La asociación de la mutación ATRX con sesgo sexual en pacientes con cáncer gástrico femenino con inmunidad anticancerígena relacionada con la inmunoterapia mejorada

Abstracto

Fondo:

Se ha demostrado que las alteraciones genéticas son biomarcadores prometedores para la respuesta a ICI. Sin embargo, los sesgos sexuales en las alteraciones genéticas a menudo se han ignorado en el campo de la inmunoterapia, lo que podría influir especialmente en la inmunidad contra el cáncer y la eficacia de la inmunoterapia en pacientes masculinos o femeninos. Aquí, hemos evaluado sistemáticamente el efecto de los sesgos sexuales en la mutación somática de pacientes con cáncer gástrico (GC) sobre la inmunidad contra el cáncer y el beneficio clínico de la inmunoterapia.

El sistema inmunológico es un sistema importante para que el cuerpo humano resista la invasión de enfermedades. Si la inmunidad es baja, conducirá fácilmente a la disminución de la capacidad del cuerpo para resistir enfermedades, haciéndolo propenso a varias enfermedades.

Por lo tanto, aumentar la inmunidad es muy importante para mantener una buena salud. Cistanche es algo que puede mejorar la inmunidad en nuestras vidas. Cistanche es rico en echinacósido y verbacósido, los cuales afectan la mejora de la inmunidad. Cistanche puede mejorar la inmunidad y ayudar al cuerpo a resistir mejor la invasión de gérmenes externos, mejorando así la inmunidad del cuerpo.

Haga clic en producto de suplemento de cistanche deserticola

Métodos:

Los datos genómicos y transcriptómicos del cáncer gástrico se descargaron de The Cancer Genome Atlas (TCGA) y del International Cancer Genome Consortium (ICGC). También obtuvimos los datos genómicos y clínicos de una cohorte tratada con MSKCC ICI de la base de datos de cbioportal. Los perfiles de mutación somática de tumores derivados de machos y hembras de GC se compararon mediante el paquete maftools R. Se realizó un análisis de enriquecimiento de conjunto de genes de muestra única (ssGSEA) para calcular la puntuación de los indicadores de inmunidad contra el cáncer, incluida la señalización de IFN, la actividad citolítica (CYT) y la maquinaria presentadora de antígenos (APM).

Resultados:

Se encontró que ATRX mutaba con mayor frecuencia en pacientes con GC femenino en comparación con pacientes masculinos (FDR = 0.0108). Las pacientes con GC femenino con mutación ATRX manifestaron significativamente más subtipos altos de MSI, mayor expresión de TMB y PDL1, así como puntuaciones más altas de señalización de IFN-, CYT y APM. El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) ha demostrado que la mutación ATRX podría mejorar la inmunogenicidad y la inmunidad contra el cáncer al afectar las vías de reparación del daño del ADN.

En la cohorte tratada con ICI de MSKCC, los pacientes con GC con mutación en ATRX se asociaron con una supervivencia general prolongada. Al estratificar por sexo toda la cohorte tratada con ICI, las pacientes con mutación en ATRX obtuvieron beneficios de supervivencia significativamente mejores que los pacientes masculinos con mutación en ATRX (pacientes mujeres, HR de ATRX MT vs WT=0.636, IC del 95 por ciento { {5}}.455–0.890, P=0.023; Pacientes masculinos, HR de ATRX MT vs WT=0.929, IC del 95 por ciento=0. 596–1.362, P=0.712).

Conclusiones:

La mutación de ATRX podría servir como un biomarcador predictivo potencial para un beneficio clínico favorable para la ICI en pacientes femeninas con GC. La mutación de ATRX podría aplicarse en combinación con otros biomarcadores de respuesta a ICI para identificar mejor a las pacientes con GC que obtendrán mayores beneficios de la terapia con ICI.

Palabras clave:

Cáncer gástrico, Sesgos sexuales, Mutación ATRX, Inmunidad anticancerígena.

Fondo

El cáncer gástrico (CG) es un importante problema de salud mundial. En China, el GC es el segundo tipo de tumor más común y representó 291000 muertes atribuidas en 2015 [1]. La eficacia de las opciones de tratamiento actuales para el CG avanzado es limitada y la supervivencia general de estos pacientes sigue siendo baja. El desarrollo de la inmunoterapia tumoral, representada por los inhibidores de puntos de control inmunitarios (ICI, por sus siglas en inglés), ha remodelado el tratamiento de tumores sólidos y ha demostrado su eficacia en algunas neoplasias malignas, como el melanoma, el cáncer de pulmón de células no pequeñas, el carcinoma de células renales y el carcinoma de células escamosas recurrente del cabeza y cuello [2–5].

Aunque los ICI han demostrado una eficacia preliminar alentadora en GC avanzado, la respuesta general a ICI podría no ser tan notable como en tumores sólidos como el melanoma y el cáncer de pulmón de células no pequeñas [6]. Por lo tanto, son obligatorias más investigaciones de GC sobre el desarrollo de biomarcadores precisos que puedan predecir la respuesta a ICI.

Se ha demostrado que las mutaciones somáticas específicas, como la mutación TET1, la mutación NOTCH, así como el cálculo de TP53 y KRAS, son biomarcadores prometedores para la respuesta de ICI [7–9]. Sin embargo, los sesgos sexuales a menudo ignorados en el campo de la inmunoterapia pueden existir en alteraciones genéticas específicas. Al hacer una comparación de los perfiles de mutación somática entre los tumores que ocurren en hombres y mujeres en numerosos tipos de cáncer, Li et al. han descubierto que existían grandes sesgos sexuales en la densidad y frecuencia de mutaciones, lo que influiría en el rendimiento de los biomarcadores de pronóstico [10]. Además, el sexo también podría afectar la eficacia de la inmunoterapia.

