A associação da mutação ATRX com viés sexual em pacientes com câncer gástrico do sexo feminino com imunidade anticancerígena relacionada à imunoterapia aprimorada
Apr 11, 2023
Abstrato
Fundo:
As alterações genéticas provaram ser biomarcadores promissores para a resposta ICI. No entanto, preconceitos sexuais em alterações genéticas têm sido frequentemente ignorados no campo da imunoterapia, o que pode influenciar especialmente a imunidade anticancerígena e a eficácia da imunoterapia em pacientes do sexo masculino ou feminino. Aqui, avaliamos sistematicamente o efeito dos preconceitos sexuais na mutação somática de pacientes com câncer gástrico (GC) na imunidade anticancerígena e no benefício clínico da imunoterapia.
O sistema imunológico é um sistema importante para o corpo humano resistir à invasão de doenças. Se a imunidade estiver baixa, isso levará facilmente ao declínio da capacidade do corpo de resistir a doenças, tornando-o propenso a várias doenças.
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Métodos:
Os dados genômicos e transcriptômicos do câncer gástrico foram baixados do The Cancer Genome Atlas (TCGA) e do International Cancer Genome Consortium (ICGC). Também obtivemos os dados genômicos e clínicos de uma coorte tratada com MSKCC ICI do banco de dados cbioportal. Os perfis de mutação somática de tumor derivado de GC masculino e feminino foram comparados pelo pacote maftools R. A análise de enriquecimento do conjunto de genes de amostra única (ssGSEA) foi realizada para calcular a pontuação dos indicadores de imunidade anticancerígena, incluindo sinalização de IFN, atividade citolítica (CYT) e maquinaria de apresentação de antígeno (APM).
Resultados:
Verificou-se que o ATRX sofre mutações com mais frequência em pacientes com GC do sexo feminino em comparação com pacientes do sexo masculino (FDR = 00,0108). Pacientes do sexo feminino com GC com mutação ATRX manifestaram significativamente mais subtipos de MSI alto, aumento da expressão de TMB e PDL1, bem como pontuações mais altas de sinalização de IFN, CYT e APM. A análise de enriquecimento do conjunto de genes (GSEA) mostrou que a mutação ATRX pode aumentar a imunogenicidade e a imunidade anticancerígena, afetando as vias de reparo de danos ao DNA.
Na coorte tratada com ICI de MSKCC, pacientes com GC com mutação ATRX foram associados a sobrevida global prolongada. Ao estratificar toda a coorte tratada com ICI por sexo, pacientes do sexo feminino com mutação ATRX obtiveram benefícios de sobrevida significativamente melhores do que pacientes do sexo masculino mutantes ATRX (Pacientes do sexo feminino, HR de ATRX MT vs WT=00,636, IC 95 por cento { {5}},455–0,890, P=0,023; Pacientes do sexo masculino, HR de ATRX MT vs WT=0,929, IC de 95%=0. 596–1.362, P=0.712).
Conclusões:
A mutação ATRX pode servir como um potencial biomarcador preditivo para benefício clínico favorável ao ICI em pacientes femininas com GC. A mutação ATRX pode ser aplicada em combinação com outros biomarcadores de resposta ICI para identificar melhor as pacientes femininas com GC que obterão maiores benefícios da terapia ICI.
Palavras-chave:
Câncer gástrico, preconceitos sexuais, mutação ATRX, imunidade anticancerígena.
Fundo
O câncer gástrico (CG) é um importante problema de saúde mundial. Na China, o GC é o segundo tipo mais comum de tumor e foi responsável por 291,000 mortes atribuídas em 2015 [1]. A eficácia das opções de tratamento atuais para GC avançado é limitada e a sobrevida global desses pacientes ainda é baixa. O desenvolvimento da imunoterapia tumoral, representada pelos inibidores do checkpoint imunológico (ICI), remodelou o tratamento de tumores sólidos e comprovou a eficácia em algumas neoplasias malignas, como melanoma, câncer de pulmão de células não pequenas, carcinoma de células renais e carcinoma de células escamosas recorrentes do cabeça e pescoço [2-5].
Embora os ICIs tenham mostrado uma eficácia preliminar encorajadora em GC avançado, a resposta geral ao ICI pode não ser tão notável quanto aos tumores sólidos, como melanoma e câncer de pulmão de células não pequenas [6]. Assim, pesquisas adicionais de GC sobre o desenvolvimento de biomarcadores precisos que possam prever a resposta ao ICI são obrigatórias.
