Cell病毒暴露特征定义了早期肝癌发生

北京哪家治疗白癜风医院最好 http://wapyyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html
肝细胞癌(HCC)是一种最常见的原发性肝癌类型，常被认为是由病毒引起的恶性肿瘤，主要由乙肝病毒HBV和丙肝病毒HCV引起。病毒性肝炎引起的炎症和慢性肝病（CDLs），可导致纤维化、肝硬化，最终导致肝癌。虽然HBV或HCV慢性携带者患HCC的风险增加，但风险因个体而异，并非所有肝病患者都会患上肝癌。消除病因是预防肝癌的有效策略。然而，尽管直接作用的抗病毒治疗在消除HCV感染方面非常有效，但它仅能降低但不能消除HCC风险。同样，在20世纪80年代早期引入的乙肝疫苗接种，已经成功地大大减少了乙肝病毒携带者的数量。尽管如此，它只能适度地减轻乙肝病毒流行地区的肝癌负担。令人费解的是，几十年来，控制HBV流行地区的HBV感染以及HCV感染，取得了显著的成功，而自20世纪90年代以来，全球HCC的发病率和死亡率持续上升。病因的变化趋势，如酒精和非酒精性肝病以及非病毒性肝病可能导致这种增加。因此，除了癌症预防外，早期发现仍然是预防肝癌致死的关键途径。目前，医学会的指导方针建议对某些CLD患者和肝硬化患者进行一年两次的超声监测，无论是否有甲胎蛋白（AFP）分泌。然而，在早期发现HCC的有效性或提供生存益处方面，这些实践产生了喜忧参半的结果。值得注意的是，大多数肝癌患者仍被诊断为晚期，这就排除了他们接受潜在治疗的机会，导致生存率低下。因此，有一个尚未满足的需求，以确定一个有效的生物标志物引导的监测方案，以早期肝癌的检测。众所周知，病毒通过改变宿主免疫力来影响人类健康，这使得病毒组和宿主之间的相互作用在人类慢性疾病（包括癌症）的发病机制中至关重要。不同致病性和非致病性病毒可能相互作用，也可能与宿主相互作用，形成宿主免疫，从而改变其对新感染和癌症风险的反应。因此，病毒在宿主中持续存在或被清除后，可能会留下独特的分子足迹，影响宿主对癌症的易感性，并可能成为疾病早期发病的一个极好窗口。我们假设，由病毒-宿主相互作用产生的独特病毒暴露特征（VES）可能反映了一系列可能改变宿主癌症的事件发生肝癌的风险。这些特征可以作为早期发现的生物标志物，并提供关于肝癌早期发病的潜在可改变因素的认识。在这项研究中，作者分析了名目前在NCI-UMD（马里兰大学国家癌症研究所）肝癌病例对照研究（NCT；clinicaltrials.gov).我们使用了一种基于高通量测序方法的合成病毒组技术VirScan来检测所有已知人类病毒的接触史。利用高通量方法，作者开发了一种独特的VES，可以区分HCC患者和高危或健康志愿者，然后在NIDDK（国家糖尿病和消化及肾脏疾病研究所）的HCC高危队列中(NCT;clinicaltrials.gov)验证了这一特征。本研究主要亮点（图1）：收集份临床试验样本血液并对其抗体进行人工合成的人类病毒Virscan血清学分析，绘制宿主病毒感染图谱；预测病毒接触的高风险人群的肝癌发生率；病毒暴露特征鉴定临床诊断前的肝癌发生；GWAS遗传学分析，揭示了与病毒暴露相关的基因变异肝癌的特征。病毒表位的感染谱VirScan分析(图2)VirScan应用噬菌体展示库，涵盖个病毒表位，代表种人类病毒种类和多种病毒株，以筛选以前的接触史。免疫沉淀（噬菌体IP），然后对编码DNA条形码进行测序。采用马里兰州（NCI-UMD）队列研究的病例对照设计来发现病毒暴露谱。研究对象的纳入和登记遵循CONSORT指南。对于NCI-UMD队列，每个血清样本的病毒扫描噬菌体IP产物产生50-万个单端reads，平均图谱读取匹配准确度为0.93。总计个病毒表位显著富集，其log10（p值）大于2.的再现性阈值，该阈值根据两个复制品确定。值得注意的是，在病毒分类水平上，病毒类型的组成显示所获得的噬菌体IP产物和文库输入之间存在微小但显著的差异，表明患者来源的数据和原始输入之间存在可测量的差异。当评估健康志愿者作为人群对照（PC）、CLD患者的高危（AR）和HCC中的病毒丰富度时，我们发现检测到的病毒感染数量最初随着样本量的增加而增加，但在样本量为或更多时达到饱和。在每个样本中检测到7种病毒，其中4个个体对超过20种病毒表现出交叉反应。总的来说，病毒种类的数量在PC、AR和HCC中分布相似，表明这些组之间的总体病毒暴露情况没有偏差。在这些研究人群中，包括人类疱疹病毒4型（EBV）和人类疱疹病毒5型（CMV）在内的最流行病毒株的丰度与其他人群中报告的相似，并且与先前的流行病学报告一致。然而，在本研究中，HCV感染率（26%）相对较高，这可以解释为AR（48%）和HCC（39%）的高感染率。有趣的是，研究者检测到在不同参与者中识别的每种病毒种的广泛的独特病毒表位，这表明B细胞对同一病毒的抗原性在参与者中是相当不同的。Virscan与医学图表的比较及HCV1b与HIV共感染病毒的抗原性（图3）为了进一步评估VirScan的质量，作者将VirScan结果与可用的HCV、HBV和HIV检测结果的医学图表条目进行比较，发现VirScan在检测HCV、HBV和HIV方面的特异性分别为45%、47%和70%。相比之下，它对HCV的敏感性为84%，对HBV的敏感性为48%，对HIV的敏感性为73%。需要注意的是，大多数来自医学图表的病毒状态数据都是未知或缺失的，这使得这种比较不太理想。作者还检测了HCV1b的表位富集，HCV1b是与HCC相关的主要病毒亚型。与PC相比，AR和HCC持续观察到肽富集增加，主要与HCV1b的核心、NS4和NS5A相对应，这可能是由于表位的高B细胞抗原性，如预测分数所示。本研究还检查了艾滋病毒和其他已知的与艾滋病病毒共感染的病毒的存在。一致地发现HIV与CMV、人类腺病毒C、人类腺病毒D、流感B病毒、人类疱疹病毒B和HBV的共感染率增加，错误发现率（FDR）0.05。综上，结果表明，VirScan是一种可靠的方法，可以通过简单的血清学检测来捕捉广泛的病毒暴露。

