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JCI 郑亮团队发现遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌综合征新型诊断和代谢机制

2023/6/16 16:05:21提供者: 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 进入该公司展台
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遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌(HLRCC associated RCC)是常染色体显性遗传肾癌,由延胡索酸酶基因FH的胚系或体系突变、缺失以及甲基化失活导致。与其他常见的肾细胞肿瘤相比,HLRCC associated RCC具有型乳头状肾癌特点,也会偶发集合管癌和透明细胞癌等。该型肿瘤常表现为单侧或单病灶,呈囊性,或囊性实性混合生长,且侵袭性远强于其他肾细胞癌,在肾原发病灶较小且局(1.5厘米),也可能出现淋巴结转移或远处转移,转移部位常见于肺,预后差。由于FH-缺陷患者队列研究的不足,迄缺乏有效药物和标准治疗方案。临床诊断主要通过基因测序或组织病理学或医学影像分析进行术诊断,但疾病的复杂性和多样性使得早期诊断较为困难,因此对于该疾病的诊断新方法亟待探索。

 

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2023413日,上海交通大学医学院附属儿童医学中心郑亮团队和仁济医院张进,徐云则团队合作,在Journal of Clinical Investigation(影响因子IF=19.477)在线发表题为Circulating succinate-modifying metabolites accurately classify and reflect the status of fumarate hydratase-deficient renal cell carcinoma的研究论文。

 

研究团队在多年研究基础上,组建了全国范围的多中心延胡索酸酶基因突变携带者队列,阐明了基因延胡索酸酶失活突变在肿瘤与携带者中的代谢异常机制。揭示血液小分子suc-cyssuc-ado可以准确诊断延胡索酸酶的胚系或体系突变,其AUCROC=0.97,为临床上遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌的诊断提供了新的视角。

 

 

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△HLRCC-associated患者I/II期和III/IV期的Kaplan-Meier总生存期分析(点击查看大图)

 

研究队列由来自 16 个中心的 252 名参与者组成:其中FH 缺陷 (FH-MT) RCC 患者77例,临床分型为IIIIII IV 期;77FH-MT患者中70例携带种系突变,7例为散发性突变,涉及错义、无义、移码和大规模缺失。在所有 FH-MT 患者中,47 名有家族史。FH-野生型 (FH-WT) RCC (n=88) 患者是新招募的,包括各种亚型的患者。以及新招募的无肿瘤 (NC) 个体的正常对照和 9 岁和性别匹配。我们先对 77 FH-MT RCC 患者进行了 Kaplan-Meier 生存分析,显示 I/II 期患者的平均生存期明显长于 III/IV 期患者(P = 0.007),表明早期诊断具有明显的生存获益。

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△HLRCC-associate病人血浆的组学分析

(点击查看大图)

 

本研究共使用了 n = 268 份血浆样本。来自 10 FH-MT RCC 患者、10 FH-WT RCC 患者和 10 NC 个体的样本 (n = 30) 被选为发现集。单独的验证集 (n = 238) 包含 67 FH-MT 样本、78 FH-WT 样本和 77 NC 样本。主成分分析结果表明,肿瘤中 FH 遗传状态和疾病阶段的血浆代谢物的潜在聚类,来自 ROCAUC 分析的 20 种代谢物使 FH-MT 样品与其他两组的样品清晰分离。涉及氨基酸代谢、脂类代谢、TCA循环及核苷酸代谢途径。其中 suc-cyssuc-ado、琥珀半胱氨酸-甘氨酸 (suc-cys-gly) 和肌酸核苷水平具有很强的相关性,并且似乎是肿瘤负荷的佳预测因子,被确定为监测 FH 变异患者和肿瘤负担潜在生物标志物。

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△FH突变型和野生型PDX小鼠模型血浆生物标志物的关联(点击查看大图)

 

进一步采用移植患者来源的肿瘤异种移植物 (PDX),以监测真正的人类肿瘤对血浆代谢物的影响,FH 突变型小鼠肿瘤的生长速度与野生型相当。在FH 缺陷型 PDX 的小鼠血浆中,检测到suc-adosuc-cys suc-cys-gly,并随时间推移,随着肿瘤生长成比例地增加。这些结果表明,suc-cyssuc-ado具有出色的反映肿瘤状态的敏感性。更重要的是,皮下肿瘤手术切除后一天血浆代谢物降至基础水平

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△HLRCC-associated患者的临床诊断效能

(点击查看大图)

 

为了验证发现集和小鼠临床模型的结果,我们采用独立验证集进行了验证,其中包含来自 67FH突变型患者、FH野生型患者和 67个健康受试者的 238 个血浆样本。通过同位素标记的内标对 suc-ado suc-cys 的血浆浓度进行了定量分析。结果表明,两种代谢物在 FH突变型病人血浆中均显着升高。 Suc-cyssuc-ado 可以显著区分健康受试者与FH突变型患者,ROCAUC = 0.983suc-ado ROCAUC = 0.930。以及突变型及野生型FH RCCsuc-cys: ROCAUC = 0.980; suc-ado: ROCAUC = 0.923)。提示所选择的Suc-cyssuc-ado,可作为常规筛选 FH 突变携带者,以及 RCC 患者分型的生物标志物。

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△HLRCC-associated诊断与代谢机制示意图

(点击查看大图)

 

进一步的机制研究显示,在小鼠模型中,肿瘤微环境中肾脏组织的蛋白联和协同作用导致肿瘤来源的多肽转化为小分子suc-cyssuc-ado

 

本文总结

 

目对于高转移性肾癌,除了在早期阶段的肿瘤切除外,尚无有效的治疗方法。作者筛选的suc-cyssuc-ado,可靠地反映了基因突变状态和肿瘤负荷,在早期诊断,转移复发和预后的效果都较好,填补了肾癌肿瘤代谢标志物的空白。研究团队的成果对于寻找适合快速诊断、筛查和监测的无创血浆生物标志物的探索,为出生基因缺陷型健康筛查和复发难治型肾癌的精准治疗带来新希望。

 

 

 

 

 

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作者信息

上海交通大学医学院附属儿童医学中心研究员郑亮为第一作者和通讯作者,上海仁济医院泌尿科张进教授为共同通讯作者,伍小宇为共同作者。文章中非靶向代谢组学,脂质组学,以及标志物定量使用Thermo Q Exactive Plus完成。

微信号:ayiwangapp17

标签:平滑肌瘤病和肾细胞癌综合征新型诊断  

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