4、15、16，Thung S12，Stolovitzky G1、17，Villanueva A18、19。
作者信息

1个
    美国纽约州西奈山市伊坎医学院蒂施癌症研究所癌症免疫学计划遗传学和基因组科学系。
2
    美国纽约州伊坎市伊坎医学院伊坎数据科学与基因组技术研究所。
3
    美国纽约州西奈山伊坎医学院糖尿病，肥胖与代谢研究所。
4
    美国纽约州西奈山市伊坎医学院生物医学研究生院蒂施癌症研究所肝癌计划医学系肝病科。
5
    巴西圣保罗大学医学院病理学系。
6
    自适应生物技术，美国华盛顿州西雅图。
7
    I.德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心医学系。
8
    瑞士洛桑CHUV洛桑大学医院内脏外科。
9
    西班牙潘普洛纳克利尼察大学纳瓦拉分校肝脏和生物医学研究中心（CIBERehd）。
10
    美国纽约州西奈山伊坎医学院免疫学研究所。
11
    Dalhousie大学病理学系，加拿大新罕布什尔州哈利法克斯。
12
    美国纽约西奈山伊坎医学院病理学系。
13
    美国纽约州西奈山伊坎医学院外科系。
14
    Sema4，位于美国康涅狄格州斯坦福德的西奈山风险投资公司。
15
    西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚大学巴塞罗那分校医院诊所，BCIB集团，IDIBAPS肝癌转化研究实验室。
16
    巴塞罗那，加泰罗尼亚，西班牙加泰罗尼亚研究中心。
17
    美国纽约州约克镇高地，IBM T. J. Watson研究中心。
18岁
    美国纽约州西奈山市伊坎医学院生物医学研究生院蒂施癌症研究所肝癌计划医学系肝病科。 [email protected]。
19
    美国纽约州西奈山伊坎医学院医学院血液学和肿瘤学系。 [email protected]。

抽象

肿瘤生态系统的克隆进化取决于不同的选择压力，这些选择压力主要是免疫和治疗介导的。我们整合了肝癌标本多个区域的RNA-seq，DNA测序，TCR-seq和SNP阵列数据，以绘制癌症和免疫细胞之间的时空相互作用。我们调查这些相互作用如何通过将区域新表位和病毒抗原负担与区域适应性免疫反应相关联来反映肿瘤内异质性（ITH）。乘客突变的区域表达主要招募适应性反应，而不是乙型肝炎病毒和癌症-睾丸抗原。我们在同一肿瘤的远处区域检测适应性免疫系统的不同克隆扩展。基于ITH的基因签名改善了单活检患者的生存预测，并且对2位患者的7个区域中38,553个单细胞的表达调查进一步揭示了肝癌的异质性。这些数据量化了转录组ITH以及HCC生态系统的不同组成部分在癌症演变过程中的相互作用。

PMID：
    31941899
DOI：
    10.1038 / s41467-019-14050-z

StephenW

https://www.nature.com/articles/s41467-019-14050-z.pdf