HCC相关联的病毒暴露特征(VES)(图4)作者应用梯度推进法来寻找最合适的病毒组成，以区分肝癌和原发性肝癌。首先使用10倍交叉验证和个随机排列，其中90%的样本用于训练，剩下的10%作为独立验证，发现VES可以显著区分HCC和PC，其曲线下面积（AUC）值在分别在0.9和0.7以上用于训练和交叉验证。该特征由61个病毒株对应的独特表位组成。其中18株病毒与HCC呈正相关，其余病毒呈负相关。共有11株丙型肝炎病毒株，包括3b或台湾1b等独特变异株，是该特征的主要贡献病毒之一。这一观察结果并不令人惊讶，因为这组病例中39%的是HCV阳性。作者还发现，巨细胞病毒、丁型肝炎病毒和流感病毒株H1N1和H3N2在HCC组中富集。相比之下，43种病毒，如人呼吸道合胞病毒和人鼻病毒23，在肝癌组中优先被消灭。61株病毒株的加权VES评分在HCC和PC之间（p0.），以及在HCC和AR之间有显著差异（p0.），这不包括在最初的特征发现中，AR和PC之间（p0.）。在PC、AR和HCC中，VES评分显著增加（p0.），提示VES与肝癌的发生呈正相关。对61株病毒株的反应表位进行了系统发育分析，以确定这些HCC相关病毒之间的相似性。为了寻找在HCC中富集或缺失的常见反应性病毒表位，作者限制了与HCC相关的排名靠前的病毒表位。这些病毒可分为八个主要分支，不同的HCV表位与其他病毒表位聚集在一起，但6号簇除外，6号簇包含六个HCV变体（12种病毒中）。总的来说，在每一个分支中没有明显的病毒增加或减少的富集，这表明参与免疫反应的不同病毒表位在肝癌中普遍存在。