Por ejemplo, Wu et al. han informado que el tratamiento con ICI prolonga la supervivencia global y la supervivencia libre de progresión de pacientes masculinos con tumores, en particular aquellos tratados con inhibidor de CTLA-4 [11]. Conforti et al. llevaron a cabo dos metanálisis respectivamente y encontraron que los pacientes masculinos podrían obtener un mayor beneficio de la ICI sola que las pacientes femeninas, mientras que las mujeres obtienen más beneficios clínicos que los hombres de la ICI más quimioterapia [12, 13]. Esta evidencia proporciona una hipótesis de que podría haber ciertos biomarcadores sesgados por sexo más apropiados para pacientes masculinos o femeninos.

Por lo tanto, intentamos explorar si existen mutaciones genéticas específicas con sesgos sexuales que pudieran influir en la eficacia de la inmunoterapia para pacientes con GC femeninos o masculinos. En este estudio, evaluamos sistemáticamente la variación de sexo en los perfiles de mutación somática de GC y descubrimos que la mutación de ATRX que ocurre con mayor frecuencia en pacientes con GC femenino se asoció con una TMB más alta, una mayor inmunidad anticancerígena y un beneficio clínico favorable para la ICI.

Métodos

Fuentes de datos

Descargamos los datos de RNA-seq de nivel 3 (n=375), los datos clínicos correspondientes (n=443) y el perfil de mutación somática (n=433) de pacientes con GC de TCGA. Se excluyeron los pacientes sin perfiles de expresión génica, información de sexo o datos de mutaciones. El perfil de mutación somática de pacientes con GC chinos y japoneses (Proyecto: GACA-CN, n=123; GACA-JP; n ​​= 585) ​​también se descargó de los conjuntos de datos del ICGC. Los datos de estado de MSI de pacientes con GC de TCGA se obtuvieron en el estudio anterior [14]. Los datos genómicos y de supervivencia de una cohorte tratada con ICI se descargaron de Samstein et al. [15].

Análisis de mutaciones somáticas

Los datos de mutaciones somáticas fueron analizados por el paquete maftools R [16]. Los perfiles de mutación entre pacientes masculinos y femeninos con GC se compararon utilizando la función de mafComapre. Solo probamos los genes mutados en al menos 5 muestras en uno de los grupos. La tasa de descubrimiento falso (FDR) de 0.05 se consideró el valor límite para la significancia.

PolyPhen{{0}} (Polymorphism Phenotyping v2) es una herramienta de software que puede estimar la probabilidad de daño en la estructura de la proteína causado por la mutación missense [17]. Usamos el software Polyphen-2 para evaluar más a fondo el impacto mutacional en la estructura de la proteína. Sobre la base de la puntuación final que evalúa la influencia de la mutación sin sentido en la estructura de la proteína, se estableció el valor umbral de 0,69 para dividir la mutación sin sentido en mutación sin sentido benigna o mutación sin sentido perjudicial.

Cuantificación de la carga de mutación tumoral (TMB)

Las variantes denominadas somáticas determinadas por TCGA e ICGC se utilizaron para estimar la TMB. El tamaño de la región del exoma se definió como 38 Mb. La mutación sinónima y las variantes en las regiones intergénicas o no codificantes se excluyeron de la estimación de TMB. Como se describe en el estudio anterior [18], la puntuación TMB de cada muestra se calculó como el número total de mutaciones contadas dividido por el tamaño de la región del exoma.

La estimación de la puntuación de la actividad citolítica (CYT)

Los datos de expresión génica en formato FPKM recopilados de TGCA primero se transfirieron a transcripciones por millón (TPM). A continuación, los valores de TPM se transformaron en log2. La puntuación de CYT se describió como la media geométrica de los valores de expresión de GZMA y PRF1 en TPM [19].

Evaluación de células inmunes infiltrantes de tumores con CIBERSORT

CIBERSORT es una herramienta de desconvolución que puede estimar con precisión la abundancia de subconjuntos de leucocitos humanos en una biopsia tumoral [20]. Utilizamos el método CIBERSORT y la firma del gen LM22 (una matriz validada de la firma del gen de los leucocitos que contiene 22 subconjuntos hematopoyéticos humanos funcionalmente definidos) para evaluar las proporciones de células inmunitarias en GC. Con el criterio de P < 0,05, los resultados de la composición de células inmunitarias de CIBERSORT se consideraron precisos.

Análisis de enriquecimiento de conjunto de genes de muestra única (GSA)

El método de ssGSEA calcula una puntuación de enriquecimiento del conjunto de genes por muestra comparando los rangos de los genes en la lista de genes con los rangos de todos los demás genes en el transcriptoma [21]. Empleamos este enfoque para evaluar computacionalmente la maquinaria de presentación de antígenos y señalización de IFN (APM) [22, 23]. Hemos utilizado una firma APM de 7 genes previamente definida que consistía en genes MHC de clase I y genes involucrados en el procesamiento y la carga de antígenos. La señalización de IFN- se calificó utilizando el conjunto de genes de dos ensayos clínicos de GC avanzados de KEYNOTE-012 [6] y KEYNOTE-059 [24]. El método de ssGSEA se implementó en el paquete GSVA R [25]. La lista de genes se muestra en el archivo adicional 1.

Análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes

El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) fue implementado por la aplicación javaGSEA (versión 4.0.3). GSEA se utilizó para identificar las vías clave asociadas con el estado de mutación de ATRX. Los conjuntos de genes anotados (c2.cp. Kegg.v7.1.symbols.gmt) para GSEA se seleccionaron como conjuntos de genes de referencia. FDR < 0.25 y P < 0.05 se consideraron como criterios de umbral.

análisis estadístico

Se realizó la prueba de rango logarítmico en el análisis de Kaplan-Meier para evaluar las diferencias de supervivencia entre los grupos. Se utilizó la prueba de Wilcox o la prueba de Kruskal-Wallis con corrección de Bonferroni por pares post hoc para evaluar las diferencias en los subgrupos. Se aplicó la prueba de chi-cuadrado o la prueba exacta de Fisher para comparar la distribución de las características clínicas entre los grupos. Se realizaron análisis de regresión de Cox univariante y multivariante para identificar los factores con valor pronóstico independiente. Se eligió P < 0.05 como criterio de corte.

