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使用整合组学更好地了解和治疗结直肠癌

MD Anderson的结肠直肠癌Moon Shot™致力于预防和及早发现在美国男性和女性中诊断出的第三大常见癌症,以及改善对该疾病的治疗方法,预计该方法将导致50,000多例死亡今年。月球射击是Moon Shots Program™月球射击计划 )的一部分, Moon Shots Program™是一项合作努力,旨在加速将科学发现发展为可挽救患者生命的临床进展。

杰弗里·莫里斯(Jeffrey Morris)博士 Biostatistics教授,他的同事和他的同事正在解决结肠癌和直肠癌的复杂性带来的挑战,这种挑战导致对治疗和患者生存的反应存在重大差异。

莫里斯说:“有些癌症具有两个或三个非常明确的生物标记物,如果在患者的肿瘤中发现,则可以可靠地用于指导治疗。” “对于许多癌症而言,并不是那么简单,大肠癌就是其中之一。”

莫里斯(Morris)通过更清晰地定义结直肠癌(CRC)亚型的分子特征,领导着一个解决这些复杂性的项目,这将使个性化和有效治疗成为可能。这需要使用称为“整合体”的方法对患者样本进行深入分析,并将多个数据集整合成疾病的完整图片。这种整合方法可对遗传变异,基因表达和非遗传基因调控进行综合分析。因素。

他与Cancer Frontline谈了有关月球射击在整合整形疗法到临床检测和新型疗法方面的努力,以改善CRC患者的预后。

您能否简要解释大肠癌共有分子亚型的发现及其意义?这些如何改变传统的结直肠癌观念?

任何癌症(包括CRC)的关键问题之一是患者之间癌症的异质性。我们知道每个患者肿瘤的分子特征是不同的,这些差异可能是为什么患者对特定治疗的反应不同或某些患者的癌症更具侵略性的主要原因。

与几位登月射击的同事一起,包括医学博士Scott Kopetz博士。David Menter博士Bradley Broom博士 ,我们发起了一个国际结直肠癌亚型研究联合会,以试图建立CRC的共识亚型,这将有助于解释这种异质性。这是一项令人难以置信的合作,将22项研究中的4,500多名患者的数据与现有子类型系统的信息相结合。通过此次合作,我们能够鉴定出四种共有分子亚型(CMS),并于2015年在《 自然医学》上发表了该论文。

每个CMS内的患者比来自不同CMS的患者更为相似,因此对这些亚型的鉴定使我们能够重新定义疾病并以更精确的方式进行研究。实际上,每种亚型的分子特征表明可能有可能对每种CMS进行个性化治疗,并且我们现在正在努力更好地理解每种亚型,以便更有效地治疗它们。

什么是“整合学”?在理解这些亚型中,这种方法的价值是什么?

Integromics是一个术语,我们用来描述将多种分子类型和分辨率水平的信息整合在一起以揭示更深的知识以了解癌症特征的行为。

现代生物医学研究产生了各种各样的分子数据,这些分子数据具有从DNA到RNA到蛋白质的不同分辨率级别。在每个级别,我们还获得表观遗传学数据,包括甲基化,组蛋白修饰和microRNA,以及诸如微生物组之类的环境因素。这些数据源中的每一个都提供有关基础生物学的特定信息,但仅是整体的一部分。只有将其整合在一起,我们才能希望全面了解癌症及其亚型的关键机制。

我们希望这种深层的分子表征将能够识别对现有疗法有反应的患者亚组,并增强发现和开发新型CMS特异性治疗靶标的能力。

大肠癌月球射击如何使用整体药物改善患者护理?

我们主要使用多平台基因组学数据的两个来源-癌症基因组图谱(TCGA)数据的公开可用数据和数百名我们CRC患者的内部数据。在MD Anderson,我们拥有访问和分析这两个大数据集的独特机会,使我们能够更好地了解CRC生物学。

我们的团队克服了重大的数据管理挑战,并开发了创新的统计方法来实现这一目标。几年前,对于这些类型的综合分析,几乎没有成熟的统计方法,MD安德森生物统计学和生物信息学研究小组在开发此类工具方面处于领导地位。

现在,我们将利用从人体工程学中学到的知识,与由医学博士Dipen Maru博士Ra Luthra领导的内部合作者合作 ,以部署临床分析以更好地将患者的肿瘤分类为特定的CMS。这样一来,我们希望从整合组学的方法中学习有关肿瘤的基本信息,从而可以指导治疗发现过程。

您能否描述您的团队正在从事的临床检测?

为了在临床中利用CMS,必须进行临床分析以将患者的肿瘤分类为四种CMS之一。 Nature Medicine最初的论文报道了CMS分类器,但它需要新鲜冷冻的组织并需要对近6,000个基因进行测量,因此在临床上不可行。

我们的月球射击团队已经进行了广泛的工作,以开发出一种改进的CMS分类器,并将其应用于临床。我们首先对潜在的分类方法进行了广泛的调查,以建立比以前报道的更有效的CMS分类器。我们还希望我们的测定对临床上常见的福尔马林固定石蜡包埋的样品有用。我们开发了一种可用于任何样品类型并仅需分析100个基因的分析方法。

我们目前正在对该分类器进行CLIA认证,因此可以在诊所中使用。我们还试图完善此分类器,以用于转移性样本,并建立更相关的患者衍生异种移植(PDX)模型。

您的团队如何在这些亚型的背景下评估新疗法和现有疗法,以便为每个患者亚组确定和优化最佳疗法?

正如我所提到的,这四个CMS具有独特的分子特征,我们希望找出针对这些特征的现有或新型疗法。这将使我们能够对CRC进行基于CMS的精确治疗,并有可能极大改善患者的预后。

我们采取了一种多模式方法,并聘请了包括应用癌症科学研究所(IACS)和临床试验中心在内的多个Moon Shots平台,致力于开发和测试与特定CMS相关的治疗目标。

首先,我们试图通过CMS对现有临床试验中的患者进行分类,以评估其亚型是否可预测对治疗的反应。我们也正在进行临床前研究,以研究IACS正在开发的某些新型疗法。

其次,我们正在使用慢病毒和CRISPR筛选来识别潜在的CMS特异性治疗靶标,这也涉及CMS特异性临床前模型的开发,包括可用于这些筛选的PDX。

最后,我们已经开始使用临床分类器进行研究,以丰富具有特定CMS的患者,并且我们正在评估其他已完成和正在进行的随机研究,以了解CMS如何预测新疗法的活性。

我们正在从对患者样本的整体分析中获得信息,以帮助指导这一过程,并且我们希望这种策略能够在进入临床时带来最大成功潜力的目标发现。 Moon Shot资金使我们能够进行高度集成的合作并加快进度,从而使这些突破性的发现成为可能。