PLoS ONE: En Gene Expression Underskrift for Erhvervet kemoresistens til cisplatin og fluorouracil Kombination Kemoterapi i Gastric Cancer Patients

Abstrakt

Baggrund

Vi indledte en prospektiv undersøgelse for at identificere transkriptionelle ændringer forbundet med erhvervet kemoterapi modstand fra før og efter biopsi prøver fra den samme patient og afdække potentielle molekylære veje involveret i behandlingssvigt til at vejlede terapeutiske alternativer.

Metode /vigtigste resultater

En prospektiv, high-throughput transskriptionsprofilering undersøgelse blev udført under anvendelse af endoskopiske biopsiprøver fra 123 metastatisk gastrisk kræftpatienter før cisplatin og fluorouracil (CF) kombinationskemoterapi. 22 patienter, der initialt responderede på CF blev re-biopsi, efter at de udviklet resistens over for CF. En erhvervet kemoterapi modstand signatur blev identificeret ved at analysere genekspressionsprofilerne fra matchede præ- og post-CF behandlede prøver.

erhvervet resistens signatur var i stand til at adskille en separat kohorte af 101 nyligt diagnosticerede mavecancerpatienter henhold til den tid til progression efter CF. Hierarkisk klyngedannelse ved hjælp af en 633-gen erhvervet resistens signatur (feature udvælgelse på P
< 0,01) adskilt de 101 forbehandling patientprøver i to grupper med markant forskellige tidspunkter til progression (2,5 vs. 4,7 måneder). Dette 633-gen signatur omfattede opregulering af Akt1
, EIF4B
, og RPS6
(mTOR pathway), DNA reparation og lægemiddelmetabolisme gener, og blev beriget for gener overudtrykt i embryonale stamcellelinjer signaturer. En 72-gen erhvervet resistens signatur (en delmængde af 633 gen signatur også identificeret i ES celle-relateret gen sæt) var en uafhængig prædiktor for tid til progression (justeret P
= 0,011) og overlevelse (justeret P
= 0,034) af disse 101 patienter.

Konklusion /betydning

Denne signatur kan give ny indsigt i at identificere nye mål og behandlinger, der er nødvendige for at overvinde den erhvervede modstand mavekræft til CF

Henvisning: Kim HK, Choi IJ, Kim CG, Kim HS, Oshima A, Michalowski A, et al. (2011) En Gene Expression underskrift Erhvervet kemoresistens til cisplatin og fluorouracil Kombination Kemoterapi i Gastric kræftpatienter. PLoS ONE 6 (2): e16694. doi: 10,1371 /journal.pone.0016694

Redaktør: Alfons Navarro, University of Barcelona, ​​Spanien

Modtaget: 10. september 2010; Accepteret: December 24, 2010; Udgivet: 18 februar, 2011

Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Public Domain erklæring hvori det hedder, at når det først er i det offentlige rum, dette arbejde kan frit gengives, distribueres, overføres, ændres, bygget på, eller på anden måde bruges af alle til ethvert lovligt formål

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet delvist af National Institutes of Health Intramural Program, center for Cancer Research, National Cancer Institute; af den koreanske National Cancer Center Grant 0910570 og ved de konvergerende Research Center Program gennem Ministeriet for undervisning, videnskab og teknologi (2010K001121). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Forstå, hvordan tumorer udvikler sig på molekylært niveau for at overvinde de cytotoksiske virkninger af kemoterapi er et afgørende skridt i udviklingen af ​​terapeutiske metoder, der vil forhindre eller overvinde kemoresistens. Men på grund af vanskelighederne ved at opnå serielle tumorbiopsier fra patienter på forskellige stadier af terapi, identifikation af molekylære ændringer, der forekommer som tumorer blevet resistente over for behandling har været et irriterende problem. Den serielle indsamling af solide tumorer prøver fra de samme patienter har været yderst vanskeligt i det kliniske miljø, men mavekræft giver en enestående mulighed til dette formål, da det ofte er i første omgang reagerer på kemoterapi og gentagne endoscopies kan udføres for at overvåge tumor respons på kemoterapi.