Todos los análisis estadísticos se realizaron con el software R (versión 3.6.2). Las figuras del diagrama de caja y el histograma fueron producidos por GraphPad Prism (versión 8.0.1).

Resultados

Variaciones somáticas en pacientes masculinos y femeninos con GC

Primero comparamos la frecuencia de mutaciones somáticas de la cohorte TCGA entre pacientes con GC femeninos y masculinos. Curiosamente, solo se encontró que la mutación ATRX ocurre significativamente más en pacientes mujeres en comparación con pacientes hombres después de ajustar la tasa de descubrimiento falso (FDR=0.0108) (Fig. 1a).

Para evitar el sesgo accidental causado por una sola cohorte, verificamos aún más los sesgos sexuales de la mutación ATRX en las cohortes de GACA-CN y GACA-JP. La frecuencia de mutación de ATRX en GACA-CN y GACA-JP fue del 31,7 % (39/123) y del 6,3 % (37/585), respectivamente. Las proporciones de pacientes mujeres con mutación ATRX en GACA-CN (mujeres 40.5 por ciento frente a hombres 27.9 por ciento, prueba exacta de Fisher, P=0.206) y GACA-JP (mujeres 11.0 por ciento frente a hombres 4.3 por ciento, la prueba exacta de Fisher, P=0.004) fueron ambos más altos que los de los pacientes masculinos (Fig. 1b).

Posteriormente, intentamos examinar si las disparidades sexuales en la mutación ATRX podrían encontrarse en otros proyectos de cáncer del ICGC. Excluimos los proyectos de cáncer y tumores restringidos por sexo con una frecuencia de mutación ATRX de menos del 5 por ciento. Sorprendentemente, la mitad de los proyectos de cáncer (50 por ciento, 17/34) mostraron diferencias sexuales significativas en la mutación ATRX (Fig. 1c, archivo adicional 2). En la mayoría de los proyectos de cáncer (88,2 por ciento, 30/34) la frecuencia de mutación de ATRX fue mayor en pacientes mujeres que en pacientes hombres, aunque la diferencia en algunos proyectos de cáncer no mostró significancia estadística. Además, evaluamos el impacto potencial de la mutación sin sentido de ATRX en la estructura de la proteína mediante el software PolyPhen-2. Las mutaciones de sentido erróneo perjudiciales en pacientes femeninas fueron predominantes entre todos los tipos de mutaciones ATRX en la cohorte TGCA (archivo adicional 3). En general, estos resultados indican que la mutación ATRX en pacientes con cáncer gástrico podría tener sesgos sexuales.

Correlación entre la mutación ATRX y las características clínicas

Primero comparamos la distribución de las características clínicas entre los pacientes de tipo mutante ATRX y de tipo salvaje (Tabla 1). Sorprendentemente, la mayoría de los pacientes mutantes de ATRX eran tumores con alta inestabilidad de microsatélites (MSI-H) en comparación con los pacientes de tipo salvaje de ATRX (Fig. 2a). Luego procedimos a examinar si la mutación de ATRX podría afectar la supervivencia general de los pacientes con GC. La prueba de rango logarítmico en el análisis de Kaplan-Meier demostró que los pacientes mutantes de ATRX tendían a una mejor supervivencia general que los pacientes salvajes (Fig. 2b). El análisis de Kaplan-Meier de pacientes de GACA-CN también mostró un resultado similar (Fig. 2c).

Además, para evaluar mejor los beneficios de supervivencia de la mutación ATRX, exploramos más a fondo el impacto de la mutación ATRX en los resultados de pronóstico en cohortes sin GC en la base de datos TCGA. Hemos seleccionado las cohortes de cáncer no gástrico con una frecuencia de mutación ATRX de más del 10 por ciento, incluidos LGG (39,2 por ciento), UCEC (24,3 por ciento), SARC (16,9 por ciento), GBM (10,4 por ciento), CESC (10,4 por ciento), COAD (10,3 por ciento). De manera similar, encontramos que la mutación ATRX en pacientes con UCEC también se asoció con una supervivencia general prolongada (archivo adicional 4). Finalmente, evaluamos el efecto de la mutación de ATRX en la expresión de ATRX. Descubrimos que los tumores mutantes de ATRX tenían una expresión de ATRX más baja, aunque la diferencia no manifestó significación estadística (Fig. 2d). En resumen, la mutación de ATRX se correlacionó significativamente con el subtipo MHS-H y una mejor supervivencia en pacientes con GC.

La mutación ATRX se asocia con una mayor carga de mutaciones tumorales y una mayor expresión de PDL1

La carga de mutación tumoral (TMB) y la expresión de PDL1 fueron dos indicadores comunes para predecir la respuesta a la inmunoterapia. Calculamos el TMB de cada paciente GC de TCGA, GACA-CN y GACA-JP respectivamente. Como se muestra en la Fig. 3a, se observó una TMB más alta en pacientes con GC mutante ATRX de la cohorte de TCGA (mediana de TMB 16,61 frente a 2,526, P <0.0001), GACA-CN (mediana de TMB 1,974 vs 1,211, P=0,0001) y GACA-JP (mediana TMB 27,82 vs 2,421, P < 0,0001). Luego comparamos la expresión de PDL1 entre pacientes con GC con o sin mutación ATRX en la cohorte TCGA. Los pacientes mutantes de ATRX albergaban una mayor expresión de PDL1 (expresión media 2,027 frente a 1,098, P=0,0244) que la de los pacientes salvajes (Fig. 3b).