Mutações somáticas específicas, como mutação TET1, mutação NOTCH, bem como computação TP53 e KRAS, provaram ser biomarcadores promissores para resposta ICI [7-9]. No entanto, preconceitos sexuais frequentemente ignorados no campo da imunoterapia podem existir em alterações genéticas específicas. Ao fazer uma comparação de perfis de mutação somática entre tumores que ocorrem em homens e mulheres em vários tipos de câncer, Li et al. descobriram que existiam grandes vieses sexuais na densidade e frequência da mutação, o que influenciaria o desempenho do biomarcador prognóstico [10]. Além disso, o sexo também pode afetar a eficácia da imunoterapia.
Por exemplo, Wu et al. relataram que o tratamento com ICI prolonga a sobrevida global e a sobrevida livre de progressão de pacientes do sexo masculino com tumores, em particular aqueles tratados com inibidor de CTLA-4 [11]. Conforti et al. realizaram duas meta-análises, respectivamente, e descobriram que pacientes do sexo masculino poderiam obter um benefício maior do ICI sozinho do que pacientes do sexo feminino, enquanto as mulheres obtêm mais benefícios clínicos do que os homens do ICI mais quimioterapia [12, 13]. Esta evidência fornece uma hipótese de que pode haver certos biomarcadores com viés de sexo mais apropriados para pacientes do sexo masculino ou feminino.
Portanto, tentamos explorar se existem mutações genéticas específicas com viés de sexo que influenciariam a eficácia da imunoterapia para pacientes com GC do sexo feminino ou masculino. Neste estudo, avaliamos sistematicamente a variação de sexo nos perfis de mutação somática do GC e descobrimos que a mutação ATRX que ocorre com mais frequência em pacientes com GC do sexo feminino estava associada a maior TMB, aumento da imunidade anticancerígena e benefício clínico favorável ao ICI.
Métodos
Fontes de dados
Baixamos os dados de RNA-seq de nível 3 (n=375), os dados clínicos correspondentes (n=443) e o perfil de mutação somática (n=433) de pacientes com GC de TCGA. Os pacientes sem perfis de expressão gênica, informação de sexo ou dados de mutação foram excluídos. O perfil de mutação somática de pacientes chineses e japoneses com GC (Projeto: GACA-CN, n=123; GACA-JP; n = 585) também foi baixado dos conjuntos de dados do ICGC. Os dados de status de MSI de pacientes com GC de TCGA foram obtidos no estudo anterior [14]. Os dados genômicos e de sobrevivência de uma coorte tratada com ICI foram baixados de Samstein et al. [15].
Análise de mutação somática
Os dados de mutação somática foram analisados pelo pacote maftools R [16]. Os perfis de mutação entre pacientes masculinos e femininos com GC foram comparados usando a função de mafComapre. Testamos apenas os genes mutados em pelo menos 5 amostras em um dos grupos. A taxa de descoberta falsa (FDR) de 00,05 foi considerada o valor de corte para significância.
PolyPhen{{0}} (Polymorphism Phenotyping v2) é uma ferramenta de software que pode estimar a probabilidade de dano à estrutura da proteína causada pela mutação missense [17]. Usamos o software Polyphen-2 para avaliar melhor o impacto mutacional na estrutura da proteína. Com base na pontuação final avaliando a influência da mutação missense na estrutura da proteína, o valor limiar de 0,69 foi definido para dividir a mutação missense em mutação missense benigna ou mutação missense deletéria.
Quantificação da carga de mutação tumoral (TMB)
As variantes denominadas somáticas determinadas por TCGA e ICGC foram utilizadas para estimar o TMB. O tamanho da região do exoma foi definido como 38 Mb. A mutação sinônima e variantes nas regiões intergênicas ou não codificantes foram excluídas da estimativa de TMB. Conforme descrito no estudo anterior [18], a pontuação TMB de cada amostra foi calculada como o número total de mutações contadas divididas pelo tamanho da região do exoma.
A estimativa da pontuação da atividade citolítica (CYT)
Os dados de expressão gênica no formato FPKM coletados do TGCA foram primeiro transferidos para transcrições por milhão (TPM). Os valores de TPM foram então transformados em log2. O escore CYT foi descrito como a média geométrica dos valores de expressão de GZMA e PRF1 no TPM [19].
Avaliação de células imunes infiltrantes de tumor com CIBERSORT
O CIBERSORT é uma ferramenta de deconvolução que pode estimar com precisão a abundância de subconjuntos de leucócitos humanos em uma biópsia de tumor [20]. Usamos o método CIBERSORT e a assinatura do gene LM22 (uma matriz validada de assinatura de genes de leucócitos contendo 22 subconjuntos hematopoiéticos humanos funcionalmente definidos) para avaliar as proporções de células imunes em GC. No critério de P < 0,05, os resultados da composição de células imunes do CIBERSORT foram considerados precisos.