基因组扫描鉴定与VES相关联的遗传变异株（图5）为了确定宿主遗传背景是否与VES相关，作者在NCI-UMD队列中进行了全基因组关联研究（GWAS），因为这种方法可能有助于识别易受病毒感染和癌症影响的遗传变异。Manhattan曲线图显示VES得分高分组和低分组之间存在显著的SNP差异。三个SNP，即rs、rs和rs，分别位于与RHOA、EPB41L4B和CDH13基因座相对应的三个不同基因组区域，在p值10?7显著性水平上显示出与VES评分组的关联。其中，rs进一步分析，因为在该队列中可以检测到该变异的主要和次要等位基因。还发现了个具有高度连锁不平衡（LD；r20.6）的rs，但rs和rs没有。rs的7个高LD单核苷酸多态性在基因型组织表达（GTEx）数据库中显示CDH13作为表达数量性状位点（eQTL）的表达谱。来自风险G/G基因型rs的携带者胫骨动脉组织中CDH13的表达水平显著高于保护基因型A/A的携带者。为了获得rs在HCC或AR中的基因型效应，作者建立logistic回归模型来计算AR或HCC中的基因型OR，相比基因型PC。rs的G/G基因型显示，与PC相比，AR患者患HCC的风险增加，OR=1.89（95%CI0.30-11.4），HCC的风险更高且具有统计学意义，OR=7.22（95%CI1.30-40.0）。与HCC的基因型效应一致，与A/A相比，VES评分也从杂合子A/G逐渐增加到G/G。因此，rs及其连锁基因CDH13可能与VES相关并导致疾病风险。

一个前瞻性肝癌队列中的VES验证（图6）为了进一步验证上述VES的临床实用性，作者分析了HCC高危NIDDK队列中的病毒扫描图谱。该队列包括名慢性肝病患者，他们被纳入肝病自然史研究，随访时间长达20年。其中44人患肝癌。NIDDK队列中病毒种类的中位数为6种，即与NCI-UMD队列相似。这个队列包括在登记时（基线）和不同随访时间点收集的血清样本，直到通过影像学诊断为肝癌（诊断）。然后，我们使用可变作用力向量进行logistic回归分析。为了获得他们在NCI-UMD队列或NIDDK队列中的性能，作者生成了接收器工作特性（ROC）曲线。因此，在NCI-UMD队列中获得的AUC性能测量值为0.89（95%CI为0.86-0.92）。观察到NCI-UMD队列中HCC病例的VES评分差异很大，有些病例的VES评分低于检测限，而另一些则相当高。有趣的是，与低分或低于检测限的患者相比，得分高的患者生存率明显较差。在来自NIDDK队列的患者中，VirScan数据可用于基线时的40例HCC、基线时的例对照、44例诊断时的HCC和例诊断时的对照。发现，基线检查时AUC值为0.91（95%CI为0.87-0.96），诊断时为0.98（95%CI为0.97-1）。VES的表现优于AFP，AFP是一种临床上常用的肝癌诊断标志物。Delong试验显示VES和AFP之间有显著改善。作者还发现在NIDDK队列中44名患者的VES水平和总生存率之间存在类似的趋势。为了评估VES预测HCC发病的时间依赖性，作者分析了例无癌对照组和40例HCC病例（来自NIDDK验证队列），其中至少有两个时间点可用。在生存模型的背景下，事件被定义为HCC诊断的发生。根据这一解释，截尾时间被定义为无癌对照组基线检查与随访之间的时间差，而事件时间定义为肝癌组基线诊断与肝癌诊断之间的时间差。此外，作者进行了时间相关的ROC曲线分析，以评估VES在相对于基线1到10年的一系列里程碑时间点上的性能，在这一范围内，VES似乎非常稳定。有趣的是，与在相似时间间隔随访但未发生肝癌的无癌高危患者相比，发生肝癌的患者在基线检查时的VES评分平均要高得多。在NIDDK队列中，仅观察到随着时间推移而发展为HCC的患者的病毒暴露量显著增加。在这个前瞻性队列中，高病毒暴露的HCC患者比低病毒暴露的HCC患者有更严重的疾病侵袭性，VES是早期HCC发病的有力指标。此外，基于VES的AR与HCC的预测性能优于患者图表中的其他临床指标，如AFP、丙氨酸转氨酶（ALT）、肝硬化和血小板计数，以及所有关键临床变量的组合，如基线时NIDDK队列分析所示，与NIDDK的诊断和NCI-UMD队列定性一致。在HCV阳性和HCV阴性的患者中，VES和HCC的相关性相似。

总之，本研究利用高通量病毒组技术对HCC患者的血清学样本进行了迄今为止规模最大的研究，也是我们所知的第一项利用VESs作为HCC早期发病的癌症生物标志物的研究。在高危患者中采用纵向设计对肝癌诊断进行验证。有必要对大量人群进行前瞻性随机研究，以评估其在肝癌监测中的效用。

Icecreamlife

转载请注明：http://www.gackc.com/zlyz/12414.html