Dadas las posibles diferencias de sexo en la mutación de ATRX, exploramos más a fondo la correlación de la mutación de ATRX con la expresión de TMB y PDL1 estratificada por sexo (Sub1: pacientes mujeres con mutación ATRX; Sub2: pacientes mujeres sin mutación ATRX; Sub3: pacientes hombres con mutación ATRX; Sub4: pacientes masculinos sin mutación ATRX). En las cohortes de GACA-CN y GACA-JP, tanto los pacientes femeninos como masculinos con mutación de ATRX tenían una TMB más alta que los pacientes con ATRX de tipo salvaje (Fig. 3c). Sin embargo, en las cohortes de TCGA, solo las pacientes femeninas de tipo mutante ATRX mostraron una TMB más alta que otros pacientes sin mutación ATRX. No hay diferencia significativa en TMB entre pacientes masculinos con o sin mutación ATRX. Además, en tres cohortes no se observaron diferencias significativas entre pacientes femeninos y masculinos con mutación ATRX. Al comparar la expresión de PDL1 entre los cuatro subgrupos en la cohorte TCGA, encontramos que la expresión de PDL1 en pacientes femeninas mutantes en ATRX fue mayor que en pacientes sin mutación en ATRX (Fig. 3d).

En general, estos resultados sugirieron que los pacientes con mutación ATRX, especialmente las pacientes con GC femenino, se asociaron significativamente con una mayor expresión de TMB y PDL1.

Pacientes femeninas con GC y mutación ATRX muestran mayor inmunidad anticancerígena

Recurrimos a varios factores probados relacionados con la inmunoterapia, incluida la actividad citolítica (CYT) [26], la señalización de IFN [6], la maquinaria presentadora de antígenos (APM) [27] y las células inmunitarias infiltrantes de tumores [28], para caracterizar la inmunidad anticancerígena. Hemos utilizado el método de ssGSEA para explorar la asociación de la mutación ATRX con la inmunidad contra el cáncer. Aunque las puntuaciones de inmunidad anticancerígena en pacientes con mutación ATRX fueron más altas que en pacientes sin mutación ATRX, la diferencia no mostró significación estadística (Fig. 4a).

Sin embargo, al evaluar la influencia de la mutación de ATRX en la inmunidad contra el cáncer estratificada por sexo, encontramos que las pacientes con mutación de ATRX mostraron puntajes significativamente más altos de los factores relacionados con la inmunoterapia que los pacientes sin mutación de ATRX (Fig. 4b). No hubo diferencias significativas en las puntuaciones de inmunidad anticancerígena entre los pacientes machos salvajes y mutantes de ATRX. Además, las pacientes con mutación de ATRX manifestaron puntuaciones más altas de indicadores relacionados con la inmunoterapia que los pacientes masculinos con mutación de ATRX.

Finalmente, utilizamos el método CIBERSORT para investigar las proporciones de células inmunitarias infiltrantes entre pacientes femeninos mutantes ATRX (Sub1), pacientes femeninos salvajes ATRX (Sub2), pacientes masculinos mutantes ATRX (Sub3) y pacientes masculinos salvajes ATRX (Sub4). Las células auxiliares foliculares T, los macrófagos M1 y las células dendríticas activadas se enriquecieron significativamente en pacientes mujeres que albergaban la mutación ATRX, mientras que las proporciones de células dendríticas en reposo fueron significativamente más bajas que en otros pacientes (Fig. 4c). Las células auxiliares foliculares T, los macrófagos M1 y las células dendríticas activadas están asociadas con la maquinaria de presentación de antígenos, lo que fue consistente con el aumento de APM en pacientes mujeres con mutación ATRX.

En conclusión, las pacientes GC femeninas con mutación ATRX mostraron una inmunidad anticancerígena más fuerte que los pacientes salvajes ATRX o los pacientes masculinos mutantes. El enriquecimiento de células auxiliares foliculares T, macrófagos M1 y células dendríticas activadas en pacientes femeninas mutantes ATRX también apoyó el resultado anterior.

El efecto de la mutación ATRX en la inmunidad contra el cáncer en pacientes de sexo femenino no se ve afectado por la heterogeneidad inmunitaria basada en el sexo

Para examinar si el efecto de la mutación ATRX en la inmunidad anticancerígena en pacientes de sexo femenino se debió a la heterogeneidad inmunitaria basada en el sexo, comparamos además los factores de inmunidad anticancerígeno anteriores entre pacientes masculinos y femeninos. Solo el TMB mostró las diferencias de sexo, y las pacientes femeninas tenían un TMB más alto que los pacientes masculinos (archivo adicional 5). Sin embargo, las diferencias en TMB entre mujeres y hombres desaparecieron cuando excluimos las muestras femeninas con mutación ATRX (archivo adicional 5). Estos resultados revelaron que la inmunidad anticancerígena mejorada en pacientes femeninas mutantes ATRX no se vio afectada por la heterogeneidad inmune basada en el sexo.

Análisis de pronóstico independiente de la mutación ATRX

Primero llevamos a cabo el análisis de Kaplan-Meier para determinar los valores pronósticos de los factores relacionados con la inmunoterapia mencionados anteriormente. La expresión de TMB y PDL1 se dividió en grupos altos y bajos según la herramienta X-tile. Como se muestra en la figura 5, la expresión de TMB y PDL1 influyó en la supervivencia de los pacientes. El grupo alto de TMB y PDL1 implicó un mejor resultado. Luego incluimos la expresión de TMB y PDL1 en el análisis posterior para examinar el valor pronóstico independiente de la mutación ATRX. Los análisis de regresión de Cox univariante y multivariante ilustraron que la mutación ATRX fue el factor pronóstico independiente (Tabla 2).

Impacto de la mutación ATRX en la reparación del daño del ADN

Realizamos GSEA para analizar el contexto funcional de la mutación ATRX. El análisis de la vía KEGG mostró que la mutación ATRX se enriqueció principalmente en la reparación por escisión de bases (BER), la reparación por escisión de nucleótidos (NER) y la reparación por recombinación homóloga (HRR) (Fig. 6a). La función biológica de la mutación ATRX estuvo significativamente involucrada en la reparación del daño del ADN (DDR). Luego usamos el ssGSEA para caracterizar la vía de BER, NER y HRR entre pacientes ATRX mutantes y salvajes. Como se ilustra en la Fig. 6b, BER (puntaje medio 0.8734 vs 0.7909, P=0.{{10}} 002), NER (puntuación mediana 0,4333 frente a 0,3605, P = 0 0,044) y HRR (puntuación mediana 0,7618 frente a 0,6898, P = 0 0,0098) se enriquecieron significativamente en el mutante ATRX pacientes Además, continuamos explorando el efecto de la mutación ATRX en las vías BER, NER y HRR estratificadas por sexo. Solo las pacientes con mutación en ATRX manifestaron puntajes más altos de BER, NER y HRR que otros pacientes sin mutación en ATRX (Fig. 6c).