Análise de enriquecimento de conjunto de genes de amostra única (GSA)
O método de ssGSEA calcula uma pontuação de enriquecimento do conjunto de genes por amostra, comparando as classificações dos genes na lista de genes com as classificações de todos os outros genes no transcriptoma [21]. Empregamos essa abordagem para avaliar computacionalmente a sinalização de IFN e a maquinaria de apresentação de antígeno (APM) [22, 23]. Usamos uma assinatura APM de 7 genes previamente definida que consistia em genes MHC de classe I e genes envolvidos no processamento e carregamento de antígenos. A sinalização de IFN foi pontuada usando o conjunto de genes de dois ensaios clínicos de GC avançado de KEYNOTE-012 [6] e KEYNOTE-059 [24]. O método de ssGSEA foi implementado no pacote GSVA R [25]. A lista de genes foi mostrada no Arquivo Adicional 1.
Análise de enriquecimento de conjuntos de genes
A análise de enriquecimento do conjunto de genes (GSEA) foi implementada pelo aplicativo javaGSEA (versão 4.0.3). O GSEA foi usado para identificar os principais caminhos associados ao status da mutação ATRX. Os conjuntos de genes anotados (c2.cp. Kegg.v7.1.symbols.gmt) para GSEA foram selecionados como os conjuntos de genes de referência. FDR < 0.25 e P < 0.05 foram considerados como os critérios de limite.
Análise estatística
O teste de log-rank na análise de Kaplan-Meier foi realizado para avaliar as diferenças de sobrevida entre os grupos. O teste de Wilcox ou o teste de Kruskal-Wallis com correção post hoc pairwise de Bonferroni foi usado para avaliar as diferenças nos subgrupos. O teste qui-quadrado ou teste exato de Fisher foi aplicado para comparar a distribuição das características clínicas entre os grupos. Análises de regressão de Cox univariadas e multivariadas foram realizadas para identificar os fatores com valor prognóstico independente. P < 0,05 foi escolhido como critério de corte.
Todas as análises estatísticas foram realizadas com o software R (versão 3.6.2). As figuras do boxplot e do histograma foram produzidas pelo GraphPad Prism (versão 8.0.1).
Resultados
Variações somáticas em pacientes masculinos e femininos com CG
Primeiro comparamos a frequência de mutações somáticas da coorte TCGA entre pacientes com GC feminino e masculino. Curiosamente, apenas a mutação ATRX ocorreu significativamente mais em pacientes do sexo feminino em comparação com pacientes do sexo masculino após o ajuste da taxa de descoberta falsa (FDR=00,0108) (Fig. 1a).
Para evitar o viés acidental causado por uma única coorte, verificamos ainda os vieses sexuais da mutação ATRX nas coortes de GACA-CN e GACA-JP. A frequência de mutação de ATRX em GACA-CN e GACA-JP foi de 31,7 por cento (39/123) e 6,3 por cento (37/585), respectivamente. As proporções de pacientes do sexo feminino com mutação ATRX em GACA-CN (feminino 40,5 por cento vs masculino 27,9 por cento, teste exato de Fisher, P=0,206) e GACA-JP (feminino 11,0 por cento vs masculino 4,3 por cento, teste exato de Fisher, P=0,004) foram ambos maiores do que os dos pacientes do sexo masculino (Fig. 1b).
Posteriormente, tentamos examinar se as disparidades sexuais na mutação ATRX poderiam ser encontradas em outros projetos de câncer do ICGC. Excluímos os tumores com restrição de sexo e os projetos de câncer com frequência de mutação ATRX inferior a 5%. Notavelmente, metade dos projetos de câncer (50 por cento, 17/34) mostraram diferenças significativas entre os sexos na mutação ATRX (Fig. 1c, arquivo adicional 2). Na maioria dos projetos de câncer (88,2%, 30/34), a frequência de mutação do ATRX foi maior em pacientes do sexo feminino do que em pacientes do sexo masculino, embora a diferença em alguns projetos de câncer não tenha mostrado significância estatística. Além disso, avaliamos o possível impacto da mutação missense ATRX na estrutura da proteína pelo software PolyPhen-2. As mutações missense deletérias em pacientes do sexo feminino foram predominantes entre todos os tipos de mutações ATRX na coorte TGCA (arquivo adicional 3). No geral, esses resultados indicam que a mutação ATRX em pacientes com câncer gástrico pode existir viés de sexo.