I denne undersøgelse endoskopiske biopsi blev udtaget fra mavecancerpatienter. Vi identificerede en genekspression signatur for erhvervet kemoresistens til cisplatin og fluorouracil (CF) kombinationskemoterapi, ved at sammenligne prøver indsamlet før CF behandling med prøver fra de samme patienter på det tidspunkt, modstandsdygtighed over for CF udviklet baseret på objektiv klinisk progression. Ved hjælp af denne metode, kunne vi identificere molekylære kandidater, der muligvis føre til udvikling af nye målrettede behandlinger for mavekræft. Vigtigt er det, vi fandt også, at en erhvervet kemoresistens signatur kunne identificere, om nydiagnosticerede gastrisk kræftpatienter vil have en kort eller mere vedvarende respons CF terapi. Da den erhvervet resistens signatur allerede er stærkt repræsenteret i ikke-respondenter, og at det forekommer usandsynligt, at de mange udtryk forandringer på globalt plan vil udvikle sig i en forholdsvis kort periode, vores resultater synes at understøtte den konventionelle, klonselektion model for tumorprogression og erhvervet kemoresistens [1]. Identifikation biomarkører, der adskiller kræftpatienter, der vil eller ikke vil drage fordel af cytotoksisk kemoterapi i høj grad vil forbedre den kliniske ledelse. Selvom undersøgelser med anvendelse af high-throughput transskription profilering af forbehandling biopsiprøver har forsøgt at identificere sådanne prædiktorer, har udførelsen af ​​disse prædiktorer været blandede [2]. I del, kan dette skyldes, at det er vanskeligt at identificere robuste gen signaturer i tumorer fra populationer med stor genetisk variation. Vores data tyder på, at udtryk-profilering af efterbehandling prøver kunne være et muligt alternativ tilgang.

Nogle undersøgelser har antydet, at tumorer, som udvikler kemoresistens kan erhverve visse egenskaber iboende stamceller, og at kemoterapi behandling fører til en samtidig berigelse af cancer stamceller in vitro
[3]. Vi demonstrerer endvidere, at erhvervet resistens signatur beriget for gener tidligere identificerede i embryonale stamceller (ES) celle udtryk underskrifter, hvilket yderligere tyder på, at for mavekræft, opstår kemoresistens fra udvælgelse af eksisterende celler med især stamcellebehandling egenskaber.

Materialer og metoder

Patient periodisering og opfølgning

Dette er den del af en prospektiv undersøgelse godkendt af Institutional Review Board (IRB) af National Cancer center Hospital i Goyang, Sydkorea (NCCNHS01-003). Alle deltagere underskrevet en IRB-godkendt informeret samtykke formular. Berettigelse til optagelse i studiet omfattede følgende parametre: 1) alder ≥18 år; 2) histologisk bekræftet gastrisk adenocarcinom; 3) klinisk dokumenteret fjernmetastaser; 4) ingen andre end den mavekræft tidligere eller samtidige maligniteter; 5) ingen forudgående historie med kemoterapi, enten adjuvans eller palliativ; og 6) passende funktion af alle større organer. Patienter, som blev tabt til opfølgning før fuldførelsen af ​​6 cyklusser af kemoterapi, bortset dokumenteret progressiv sygdom, blev udelukket fra analyserne.

Vores prospektiv undersøgelse havde 2 mål. Det første mål, som er i fokus i et andet papir [4], var at udvikle en genomisk prædiktor for første kemoterapi reaktion ved at korrelere udtrykket profilering data for prøver forbehandling med kliniske resultater ( iboende modstand undersøgelse
). Prøve størrelse af forsøget var planlagt baseret på denne første mål. For træningssættet, blev 91 begivenheder skønnes at være påkrævet på α = 0,001, β = 0,05, τ (standardafvigelse af log intensitet) = 0,75, og δ (hazard ratio er forbundet med en enhed ændring af log intensitet) = 2. Derfor blev 96 forbehandling prøver indsamlet fra august 2001 til januar 2005 træningssættet (for iboende modstand undersøgelse
). En anden gruppe af 27 egnede patienter blev indskrevet som array validering kohorten mellem februar 2005 og april 2006 som omfatter 22 patienter behandlet med CF, og 5 patienter behandlet med cisplatin plus oral capecitabin (et fluoruracil pro-drug betragtes som svarende til fluoruracil; CX ). CX-terapi blev vist at være terapeutisk ækvivalent til CF regime for metastatisk gastrisk kræft [5].