Además, elegimos los genes centrales enriquecidos en estas tres vías para examinar las diferencias de expresión entre los pacientes salvajes y mutantes de ATRX. Curiosamente, la mayoría de los genes centrales se expresaron altamente en pacientes de tipo mutante ATRX en comparación con los pacientes de tipo salvaje (Fig. 6d). Después de la estratificación por sexo, los niveles de expresión de estos genes centrales relacionados con DDR también fueron más altos en los subgrupos de pacientes femeninos y masculinos con mutación ATRX que en otros dos subgrupos de tipo salvaje (archivo adicional 6).

Tomados en conjunto, estos resultados implicaron la activación posiblemente mejorada de las vías de DDR en pacientes mutantes ATRX. La TMB más alta y la activación del sistema DDR podrían indicar la probabilidad de una mutagénesis feroz y la correspondiente activación DDR compensatoria en pacientes mutantes ATRX.

La mutación ATRX se asocia con beneficios clínicos favorables para ICI

Para investigar si los pacientes con mutación ATRX podrían beneficiarse de ICI, obtuvimos los datos genómicos y de supervivencia disponibles públicamente de la cohorte tratada con MSKCC ICI de la base de datos cbioportal [15]. La cohorte tratada con MSKC C ICI contiene 1610 pacientes de varios tipos de cáncer con datos de mutación, incluidos 54 pacientes con cáncer gástrico. La frecuencia de mutación de ATRX en pacientes con cáncer gástrico o de la unión gastroesofágica es del 7,41 por ciento (4/54). Observamos que los pacientes con mutación ATRX tenían una TMB más alta que los pacientes con ATRX de tipo salvaje (Fig. 7a). En los pacientes de cáncer gástrico, los pacientes con mutación ATRX tendieron a una supervivencia general más larga (mediana, no alcanzada frente a 13 meses, log-rank P=0.194) (Fig. 7b).

De manera similar, la supervivencia general de los pacientes con mutación de ATRX en toda la cohorte también fue superior a la de los pacientes con ATRX salvaje (mediana, 30 meses frente a 18 meses, log-rank P=0.075) ( Figura 7b). Luego dividimos toda la cohorte en dos grupos (femenino y masculino) y comparamos la supervivencia general entre el estado de mutación de ATRX. Curiosamente, solo las pacientes con mutación ATRX obtuvieron una supervivencia general significativamente prolongada en comparación con las pacientes de tipo salvaje (mediana, 30 meses frente a 14 meses, rango logarítmico P=0 0,023) (Fig. 7c). Además, comparamos el poder de predicción de la mutación ATRX en pacientes masculinos y femeninos. El HR del tipo mutante de ATRX frente al tipo salvaje para pacientes femeninas (HR=0.636, IC del 95 por ciento=0.455–0.890, P=0.023) es mejor que el HR para pacientes masculinos (HR=0.929, IC del 95 por ciento = 0.596–1.362, P=0.7117) (Fig. 7c).

En conjunto, estos datos sugirieron que la mutación de ATRX, especialmente en pacientes mujeres, se asoció con beneficios clínicos favorables para el tratamiento con ICI.

Discusión

En este estudio, mediante la comparación de perfiles de mutaciones somáticas derivados de pacientes con GC masculinos y femeninos, identificamos por primera vez que la mutación ATRX se produjo preferentemente en pacientes con GC femeninos y se asoció con una TMB más alta, una mayor inmunidad anticancerígena y un beneficio clínico favorable para la ICI. .

ATRX es un gen supresor de tumores y codifica un miembro de la familia de proteínas SWI/SNF. Se demostró que ATRX está asociado con la reparación del daño del ADN [29], manteniendo la estabilidad genética [30], facilitando la replicación adecuada del ADN [31] y afectando la expresión de genes específicos [32]. La mutación ATRX constituye las anomalías genéticas comunes en los gliomas.

En los gliomas de tipo salvaje IDH, la presencia de mutaciones en ATRX sirvió como marcador favorable de una supervivencia más prolongada del paciente [33]. La pérdida de ATRX perjudicó la actividad de unión de extremos no homólogos y aumentó la MSI en el glioblastoma, lo que generó una mayor sensibilidad a los agentes que dañan el ADN [34]. Han et al. informó que ATRX podría regular la reparación del daño del ADN al modular la vía ATM y aumentar la sensibilidad a la temozolomida en el glioma [35]. En nuestro estudio, se observaron TMB más altos y activación de las vías de reparación del daño del ADN en pacientes mujeres con mutación ATRX. La TMB resulta de la confrontación entre mutación y reparación del ADN. Estos resultados sugirieron que la función de la reparación compensatoria del daño del ADN podría ser más débil que la mutagénesis más feroz con la mutación ATRX. Hemos especulado que la mutación ATRX en pacientes femeninas con GC podría afectar la reparación del daño del ADN relacionado, lo que explica la mayor TMB y la correspondiente inmunidad anticancerígena mejorada. Sin embargo, el mecanismo preciso de la mutación ATRX en la regulación de la inmunidad anticancerígena en pacientes femeninas con GC requiere más investigación.