Correlação entre mutação ATRX e características clínicas
Primeiro comparamos a distribuição de características clínicas entre o tipo mutante ATRX e os pacientes do tipo selvagem (Tabela 1). Notavelmente, a maioria dos pacientes mutantes ATRX eram tumores de alta instabilidade de microssatélites (MSI-H) em comparação com os pacientes ATRX de tipo selvagem (Fig. 2a). Em seguida, examinamos se a mutação ATRX poderia afetar a sobrevida geral dos pacientes com GC. O teste de log-rank na análise de Kaplan-Meier demonstrou que os pacientes mutantes ATRX tendiam a uma melhor sobrevida global do que os pacientes selvagens (Fig. 2b). A análise de Kaplan-Meier de pacientes de GACA-CN também mostrou um resultado semelhante (Fig. 2c).
Além disso, para avaliar melhor os benefícios de sobrevivência da mutação ATRX, exploramos ainda mais o impacto da mutação ATRX nos resultados prognósticos em coortes não GC no banco de dados TCGA. Selecionamos as coortes de câncer não gástrico com frequência de mutação ATRX de mais de 10 por cento, incluindo LGG (39,2 por cento), UCEC (24,3 por cento), SARC (16,9 por cento), GBM (10,4 por cento), CESC (10,4 por cento), COAD (10,3 por cento). Da mesma forma, descobrimos que a mutação ATRX em pacientes com UCEC também foi associada a sobrevida global prolongada (arquivo adicional 4). Finalmente, avaliamos o efeito da mutação ATRX na expressão de ATRX. Descobrimos que os tumores mutantes ATRX tinham menor expressão de ATRX, embora a diferença não manifestasse significância estatística (Fig. 2d). Em resumo, a mutação ATRX foi significativamente correlacionada com o subtipo MHS-H e melhor sobrevida em pacientes com CG.
A mutação ATRX está associada ao aumento da carga de mutações tumorais e maior expressão de PDL1
A carga de mutação tumoral (TMB) e a expressão de PDL1 foram dois indicadores comuns para prever a resposta à imunoterapia. Calculamos o TMB de cada paciente GC de TCGA, GACA-CN e GACA-JP, respectivamente. Conforme mostrado na Fig. 3a, TMB mais alto foi observado em pacientes com GC mutante ATRX da coorte de TCGA (mediana de TMB 16,61 vs 2,526, P <0.0001), GACA-CN (mediana de TMB 1,974 vs 1,211, P=0,0001) e GACA-JP (mediana TMB 27,82 vs 2,421, P < 0,0001). Em seguida, comparamos a expressão de PDL1 entre pacientes com GC com ou sem mutação ATRX na coorte TCGA. Os pacientes mutantes ATRX apresentaram maior expressão de PDL1 (expressão mediana 2,027 vs 1,098, P=0,0244) do que os pacientes selvagens (Fig. 3b).
Dadas as possíveis diferenças sexuais na mutação ATRX, exploramos ainda mais a correlação da mutação ATRX com a expressão de TMB e PDL1 estratificada por sexo (Sub1: pacientes do sexo feminino com mutação ATRX; Sub2: pacientes do sexo feminino sem mutação do ATRX; Sub3: pacientes do sexo masculino com mutação do ATRX; Sub4: pacientes do sexo masculino sem mutação ATRX). Em coortes de GACA-CN e GACA-JP, pacientes do sexo feminino e masculino com mutação ATRX apresentaram maior TMB do que pacientes ATRX de tipo selvagem (Fig. 3c). No entanto, em coortes de TCGA, apenas pacientes do sexo feminino do tipo mutante ATRX apresentaram TMB mais alto do que outros pacientes sem mutação ATRX. Não há diferença significativa em TMB entre pacientes do sexo masculino com ou sem mutação ATRX. Além disso, em três coortes não foram observadas diferenças significativas entre pacientes do sexo feminino e masculino com mutação ATRX. Ao comparar a expressão de PDL1 entre os quatro subgrupos na coorte TCGA, descobrimos que a expressão de PDL1 em pacientes do sexo feminino mutante ATRX foi maior do que em pacientes sem mutação ATRX (Fig. 3d).
Em geral, esses resultados sugeriram que pacientes com mutação ATRX, especialmente pacientes com GC do sexo feminino, foram significativamente associados a maior expressão de TMB e PDL1.
Pacientes do sexo feminino com GC com mutação ATRX apresentam imunidade anticancerígena aumentada
Recorremos a vários fatores comprovados relacionados à imunoterapia, incluindo atividade citolítica (CYT) [26], sinalização de IFN [6], maquinaria de apresentação de antígenos (APM) [27] e células imunes infiltrantes de tumor [28], para caracterizar a imunidade anticancerígena. Usamos o método de ssGSEA para explorar a associação da mutação ATRX com a imunidade anticancerígena. Embora as pontuações de imunidade anticancerígena em pacientes com mutação ATRX fossem maiores do que em pacientes sem mutação ATRX, a diferença não exibiu significância estatística (Fig. 4a).
No entanto, ao avaliar a influência da mutação ATRX na imunidade anticancerígena estratificada por sexo, descobrimos que pacientes do sexo feminino com mutação ATRX apresentaram pontuações significativamente mais altas dos fatores relacionados à imunoterapia do que pacientes sem mutação ATRX (Fig. 4b). Não houve diferenças significativas nos escores de imunidade anticancerígena entre mutantes ATRX e pacientes selvagens do sexo masculino. Além disso, pacientes do sexo feminino com mutação ATRX manifestaram pontuações mais altas de indicadores relacionados à imunoterapia do que pacientes do sexo masculino com mutação ATRX.
Finalmente, usamos o método CIBERSORT para investigar as proporções de infiltração de células imunes entre pacientes do sexo feminino mutante ATRX (Sub1), pacientes do sexo feminino ATRX selvagem (Sub2), pacientes do sexo masculino mutante ATRX (Sub3) e pacientes do sexo masculino selvagem ATRX (Sub4). Células auxiliares foliculares T, macrófagos M1 e células dendríticas ativadas foram significativamente enriquecidas em pacientes do sexo feminino com mutação ATRX, enquanto as proporções de células dendríticas em repouso foram significativamente menores do que em outros pacientes (Fig. 4c). Células auxiliares foliculares T, macrófagos M1 e células dendríticas ativadas estão associadas à maquinaria de apresentação de antígenos, o que foi consistente com o aumento de APM em pacientes do sexo feminino com mutação ATRX.
Em conclusão, pacientes do sexo feminino com GC com mutação ATRX apresentaram imunidade anticancerígena mais forte do que pacientes ATRX selvagens ou pacientes masculinos mutantes. O enriquecimento de células auxiliares foliculares T, macrófagos M1 e células dendríticas ativadas em pacientes do sexo feminino mutantes ATRX também apoiaram o resultado acima.
O efeito da mutação ATRX na imunidade anticancerígena em pacientes do sexo feminino não é afetado pela heterogeneidade imunológica baseada no sexo
Para examinar se o efeito da mutação ATRX na imunidade anticâncer em pacientes do sexo feminino foi devido à heterogeneidade imunológica baseada no sexo, comparamos ainda mais os fatores de imunidade anticâncer acima entre pacientes do sexo masculino e feminino. Apenas o TMB apresentou as diferenças entre os sexos, e as pacientes do sexo feminino tiveram TMB maior do que os pacientes do sexo masculino (arquivo adicional 5). No entanto, as diferenças de TMB entre mulheres e homens desapareceram quando excluímos as amostras femininas com mutação ATRX (arquivo adicional 5). Esses resultados revelaram que a imunidade anticancerígena aumentada em pacientes do sexo feminino mutante ATRX não foi afetada pela heterogeneidade imunológica baseada no sexo.
Análise prognóstica independente da mutação ATRX
Primeiro realizamos a análise de Kaplan-Meier para determinar os valores prognósticos dos fatores relacionados à imunoterapia acima. A expressão de TMB e PDL1 foi dividida em grupos altos e baixos com base na ferramenta X-tile. Conforme mostrado na Figura 5, a expressão de TMB e PDL1 exerceu influência na sobrevida dos pacientes. O grupo alto de TMB e PDL1 implicou um melhor resultado. Em seguida, incluímos a expressão de TMB e PDL1 na análise subsequente para examinar o valor prognóstico independente da mutação ATRX. As análises de regressão de Cox univariadas e multivariadas ilustraram que a mutação ATRX foi o fator prognóstico independente (Tabela 2).
Impacto da mutação ATRX na reparação de danos no DNA
Realizamos GSEA para analisar o contexto funcional da mutação ATRX. A análise da via KEGG mostrou que a mutação ATRX foi enriquecida principalmente no reparo por excisão de base (BER), reparo por excisão de nucleotídeos (NER) e reparo por recombinação homóloga (HRR) (Fig. 6a). A função biológica da mutação ATRX foi significativamente envolvida no reparo de danos ao DNA (DDR). Em seguida, usamos o ssGSEA para caracterizar a via de BER, NER e HRR entre mutantes ATRX e pacientes selvagens. Conforme ilustrado na Fig. 6b, BER (pontuação mediana 00,8734 vs 00,7909, P=0.{{10}} 002), NER (pontuação mediana 0,4333 vs 0,3605, P = 0,044) e HRR (pontuação média 0,7618 vs 0,6898, P = 0,0098) foram significativamente enriquecidos no mutante ATRX pacientes. Além disso, continuamos a explorar o efeito da mutação ATRX nas vias BER, NER e HRR estratificadas por sexo. Apenas pacientes do sexo feminino com mutação ATRX manifestaram escores mais altos de BER, NER e HRR do que outros pacientes sem mutação ATRX (Fig. 6c).