Det andet formål med vores kommende retssag, som er forfulgt af analyserne i dette papir, var at identificere en genekspression signatur for den erhvervede kemoresistens ved at sammenligne prøver af de kliniske respondere før og efter behandling ( erhvervet resistens undersøgelse
). Efter en indledende endoskopisk biopsi blev alle patienter undersøgelse prospektivt behandlet og fulgt op. Patienterne blev behandlet med cisplatin (60 mg /m ^{2, D1) i kombination med enten fluorouracil (1 g /m 2 i 5 dage, n = 118) eller capecitabin (Xeloda, Roche, 1.250 mg /m 2 gange dagligt i 2 uger, n = 5) 5 hver 3. uge. Kemoterapi doser blev reduceret afhængigt toksiciteter og patientens performance status. Specifikke dosis modifikation ordninger for den efterfølgende behandlingscyklus var på foranledning af den behandlende onkolog. Tidsplanen for fluorouracil behandling kunne afkortes skøn onkolog fra 5 til 3 dage for ældre patienter (≥70 år) eller patienter med en dårlig performance status (Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) performance status ≥2). Abdominal spiral computertomografi (CT) scanninger blev udført for alle patienter hver 3 cyklusser af kemoterapi ( dvs..
, 9 uger). Mål respons blev dokumenteret for patienter med målbar sygdom i henhold til World Health Organization (WHO) kriterier [6]. En partielt respons (PR) blev defineret som mere end et fald i summen af ​​produkterne af de 2 største vinkelrette diametre af målbare læsioner i mindst 4 uger 50%, men en bekræftelse CT blev ikke rutinemæssigt udført 4 uger efter den indledende dokumentation af PR.}

Der var 38 patienter med PR blandt 96 træningssæt (af iboende modstand undersøgelse
). Patienter med PR undergik en opfølgning biopsi på det tidspunkt sygdomsprogression blev observeret ( dvs..
, Progressiv sygdom i henhold til WHO-kriterier), benævnt "kemoterapi stat". Tilstrækkelige biopsiprøver fra tumorer i en kemoresistent tilstand var tilgængelige fra 22 patienter med PR (57,9%). Kemoresistens state biopsi prøver af de andre 16 patienter (42,1%) ikke kunne profileret på grund af enten utilstrækkelig RNA mængde /kvalitet eller patienters afslag. Der var ingen forskel i alder, køn, histologisk type, tid til progression (TTP), og samlet overlevelse mellem 22 patienter re-biopsi og de øvrige 16 patienter, der havde PR, men var ikke re-biopsi. Prøver blev indsamlet mindst 2 uger efter sidste dosis af fluorouracil og
før second-line kemoterapi blev startet, for at minimere eventuelle akutte narkotikarelaterede effekter på udtryk profil.

To stykker af groft-normale maveslimhinden vævsprøver blev også indsamlet fra antrum af 21 raske frivillige (tabel S1).

Identifikation af en erhvervet resistens underskrift til CF

Endoskopisk biopsier blev udført for at opnå den friske væv . Fem til ti stykker af friske tumorvæv blev opnået fra ikke-nekrotisk del af tumor ved hjælp af store cup biopsi pincet mm diameter 7,3 (Olympus FB-24K-1, Olympus, Tokyo, Japan). Derefter opnåede friske væv blev frosset i flydende nitrogen inden for 15 min af den første biopsi høst. Vævsprøver, der indeholder mindst 50% af tumorcellerne blev forarbejdet for RNA som tidligere beskrevet [7]. Et mikrogram totalt RNA blev amplificeret og hybridiseret til en HG-U133A patron array, ifølge fabrikantens protokol (Affymetrix, Santa Clara, CA). Alle udtryk microarray data er tilgængelige på Gene Expression Omnibus (GEO) Database (tiltrædelse nummer GSE14210, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo) [TIDEN, Reviewer ADGANG KUN: http: //www.ncbi .nlm.nih.gov /geo /query /acc.cgi token = rtgnlocqoqeiwtw &? acc = GSE14210]. Genekspression microarray data blev normaliseret ved Robust Multichip Gennemsnitlig (RMA) ved hjælp R2.6. Før og efter CF udtryk data fra 22 rebiopsied respondenter blev normaliseret uafhængigt af udtrykket data fra en separat gruppe af 101 ikke-rebiopsied patienter. Microarray data blev analyseret ved hjælp af BRB ArrayTools (version 3.6, National Cancer Institute, http://linus.nci.nih.gov/BRB-ArrayTools.html) [8].