Los investigadores existentes han informado sobre los sesgos sexuales de ATRX. Young et al. han descubierto que los ratones hembra que carecían de ATRX en el páncreas mostraban exclusivamente una mayor sensibilidad a las lesiones y la acción oncogénica de KRAS mutado, mientras que los ratones macho sin ATRX estaban protegidos [36]. De manera similar, también encontramos que las pacientes con mutación ATRX mostraron una inmunogenicidad mejorada, especialmente una inmunidad anticancerígena más fuerte que los pacientes masculinos con mutación ATRX, lo que podría deberse en parte a una mayor sensibilidad al daño en el ADN en pacientes femeninas con mutación ATRX. Dunford et al. han informado que una fracción de los genes supresores de tumores (incluido ATRX) en chrX podría escapar a la inactivación durante la embriogénesis, lo que lleva a la expresión bialélica de estos genes y a una mayor protección contra el cáncer en las mujeres [37]. Esta investigación podría explicar el resultado de que no hubo una disminución significativa de la expresión de ATRX en pacientes femeninas con GC y mutación de ATRX, aunque las mutaciones sin sentido truncadas y deletéreas predominaron en pacientes femeninas con mutación de ATRX.

Además de las diferencias de sexo en la inmunogenicidad entre pacientes masculinos y femeninos, también existían disparidades de sexo en el desempeño de la mutación ATRX en la predicción de ICI. Aunque se observó una supervivencia general más prolongada en pacientes con mutación de ATRX tratados con ICI, el poder predictivo de la mutación de ATRX fue mejor para las mujeres que para los hombres. Las pacientes con mutación ATRX obtuvieron beneficios de supervivencia significativamente mayores con el tratamiento con ICI. Wang et al. también informaron un resultado similar de que TMB mostró un mejor poder predictivo en la respuesta de ICI para pacientes con NSCLC femenino que para pacientes masculinos [38]. El desarrollo futuro y la aplicación de biomarcadores ICI deben tener en cuenta las diferencias de sexo.

Existen varias limitaciones en este estudio. En primer lugar, la frecuencia de mutación general de ATRX en pacientes con GC es relativamente baja, en particular para pacientes masculinos con GC. Además, solo obtuvimos los datos del transcriptoma de una sola cohorte. Estas limitaciones podrían influir en la solidez de la comparación de la inmunidad contra el cáncer entre pacientes femeninos y masculinos. En segundo lugar, la frecuencia de mutación de ATRX varía en diferentes poblaciones.

En nuestro estudio, la frecuencia de mutación de ATRX en tres cohortes de GC fue diferente (31,7 % en la cohorte GACA-CN, 6,3 % en la cohorte GACA-JP y 5,3 % en la cohorte TCGA). Además, las proporciones de pacientes mujeres con mutación ATRX en GACA-CN (40.5 por ciento) fueron mucho más altas que las otras dos cohortes (12.3 por ciento en la cohorte TCGA y 11.0 por ciento en la cohorte GACA-JP) . La diferencia en la frecuencia de mutación de ATRX en diferentes poblaciones podría limitar de alguna manera el uso de la mutación de ATRX como biomarcador de pronóstico favorable. En tercer lugar, nuestro análisis solo demostró la asociación de la mutación ATRX con TMB, la inmunidad contra el cáncer y la eficacia de la terapia ICI. El mecanismo potencial de la mutación de ATRX en el tratamiento de ICI, especialmente para pacientes masculinos, aún necesita más exploración. Finalmente, sería mejor comparar los beneficios de supervivencia de la mutación ATRX entre pacientes con GC femeninos y masculinos después del tratamiento con ICI, lo que podría validar directamente las diferencias sexuales de la mutación ATRX en la inmunidad anticancerígena relacionada con la inmunoterapia. Sin embargo, no pudimos hacer la comparación debido al tamaño de muestra limitado de pacientes con GC mutante ATRX en la cohorte tratada con MSKCC ICI.

Por lo tanto, tratamos de explorar preliminarmente si podrían existir diferencias de sexo en los beneficios de supervivencia de la mutación ATRX al comparar las diferencias en los resultados de pronóstico de la mutación ATRX entre pacientes femeninos y masculinos en varios tipos de cáncer en toda la cohorte. Aunque se observaron mayores beneficios de supervivencia del tratamiento con ICI en pacientes mujeres con mutación ATRX en varios tipos de cáncer, estos datos pueden exagerar la conclusión extraída para los pacientes con GC. Se requieren más cohortes tratadas con ICI que contengan tamaños de muestra más grandes de pacientes con GC mutante ATRX para validar las diferencias de sexo en los beneficios de supervivencia aquí.

Conclusiones

En resumen, nuestro estudio encontró que la mutación preferencial de ATRX en pacientes femeninas con GC se asoció con una inmunogenicidad mejorada, una mayor inmunidad contra el cáncer y un beneficio clínico favorable para la ICI. Las disparidades de sexo en la frecuencia de mutación, la inmunidad anticancerígena y los beneficios clínicos sugirieron que la mutación de ATRX podría ser más apropiada como predictor potencial de un beneficio clínico favorable para ICI en pacientes con GC femenino. La mutación de ATRX podría combinarse con otros biomarcadores de la respuesta de ICI para identificar mejor a las pacientes con GC que obtendrán mayores beneficios de la inmunoterapia. Sin embargo, se requiere más investigación clínica para validar nuestros resultados y evaluar el valor de la mutación ATRX en pacientes masculinos.

abreviaturas

GC: Cáncer gástrico; ICI: Inhibidores del punto de control inmunitario; TCGA: Atlas del genoma del cáncer; ICGC: Consorcio Internacional del Genoma del Cáncer; FDR: Tasa de descubrimiento falso; TMB: carga de mutación tumoral; CYT: actividad citolítica; APM: Maquinaria presentadora de antígenos; GSEA: análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes; ssGSEA: análisis de enriquecimiento de conjunto de genes de muestra única; MSI: inestabilidad de microsatélites; BER: reparación por escisión de la base; NER: reparación por escisión de nucleótidos; HRR: reparación por recombinación homóloga; DDR: reparación de daños en el ADN.

Expresiones de gratitud

Agradecemos a los proyectos TCGA e ICGC por hacer que los datos genómicos estén disponibles para su análisis. También agradecemos a los autores que proporcionaron datos genómicos y de supervivencia disponibles de la cohorte tratada con ICI en el repositorio de cbioportal.

Contribuciones de los autores

Concepción y diseño del estudio: YG y PMW. Recopilación de conjuntos de datos: YG, GPD, XSL, GQF y JJC. Análisis e interpretación de datos: YG, FRW y WL. Redacción, revisión y revisión del manuscrito: YG, FRW y PMW. Supervisión del estudio: PMW. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Fondos

Este trabajo fue apoyado por el Fondo de Planificación de Humanidades y Ciencias Sociales del Ministerio de Educación de China (NO. 16YJA840014).

Declaraciones

Aprobación ética y consentimiento para participar

Este estudio se basó en datos disponibles públicamente del repositorio TCGA, UCSC Xena y cbioportal, no se requirió permiso para realizar este estudio. Este estudio no involucró especímenes humanos o el uso de información de identificación personal. Todos los datos utilizados en este estudio fueron desidentificados y disponibles públicamente, no se requirió aprobación ética.

Consentimiento para publicación

No aplica.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Detalles del autor

1 Departamento de Epidemiología y Estadísticas Sanitarias, Escuela de Salud Pública, Universidad del Sudeste, 87 Dingjiaqiao Road, Nanjing 210009, Jiangsu, China. 2 Departamento de Hematología y Oncología, Hospital Zhongda, Facultad de Medicina, Universidad del Sudeste, Nanjing, China. 3 Hospital Universitario del Sudeste, Nanjing, China. 4 Departamento del Centro de Trasplante de Pulmón, Hospital del Pueblo de Wuxi afiliado de la Universidad Médica de Nanjing, Wuxi, Jiangsu, China.

Recibió:

26 de octubre de 2020 Aceptado: 25 de febrero de 2021.

Referencias

1. Zheng RS, Sun KX, Zhang SW, Zeng HM, Zou XN, Chen R, et al. Informe de epidemiología del cáncer en China, 2015. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2019; 41(1):19–28.

2. Robert C, Schachter J, Long GV, Arance A, Grob JJ, Mortier L, et al. Pembrolizumab versus Ipilimumab en melanoma avanzado. N Engl J Med. 2015;372(26):2521–32.

3. Garon EB, Rizvi NA, Hui R, Leighl N, Balmanoukian AS, Eder JP, et al. Pembrolizumab para el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas. N Engl J Med. 2015;372(21):2018–28.

4. Motzer RJ, Escudier B, McDermott DF, George S, Hammers HJ, Srinivas S, et al. Nivolumab versus everolimus en el carcinoma de células renales avanzado. N Engl J Med. 2015;373(19):1803–13.

5. Ferris RL, Blumenschein G Jr, Fayette J, Guigay J, Colevas AD, Licitra L, et al. Nivolumab para el carcinoma de células escamosas recurrente de cabeza y cuello. N Engl J Med. 2016;375(19):1856–67.

6. Muro K, Chung HC, Shankaran V, Geva R, Catenacci D, Gupta S, et al. Pembrolizumab para pacientes con cáncer gástrico avanzado PD-L1-positivo (KEYNOTE-012): un ensayo multicéntrico, abierto, de fase 1b. Lanceta Oncol. 2016; 17(6):717–26.

7. Dong ZY, Zhong WZ, Zhang XC, Su J, Xie Z, Liu SY, et al. Valor predictivo potencial del estado de mutación de TP53 y KRAS para la respuesta a la inmunoterapia de bloqueo de PD-1 en el adenocarcinoma de pulmón. Clin Cáncer Res. 2017; 23(12):3012–24.

8. Wu HX, Chen YX, Wang ZX, Zhao Q, He MM, Wang YN, et al. Alteración en TET1 como biomarcador potencial para el bloqueo del punto de control inmunitario en múltiples tipos de cáncer. J Inmunotro Cáncer. 2019;7(1):264.

9. Zhang K, Hong X, Song Z, Xu Y. Identificación de la mutación deletérea de NOTCH como predictor novedoso de inmunoterapia eficaz en NSCLC. Clin Cáncer Res. 2020;26(14):3649–61.

10. Li CH, Haider S, Shiah YJ, Thai K, Boutros PC. Diferencias sexuales en los genes impulsores del cáncer y biomarcadores. Cáncer Res. 2018;78(19):5527–37.

11. Wu Y, Ju Q, Jia K, Yu J, Shi H, Wu H, et al. Correlación entre el sexo y la eficacia de los inhibidores del punto de control inmunitario (inhibidores de PD-1 y CTLA-4). Int J Cáncer. 2018;143(1):45–51.

12. Conforti F, Pala L, Bagnardi V, De Pas T, Martinetti M, Viale G, et al. Eficacia de la inmunoterapia contra el cáncer y sexo de los pacientes: una revisión sistemática y un metanálisis. Lanceta Oncol. 2018;19(6):737–46.

13. Conforti F, Pala L, Bagnardi V, Viale G, De Pas T, Pagan E, et al. Heterogeneidad basada en el sexo en respuesta a la inmunoterapia contra el cáncer de pulmón: una revisión sistemática y un metanálisis. Instituto Nacional del Cáncer J. 2019;111(8):772–81.

14. Liu Y, Sethi NS, Hinoue T, Schneider BG, Cherniack AD, Sanchez-Vega F, et al. Análisis molecular comparativo de adenocarcinomas gastrointestinales. Célula cancerosa. 2018;33(4):721–735.e728.

15. Samstein RM, Lee CH, Shoushtari AN. La carga mutacional del tumor predice la supervivencia después de la inmunoterapia en múltiples tipos de cáncer. Nat Genet. 2019; 51(2):202–6.

16. Mayakonda A, Lin DC, Assenov Y, Plass C, Koeffler HP. Maftools: análisis eficiente y completo de variantes somáticas en cáncer. Genoma Res. 2018; 28(11):1747–56.

17. Adzhubei IA, Schmidt S, Peshkin L, Ramensky VE, Gerasimova A, Bork P, et al. Un método y un servidor para predecir mutaciones sin sentido dañinas. Métodos Nat. 2010;7(4):248–9.

18. Chalmers ZR, Connelly CF, Fabrizio D, Gay L, Ali SM, Ennis R, et al. El análisis de 100000 genomas de cáncer humano revela el panorama de la carga mutacional del tumor. Genoma Med. 2017;9(1):34.

19. Narayanan S, Kawaguchi T, Yan L, Peng X, Qi Q, Takabe K. Puntuación de actividad citolítica para evaluar la inmunidad contra el cáncer en el cáncer colorrectal. Ann Surg Oncol. 2018;25(8):2323–31.

20. Newman AM, Liu CL, Green MR. Enumeración robusta de subconjuntos de células a partir de perfiles de expresión de tejido. Métodos Nat. 2015;12(5):453–7.

21. Barbie DA, Tamayo P, Boehm JS, Kim SY, Moody SE, Dunn IF, et al. La interferencia sistemática de ARN revela que los cánceres oncogénicos impulsados ​​por KRAS requieren TBK1. Naturaleza. 2009;462(7269):108–12.

22. Şenbabaoğlu Y, Gejman RS, Winer AG, Liu M, Van Allen EM, de Velasco G, et al. La caracterización del microambiente inmunitario tumoral en el carcinoma de células renales de células claras identifica firmas de ARN mensajero relevantes para el pronóstico y la inmunoterapia. Genoma Biol. 2016;17(1):231.

23. Mandal R, Şenbabaoğlu Y, Desrichard A, Havel JJ, Dalin MG, Riaz N, et al. El panorama inmunológico del cáncer de cabeza y cuello y sus implicaciones inmunoterapéuticas. Perspectiva de la JCI. 2016;1(17):e89829.

24. Fuchs CS, Doi T, Jang RW, Muro K, Satoh T, Machado M, et al. Seguridad y eficacia de la monoterapia con pembrolizumab en pacientes con cáncer gástrico avanzado y de la unión gastroesofágica previamente tratados: ensayo clínico de fase 2 KEYNOTE-059. JAMA Oncol. 2018;4(5):e180013.

25. Hänzelmann S, Castelo R, Guinney J. GSVA: análisis de variación del conjunto de genes para datos de micromatrices y RNA-seq. BMC Bioinforme. 2013; 14:7.

26. Rooney MS, Shukla SA, Wu CJ, Getz G, Hacohen N. Propiedades moleculares y genéticas de los tumores asociados con la actividad inmunocitolítica local. Celúla. 2015;160(1–2):48–61.

27. Zaretsky JM, Garcia-Diaz A, Shin DS, Escuin-Ordinas H, Hugo W, HuLieskovan S, et al. Mutaciones asociadas con resistencia adquirida al bloqueo de PD-1 en melanoma. N Engl J Med. 2016;375(9):819–29.

28. Li B, Severson E, Pignon JC, Zhao H, Li T, Novak J, et al. Análisis integrales de la inmunidad tumoral: implicaciones para la inmunoterapia contra el cáncer. Genoma Biol. 2016;17(1):174.

29. Juhász S, Elbakry A, Mathes A, Löbrich M. ATRX promueve la síntesis de reparación de ADN y el intercambio de cromátidas hermanas durante la recombinación homóloga. Célula Mol. 2018;71(1):11–24.e17.

30. Lovejoy CA, Li W, Reisenweber S, Thongthip S, Bruno J, de Lange T, et al. La pérdida de ATRX, la inestabilidad del genoma y una respuesta alterada al daño del ADN son características de la ruta alternativa de alargamiento de los telómeros. PLoS Genet. 2012;8(7):e1002772.

31. Clynes D, Jelinska C, Xella B, Ayyub H, Taylor S, Mitson M, et al. La disfunción de ATRX induce defectos de replicación en células primarias de ratón. Más uno. 2014;9(3):e92915. 32. Levy MA, Kernohan KD, Jiang Y, Bérubé NG. ATRX promueve la expresión génica al facilitar la elongación transcripcional a través de regiones codificantes ricas en guanina. Hum Mol Genet. 2015;24(7):1824–35.

33. Pekmezci M, Rice T, Molinaro AM, Walsh KM, Decker PA, Hansen H, et al. Gliomas infiltrantes en adultos con diagnóstico integrado de la OMS 2016: funciones pronósticas adicionales de ATRX y TERT. Acta Neuropathol. 2017;133(6):1001–16.

34. Koschmann C, Calinescu AA, Nunez FJ, Mackay A, Fazal-Salom J, Thomas D, et al. La pérdida de ATRX promueve el crecimiento tumoral y perjudica la reparación del ADN de unión final no homóloga en el glioma. Sci Transl Med. 2016;8(328):328ra328.

35. Han B, Cai J, Gao W, Meng X, Gao F, Wu P, et al. La pérdida de ATRX suprime la reparación del daño del ADN dependiente de ATM mediante la modulación de H3K9me3 para mejorar la sensibilidad a la temozolomida en el glioma. Cáncer Lett. 2018;419:280–90.

36. Young CC, Baker RM, Howlett CJ, Hryciw T, Herman JE, Higgs D, et al. La pérdida de ATRX aumenta la susceptibilidad a la lesión pancreática y al KRAS oncogénico en ratones hembra pero no en machos. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2019; 7(1):93–113.

37. Dunford A, Weinstock DM, Savova V, Schumacher SE, Cleary JP, Yoda A, et al. Los genes supresores de tumores que escapan de la inactivación X contribuyen al sesgo sexual del cáncer. Nat Genet. 2017;49(1):10–6.

38. Wang S, Zhang J, He Z, Wu K, Liu XS. El poder predictivo de la carga mutacional del tumor en la respuesta a la inmunoterapia del cáncer de pulmón está influenciado por el sexo de los pacientes. Int J Cáncer. 2019;145(10):2840–9.

Nota del editor

Springer Nature se mantiene neutral sobre las reclamaciones jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Usted Ge1, Feiran Wei2, Guoping Du3, Gaoqiang Fei1, Wei Li1, Xiaoshan Li4, Jinjin Chu1 y Pingmin Wei1*.

For more information:1950477648nn@gmail.com