Além disso, escolhemos os genes principais enriquecidos nessas três vias para examinar as diferenças de expressão entre mutantes ATRX e pacientes selvagens. Curiosamente, a maioria dos genes centrais expressam-se altamente em pacientes do tipo mutante ATRX quando comparados aos pacientes do tipo selvagem (Fig. 6d). Após a estratificação por sexo, os níveis de expressão desses genes principais relacionados ao DDR também foram maiores em subgrupos de pacientes do sexo feminino e masculino com mutação ATRX do que outros dois subgrupos de tipo selvagem (arquivo adicional 6).
Tomados em conjunto, esses resultados implicam a ativação possivelmente aumentada de vias DDR em pacientes mutantes ATRX. O TMB mais alto e a ativação do sistema DDR podem indicar a probabilidade de mutagênese feroz e ativação DDR compensatória correspondente em pacientes mutantes ATRX.
A mutação ATRX está associada a benefícios clínicos favoráveis à ICI
Para investigar se os pacientes com mutação ATRX poderiam se beneficiar do ICI, obtivemos os dados genômicos e de sobrevivência publicamente disponíveis da coorte MSKCC ICItreated do banco de dados do cbioportal [15]. A coorte tratada com MSKC C ICI contém 1.610 pacientes de vários tipos de câncer com dados de mutação, incluindo 54 pacientes com câncer gástrico. A frequência de mutação do ATRX em pacientes com câncer gástrico ou da junção gastroesofágica é de 7,41 por cento (4/54). Observamos que os pacientes com mutação ATRX tinham TMB mais alto do que os pacientes ATRX do tipo selvagem (Fig. 7a). Nos pacientes com câncer gástrico, os pacientes com mutação ATRX tenderam a uma sobrevida global mais longa (mediana, não alcançada vs 13 meses, log-rank P=00,194) (Fig. 7b).
Da mesma forma, a sobrevida geral dos pacientes com mutação ATRX em toda a coorte também foi superior à dos pacientes selvagens ATRX (mediana, 30 meses vs 18 meses, log-rank P=0.075) ( Fig. 7b). Em seguida, dividimos toda a coorte em dois grupos (feminino e masculino) e comparamos a sobrevida geral entre os status de mutação ATRX. Curiosamente, apenas pacientes do sexo feminino com mutação ATRX obtiveram sobrevida global significativamente prolongada em comparação com pacientes do sexo feminino do tipo selvagem (mediana, 30 meses vs 14 meses, log-rank P=00,023) (Fig. 7c). Além disso, comparamos o poder preditivo da mutação ATRX em pacientes do sexo masculino e feminino. A FC do tipo mutante ATRX vs tipo selvagem para pacientes do sexo feminino (HR=0.636, 95 por cento CI=0.455–0.890, P=0.023) é melhor do que a HR para pacientes do sexo masculino (HR=0.929, 95 por cento CI = 0.596–1.362, P=0.7117) (Fig. 7c).
Coletivamente, esses dados sugeriram que a mutação ATRX, especialmente em pacientes do sexo feminino, estava associada a benefícios clínicos favoráveis ao tratamento com ICI.
Discussão
Neste estudo, por meio da comparação de perfis de mutação somática derivados de pacientes masculinos e femininos com GC, identificamos pela primeira vez que a mutação ATRX ocorreu preferencialmente em pacientes femininos com GC e foi associada a maior TMB, aumento da imunidade anticancerígena e benefício clínico favorável ao ICI .
ATRX é um gene supressor de tumor e codifica um membro da família de proteínas SWI/SNF. O ATRX demonstrou estar associado ao reparo de danos ao DNA [29], mantendo a estabilidade genética [30], facilitando a replicação apropriada do DNA [31] e afetando a expressão de genes específicos [32]. A mutação ATRX constitui as anormalidades genéticas comuns nos gliomas.
Em gliomas de tipo selvagem IDH, a presença de mutações ATRX serviu como um marcador favorável de maior sobrevida do paciente [33]. A perda de ATRX prejudicou a atividade de junção de extremidades não homólogas e aumentou o MSI no glioblastoma, resultando em maior sensibilidade a agentes que danificam o DNA [34]. Han et ai. relataram que o ATRX poderia regular o reparo de danos ao DNA modulando a via ATM e aumentando a sensibilidade à temozolomida no glioma [35]. Em nosso estudo, maior TMB e ativação das vias de reparo de danos ao DNA foram observadas em pacientes do sexo feminino com mutação ATRX. TMB resulta do confronto entre mutação e reparo do DNA. Esses resultados sugeriram que a função de reparo compensatório de danos ao DNA pode ser mais fraca do que a mutagênese mais feroz com mutação ATRX. Especulamos que a mutação ATRX em pacientes com GC do sexo feminino poderia afetar o reparo de danos ao DNA relacionado, representando o TMB mais alto e a correspondente imunidade anticancerígena aumentada. No entanto, o mecanismo preciso da mutação ATRX na regulação da imunidade anticancerígena em pacientes femininas com GC requer mais pesquisas.
Pesquisadores existentes relataram os preconceitos sexuais do ATRX. Young e cols. descobriram que camundongos fêmeas sem ATRX no pâncreas mostraram exclusivamente maior sensibilidade a lesões e à ação oncogênica do KRAS mutante, enquanto camundongos machos sem ATRX foram protegidos [36]. Da mesma forma, também descobrimos que pacientes do sexo feminino com mutação ATRX apresentaram imunogenicidade aumentada, especialmente imunidade anticancerígena mais forte do que pacientes do sexo masculino mutante ATRX, o que pode ser em parte devido ao aumento da sensibilidade a danos no DNA em pacientes do sexo feminino mutante ATRX. Dunford e outros. relataram que uma fração de genes supressores de tumor (incluindo ATRX) em chrX pode escapar da inativação durante a embriogênese, levando à expressão bialélica desses genes e maior proteção contra o câncer em mulheres [37]. Esta pesquisa pode explicar o resultado de que não houve diminuição significativa da expressão de ATRX em pacientes femininas com GC com mutação ATRX, embora mutações truncadas e deletérias sem sentido fossem predominantes em pacientes femininas mutantes ATRX.
Além das diferenças sexuais na imunogenicidade entre pacientes masculinos e femininos, também existiam disparidades sexuais no desempenho da mutação ATRX na predição de ICI. Embora a sobrevida global mais longa tenha sido observada em pacientes com mutação ATRX tratados com ICI, o poder preditivo da mutação ATRX foi melhor para pacientes do sexo feminino do que masculino. Pacientes do sexo feminino com mutação ATRX adquiriram benefícios de sobrevida significativamente maiores com o tratamento com ICI. Wang et ai. também relataram um resultado semelhante de que o TMB mostrou melhor poder preditivo na resposta ICI para pacientes do sexo feminino com NSCLC do que para pacientes do sexo masculino [38]. O desenvolvimento futuro e a aplicação de biomarcadores ICI devem levar em consideração as diferenças sexuais.
Existem várias limitações para este estudo. Primeiro, a frequência geral de mutação de ATRX em pacientes com GC é relativamente baixa, em particular para pacientes com GC do sexo masculino. Além disso, obtivemos apenas os dados do transcriptoma de uma única coorte. Essas limitações podem influenciar a força da comparação da imunidade anticancerígena entre pacientes do sexo feminino e masculino. Em segundo lugar, a frequência da mutação ATRX varia em diferentes populações.
Em nosso estudo, a frequência da mutação ATRX em três coortes GC foi diferente (31,7 por cento na coorte GACA-CN, 6,3 por cento na coorte GACA-JP e 5,3 por cento na coorte TCGA). Além disso, as proporções de pacientes do sexo feminino com mutação ATRX em GACA-CN (40,5 por cento) foram muito maiores do que as outras duas coortes (12,3 por cento na coorte TCGA e 11,0 por cento na coorte GACA-JP) . A diferença na frequência da mutação ATRX em diferentes populações pode de alguma forma limitar o uso da mutação ATRX como um biomarcador de prognóstico favorável. Em terceiro lugar, nossa análise provou apenas a associação da mutação ATRX com TMB, imunidade anticancerígena e eficácia da terapia com ICI. O mecanismo potencial da mutação ATRX no tratamento de ICI, especialmente para pacientes do sexo masculino, ainda precisa de mais exploração. Finalmente, seria melhor comparar os benefícios de sobrevivência da mutação ATRX entre pacientes com GC feminino e masculino após o tratamento com ICIs, o que poderia validar diretamente as diferenças sexuais da mutação ATRX na imunidade anticancerígena relacionada à imunoterapia. No entanto, falhamos em fazer a comparação devido ao tamanho limitado da amostra de pacientes com GC mutante ATRX na coorte tratada com MSKCC ICI.
Portanto, tentamos explorar preliminarmente se podem haver diferenças sexuais nos benefícios de sobrevivência da mutação ATRX, comparando as diferenças nos resultados prognósticos da mutação ATRX entre pacientes do sexo feminino e masculino em vários tipos de câncer em toda a coorte. Embora maiores benefícios de sobrevida do tratamento com ICIs tenham sido observados em pacientes do sexo feminino com mutação ATRX em vários tipos de câncer, esses dados podem exagerar a conclusão tirada para pacientes com GC. Mais coortes tratadas com ICI contendo tamanhos de amostra maiores de pacientes com GC mutante ATRX são necessários para validar as diferenças sexuais nos benefícios de sobrevivência aqui.
Conclusões
Em resumo, nosso estudo descobriu que a mutação preferencial do ATRX em pacientes com GC do sexo feminino estava associada a imunogenicidade aprimorada, aumento da imunidade anticancerígena e benefício clínico favorável ao ICI. As disparidades sexuais na frequência de mutação, imunidade anticancerígena e benefícios clínicos sugeriram que a mutação ATRX pode ser mais apropriada como um potencial preditor de benefício clínico favorável para ICI em pacientes do sexo feminino com GC. A mutação ATRX pode ser combinada com outros biomarcadores de resposta ICI para melhor identificar as pacientes femininas com GC que obterão maiores benefícios da imunoterapia. No entanto, mais pesquisas clínicas são necessárias para validar nossos resultados e avaliar o valor da mutação ATRX em pacientes do sexo masculino.
Abreviaturas
GC: Câncer gástrico; ICI: Inibidores do checkpoint imunológico; TCGA: O atlas do genoma do câncer; ICGC: Consórcio Internacional do Genoma do Câncer; FDR: taxa de descoberta falsa; TMB: carga de mutação tumoral; CYT: Atividade citolítica; APM: Máquinas de apresentação de antígenos; GSEA: Análise de enriquecimento de conjuntos de genes; ssGSEA: Análise de enriquecimento de conjunto de genes de amostra única; MSI: instabilidade de microssatélites; BER: Reparo de excisão de base; NER: Reparo por excisão de nucleotídeos; HRR: Reparação por recombinação homóloga; DDR: reparo de danos ao DNA.
Agradecimentos
Agradecemos aos projetos TCGA e ICGC por disponibilizar os dados genômicos para análise. Agradecemos também aos autores que forneceram dados genômicos e de sobrevivência disponíveis da coorte tratada com ICI no repositório cbioportal.
Contribuições dos autores
Concepção e desenho do estudo: YG e PMW. Coleta de conjuntos de dados: YG, GPD, XSL, GQF e JJC. Análise e interpretação dos dados: YG, FRW e WL. Redação, revisão e revisão do manuscrito: YG, FRW e PMW. Supervisão do estudo: PMW. Todos os autores leram e aprovaram o manuscrito final.
Financiamento
Este trabalho foi apoiado pelo Fundo de Planejamento de Humanidades e Ciências Sociais do Ministério da Educação da China (NO. 16YJA840014).
Declarações
Aprovação ética e consentimento para participar
Este estudo foi baseado em dados publicamente disponíveis do repositório TCGA, UCSC Xena e cbioportal, nenhuma permissão foi necessária para realizar este estudo. Este estudo não envolveu espécimes humanos ou o uso de informações de identificação pessoal. Todos os dados usados neste estudo foram desidentificados e disponibilizados publicamente, nenhuma aprovação ética foi necessária.
Consentimento para publicação
Não aplicável.
Interesses competitivos
Os autores declaram não haver conflito de interesses.
Detalhes do autor
1 Departamento de Epidemiologia e Estatísticas de Saúde, Escola de Saúde Pública, Southeast University, 87 Dingjiaqiao Road, Nanjing 210009, Jiangsu, China. 2 Departamento de Hematologia e Oncologia, Hospital Zhongda, Faculdade de Medicina, Southeast University, Nanjing, China. 3 Hospital Universitário do Sudeste, Nanjing, China. 4 Departamento do Centro de Transplante Pulmonar, Hospital Popular Wuxi Afiliado da Universidade Médica de Nanjing, Wuxi, Jiangsu, China.
Recebido:
26 de outubro de 2020 Aceito: 25 de fevereiro de 2021.
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Nota do editor
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