Gene udtryk ændringer, der adskiller den indledende transkriptionel status af tumorer fra genekspression mønstre, når tumorer blev kemoterapi blev bestemt for de 22 patienter med dokumenteret initial respons (PR) til CF-behandling. Matchet microarray data blev sammenlignet mellem de opnåede før CF behandling prøver og prøver indsamlet efter resistens mod terapi udvikles. Disse data blev analyseret under anvendelse klassen sammenligning algoritme BRB-ArrayTools (tilfældig variansanalysemodel), som beregner en parret t
-test for hvert gen under anvendelse af RMA-opsummeret log-intensiteter for Affymetrix U133A arrays. Gener udtrykkes forskelligt mellem disse 22 parrede prøver definerede den erhvervet resistens signatur. På funktionen udvælgelse P
-værdi cutoffs på 0,05 og 0,01, blev en permutation P-værdi beregnes, som er andelen af ​​tilfældige permutationer, der identificerer et tilsvarende antal væsentlige gener, der er fundet, når man sammenligner de sande klasse etiketter.

Tid til progression blev plottet ved hjælp af Kaplan-Meier-metoden. En log-rank testen blev anvendt til at bestemme forskelle mellem overlevelseskurver. Walds test blev anvendt til vurdering af den statistiske signifikans af Cox hazard ratio. Multivariable regressionsanalyser blev udført ved hjælp af en Cox proportional hazard model. Alle disse analyser blev udført ved anvendelse af SPSS (version 15.0, SPSS, Inc., Chicago, IL). Multivariable ordinal logistisk regressionsanalyse blev udført under anvendelse til SAS (version 9.1.3, SAS, Cary, NC), for at evaluere associationen mellem 72-genet prædiktiv indeks og radiografisk respons.

Transskription faktoranalyse

transskription faktor analyser blev udført for at lede efter den berigelse af transskription faktor mål i generne omfatter erhvervet resistens signatur (BRB-ArrayTools). Alle gener forespurgte i denne analyse algoritme er blevet katalogiseret til transkriptionsfaktorresponsive kategorier baseret på eksperimentelt verificerede transkriptionsfaktor lydhørhed. Transskription faktor-bindende datasikring information i Transcriptional Regulatory Element Database (TRED) [9] blev brugt til at fjerne mål uden nogen eksperimentel verifikation.

Analyse af offentlige mikromatrice data fra kirurgisk behandlet mavecancerpatienter

Offentligt tilgængeligt microarray data for kirurgisk behandlede gastrisk patienter genereret af Stanford Functional Genomics Facility blev også opnået fra NCBI GEO-databasen (GSE4007) og omfattede omkring 30,300 gener er fælles for disse datasæt. De mikroarraydata blev genereret og standardiseres som beskrevet i Leung et al
[10]. Batch virkninger i genekspression blev fjernet med probe-wise betyder centrering og manglende data blev imputeret med den nærmeste nabo gennemsnit metode [11]. Array cDNA kloner blev kommenteret hjælp SOURCE (Stanford Microarray Database) og Entrez GeneID blev brugt som kortlægning id for Affymetrix HG-U133A array.

Gene sæt sammenligning analyser

Genet sæt sammenligning værktøj analyserer brugerdefinerede gen sæt til differential udtryk blandt foruddefinerede klasser af en kilde datasæt. For hver kilde datasæt, en P
-værdi beregnes for hvert gen til at korrelere ekspressionsniveauet vs.
Overlevelsestid ved hjælp af en proportional farer model (eller til den differentielle ekspression mellem foruddefineret klasser, afhængigt af arten af ​​fænotypen), generering af en rangeret gen for et givet BRB-ArrayTools projekt. For et sæt af N
gener, er LS statistik defineret som den gennemsnitlige negative naturlige logaritme til P
-værdier af de relevante enkelt gen univariate test [12]. En sammenfatning statistik beregnes der opsummerer disse P
værdier over brugerdefinerede gen sæt; resuméet statistik er gennemsnitlig log ( P
) til LS oversigt over, hvordan de P
værdier adskiller sig fra en ensartet fordeling for LS [12]. Resuméet statistik er relateret til fordelingen af ​​de sammenfattende statistik for tilfældige prøver af N
gener, stikprøven fra dem repræsenteret i array. Her N
er antallet af gener i den brugerdefinerede gen sæt. 100.000 tilfældige gen sæt blev udtaget til at beregne denne fordeling. LS P
værdi andelen af ​​tilfældige sæt af N
gener med mindre gennemsnitlig oversigtsstatistikker end LS resuméer beregnet for de reelle data. anvendes denne fremgangsmåde for en række forskellige typer af korrelationer mellem geners ekspressionsniveauer og fænotype. Beskaffenheden af ​​fænotype (f.eks overlevelsestid eller binære indikatorer) bestemmer den måde, hvorpå de genspecifikke P Salg værdier beregnes. En LS P Drømmeholdet værdi mindre end 0,005 betragtes som signifikant.

Identifikation af en gastrisk cancer-specifik signatur og en mavekræft differentiering signatur

Total RNA blev isoleret fra frosne endoskopisk biopsiprøver af antrale slimhinde opsamlet fra 21 raske frivillige og analyseret ved mikroarray som tidligere beskrevet. For at identificere den mavekræft-specifikke signatur, vi sammenlignede udtryk data fra de 21 normale prøver med 101 prøver fra patienter forud for kemoterapi prøver (ekskl 22 rebiopsied patienter bruges til at udvikle den erhvervede resistens signatur) ved hjælp af klasse sammenligning algoritmer af BRB- ArrayTools.

af de 101 patienter, 41 patienter havde Laurens tarm histologisk type primære tumorer og 60 havde den diffuse type. Blandet-type tumorer blev kategoriseret sammen med den diffuse type. En differentiering signatur blev identificeret ved sammenligning af genekspression data fra 41 tarmprøver typen med 60 diffuse typen prøver ved anvendelse af klasse sammenligning algoritmer af BRB-ArrayTools.

Generation af ES celle underskrifter fra offentliggjorte data

for at generere en brugerdefineret gen sæt til vores gen sammenligning analyser, vedtog vi flere gen lister af det offentliggjorte arbejde Ben-Porath et al
[13], hvor flere gen-apparater forbundet med ES-celle identitet blev udarbejdet for gen sæt sammenligning analyser. En " ES udtryk sat
" blev tidligere defineret af Ben-Porath et al
[13] som gener over-udtrykt i humane ES-celler i mindst 5 ud af 20 profilering undersøgelser [14 ]. Dette ES udtryk sæt blev derefter ændret [13], således at gener i "spredning" Gene ontologi og spredning klynge af brystkræft [13], [15] blev udelukket, og benævnes ES uden spredning gener
. Lister over target gener for MYC [16], SOX2 [17], OCT4 [17], NANOG [17], SUZ12 [18], europæiske demokratifond [18], og H3K27 [18], som er vigtige transkriptionsfaktorer i stamceller, Der blev også vedtaget fra Ben-Porath [13]. Disse gener blev oprindeligt identificeret ved kromatin immunopræcipitation array-undersøgelser [16] - [18]. Til vores gen sæt sammenligning analyser, Entrez id'er [13] af target gener blev kortlagt til at undersøge sæt id'er på HG-U133A array (www.NetAffx.com).

Identifikation af en 72-gen prædiktiv indeks

Blandt de 468 gener opreguleres ved kemoterapi tilstand ( P
< 0,01), 72 unikke gener var medlemmer af mindst én af fire offentliggjort ES celle-relateret gen sæt
( " ES uden spredning gener
" [13], [15], den eksperimentelt valideret MYC transskription faktor målgenet sæt (TRED MYC_T00140) [9], og target gener af MYC og SOX2 identificeres ved en kromatin immunofældning vifte undersøgelse [16], [17]). Et genomisk prædiktor (benævnt "72-gen prædiktiv index") blev konstrueret ved at beregne den vægtede linearkombination af log signalværdier af disse 72 unikke gener overlappende mellem den erhvervede resistens signatur og " ES-relaterede gensæt
". Den univariate t
-Statistik til sammenligning af klasserne (erhvervet kemoterapi vs.
Forbehandling stater) blev anvendt som vægte. BRB-ArrayTools (klassen forudsigelse) blev anvendt til at beregne t
-værdi af hvert gen. Den intelligente magt 72-genet prædiktiv indeks blev testet for tid til progression og overlevelse ved hjælp af Cox proportional hazard model.

Resultater

Identifikation af en erhvervet resistens underskrift til CF

Tyve-to patienter, der demonstrerede en klinisk respons (PR) til CF terapi blev biopsi før initiering af behandling og efterfølgende efter sygdomsprogression efter kemoterapi. Før og efter CF prøver var ikke signifikant forskellig i tumoren celleprocenten og foranstaltninger af microarray data kvalitetskontrol (tabel 1 og tabel S2). Median intervallet mellem 2 biopsier var 8,7 måneder (interkvartile område, 6,4-12,6). Da permutationen P
værdier var konsekvent mindre end 0,05 ved P
cutoffs for funktionen udvælgelse på 0,01 og 0,05 (permutation P
værdier, 0,012 og 0,006 henholdsvis), dette viser, at genekspression er signifikant forskellig mellem kemoterapi og forbehandling stater. Gener udtrykkes differentielt mellem forbehandling tilstand af 22 tumorer, der viste sig oprindeligt reagerer på CF kemoterapi og tumorer fra de samme patienter efter at have udviklet sig til en erhvervet kemoresistent stand er identificeret som "erhvervet resistens signaturer". 2.446 gener blev identificeret i erhvervet resistens signatur med en funktion udvalg af P
< 0,05, mens 633 gener blev identificeret ved hjælp af en funktion udvalg af P
< 0,01. Den mest repræsenterede funktionel kategori i erhvervet resistens signatur var Protein Synthesis
(tabel S3; Ingenuity Pathway Analysis [www.ingenuity.com]), som omfatter Akt1
, ribosomale subunit mRNA ( RPS6, RPL13, RPL14, RPL15, RPL18, RPL29, RPL3, RPL30, RPL4, RPS11, RPS19, RPS9
), og eukaryote translationsinitierings- faktorer ( EIF4B EIF3D, EIF3E, EIF3F, EIF3H
). Akt /mTOR og Ras-MAPK signalering moduler er to mest undersøgte veje, der udviser en altoverskyggende effekt på translationel regulering [19]. I betragtning af den samtidige opregulering af disse centrale elementer i denne vej ( Akt1
( P
= 0,0012), EIF4B
( P
= 0,0089), og RPS6
( P
= 0,0009)), den PI3K /Akt /mTOR signaltransduktionsvej formodes at blive aktiveret i erhvervet resistens tilstand (figur S1). Akt1 har været knyttet til in vitro
cisplatin resistens [20] - [22]. mTOR hæmning har også været kendt for at vende in vitro
erhvervet resistens over for endokrin terapi og EGFR inhibitorer af bryst- og lungekræft, henholdsvis [23], [24]. Da er ERBB2
også opreguleret i erhvervet resistens signatur ( P
= 0,0065), ERBB2
kan spille en rolle i opregulering af Protein Synthesis
-relaterede gener, gennem aktivering af mTOR pathway [25].

Transskription gen sæt sammenligning faktor analyse viste, at den erhvervede resistens signatur er beriget med mål for flere transkriptionsfaktorer, herunder en MYC målgen sæt (TRED MYC_T00140) [9] (tabel S4). Dette er i overensstemmelse med en microarray data i litteraturen, at størstedelen af ​​gener reagerer på Myc overekspression er involveret i makromolekylær syntese, protein omsætning, og metabolisme, herunder 30 ribosomale protein gener [26].

Den erhvervet resistens signatur inddeler patienter i henhold til den tid til sygdomsprogression efter CF terapi, men er ikke prognostisk i mavecancerpatienter behandlet kun ved operation

Vi ønskede at undersøge, om udtryk for erhvervet resistens signatur i gastriske kræftsvulster ved første diagnosticering var til forudsigelse af respons på CF-terapi. Ekspression af den erhvervede resistens signatur i en separat gruppe af 101 ikke-rebiopsied mavecancerpatienter blev bestemt og relateret til det kliniske resultat af de patienter, hvorefter større hierarkiske klynge patienterne blev grupperet. Hos patienter uden læsioner oprindeligt målbare ved diagnostisk billeddannelse, tid til progression (TTP) blev målt fra indledningen af ​​CF terapi til det tidspunkt, hvor en ændring i behandlingen var nødvendig på grund af entydig sygdomsprogression. Hierarkisk klyngedannelse af de 101 forbehandling prøverne blev udført ved anvendelse af 2.446-genet erhvervet resistens signatur. Resultat som målt ved TTP var signifikant forskellig mellem patienter i hver af de to primære klynger. Patienter i klyngen med øget ekspression af generne opregulerede i kemoresistent tilstand havde en signifikant kortere TTP end patienter med lavere ekspression af disse gener (Log-rank P Drømmeholdet værdi = 0,033) (figur 1A). For yderligere at evaluere associeringen af ​​disse 2.446 gener med TTP af 101 patienter, udførte vi også en overlevelse risiko forudsigelse analyse af BRB-ArrayTools, hvor hele 10-fold krydsvalidering blev gentaget under anvendelse af 2.446 gener og en log- rang statistik for TTP mellem 2 forudsagt risikogrupper blev opnået for hver tilfældig datasæt med TTP data blandes blandt 101 patienter [8], [27]. Den permutation P Drømmeholdet værdi til test af nulhypotesen, at der ikke er nogen sammenhæng mellem 2.446 gener og TTP, som er halen område på denne null fordeling ud over log-rank værdi opnået for de reelle data, blev anslået 0,06 , hvilket tyder på en borderline signifikans af foreningen. Patienter i klyngen med øget ekspression af 468 gener opreguleret i kemoterapi tilstand ved P
< 0,01 havde også en betydeligt kortere TTP end patienter, med lavere ekspression af disse gener (Log-rank P
værdi = 0,012) (figur 1B). Disse resultater tyder på, at erhvervet resistens signatur afspejler reelle molekylære profil kemoterapi kloner, ikke uspecifikke lægemiddelvirkninger.

Vi ønskede også at yderligere fat om disse erhvervet resistens underskrifter var prædiktiv CF respons eller repræsenterede en generel prognostisk signatur, kunne forudsige overlevelse af 88 mavecancerpatienter som blev behandlet med kirurgi alene og ikke af kemoterapi ^{10. Ingen af ​​de to erhvervet resistens signaturer (2.446 eller 633 gener) var prædiktive for overlevelse i de kirurgisk behandlede mavecancerpatienter bruger den samme hierarkiske clustering metode som ovenfor (Log-rank P
værdier, 0,84 og 0,41, henholdsvis ). Således erhvervet resistens signatur er prædiktiv for patientens respons på CF og ikke bare prognostiske for mavecancerpatienter generelt.}

De erhvervet resistens signatur deler mange træk med den iboende modstand signatur, men ikke med en gastrisk kræft- specifik signatur eller en mavekræft differentiering signatur

Disse erhvervet resistens underskrifter blev derefter sammenlignet med den iboende resistens undertegnelse af en separat gruppe af 101 ikke-rebiopsied patienter, ved hjælp af gen-sæt sammenligning analyse af BRB-ArrayTools [12] . Kort fortalt denne algoritme beregnet en P
-værdi for hvert af 2.446 gener til at korrelere ekspressionsniveauet vs.
TTP af disse 101 patienter ved hjælp af en proportional farer model. Så det beregnede forstås negativt naturlige logaritme til de P
-værdier for de enkelt gen univariate test (LS statistik for dette sæt af 2.446 gener) og andelen af ​​tilfældige sæt af 2.446 gener med mindre gennemsnitlig summariske statistikker end LS resuméer beregnet med reelle data (LS P
værdi). Den samme analyse blev gentaget for 633 gener udvalgt P
< 0,01. I overensstemmelse med resultaterne af den hierarkiske klyngedannelse analyser blev fundet erhvervet resistens underskrifter at være stærkt beriget i "indre resistens signatur" af en separat gruppe af 101 CF-patienter. LS re-sampling P
værdier var < 10 ^{-5 for både brugerdefinerede gen sæt udvalgt med forskellige cutoffs at definere erhvervet resistens signatur ( dvs
, for 2446 og 633 gener). