黑色素瘤患者的肠道基因组和转录组与免疫治疗反应的关系

   在一项新的研究中，来自美国纽约大学Perlmutter癌症中心的研究人员报道肠道菌群可调节黑色素瘤患者对免疫疗法的反应，这项研究可能会提供微生物治疗靶标，以改善这些患者的免疫治疗效果并提高生存率。相关研究结果于2019年10月9日发表在Genome Medicine期刊上，论文标题为“Relating the gut metagenome and metatranscriptome to immunotherapy responses in melanoma patients”。在接受免疫治疗的黑素瘤患者中，使用16S rRNA基因和shotgun基因组测序对肠道微生物组进行预处理（n = 27）。 在17个子集中，通过元转录组测序证实了宏基因组途径的转录表达。这项工作增加了肠道微生物群与免疫治疗结果相关的越来越多的证据，并首次鉴定了与无进展生存期（PFS）相关的转录表达的宏基因组学途径。
相关研究结果如下：
1.基于16S中总体微生物组组成和shotgun subspecies数据的患者群与无进展生存期相关。
   根据16S 和shotgun subspecies数据，基于JSD的层次聚类将患者分为几组，这些组的无进展生存期差异显著。

2.高风险和低风险JSD聚类组之间所选物种和亚种的相对丰度（基于shotgun subspecies数据）往往有所不同。
    高风险组中与无进展生存期较短相关的类群，例如卵形拟杆菌，多生拟杆菌，马氏拟杆菌和产兰氏菌，以及鞭毛藻科细菌5 1 57FAA的亚种，均升高，而与较长进展期相关的类群 在低风险组中，自由生存，例如血红链球菌和链球菌链球菌，固核短杆菌，均升高。

3.与无进展生存相关的元基因组功能途径。
   与较长的无进展生存期相关的，具有相关的转录组表达的选定宏基因组学途径包括L异亮氨酸和petroselinate的生物合成途径。与较短的无进展生存期相关的那些包括6羟甲基二氢蝶呤二磷酸，泛酸和辅酶A，黄素，5-磷酸吡ido醛和鸟苷核苷酸的生物合成途径，以及L-鼠李糖的降解途径。在每种途径中，大量特定的生化反应也与无进展生存相关，通常与亲本途径的方向相同。

4. shotgun基因组分类群对shotgun基因组和转录组功能途径的贡献。
   风险相关的宏基因组学途径往往与风险相关的物种/亚种正相关，而与保护性物种则负相关。探讨了该患者群体中平均物种对总体基因组和转录途径丰度的贡献。虽然每种途径都涉及多种物种，但我们注意到Bacteroides ovatus对L-rhamnose的降解以及pyridoxal 5-phosphate，6-hydroxymethyldihydropterin diphosphate，pantothenate和coenzyme A的生物合成起着重要作用，而拟杆菌则对鸟苷核苷酸的生物合成，这与较短的无进展生存期有关。
总结：
该篇文章使用Cox比例风险模型测试了肠道微生物组的整体多样性和组成是否与无进展生存相关，并在重复的交叉验证分析中确定了与无进展生存相关的特定微生物分类和功能途径。研究了肠道菌群可调节黑色素瘤患者对免疫疗法的反应。后期的研究需要对微生物进行表征，以验证与黑色素瘤患者接受免疫治疗的无进展生存相关的微生物种类和功能，以及这些关系对于辅助和转移性患者是否有所不同，或者是否因免疫治疗类型而异。
参考文献：
Peters B A, Wilson M, Moran U, et al. Relating the gut metagenome and metatranscriptome to immunotherapy responses in melanoma patients[J]. Genome medicine, 2019, 11(1): 61.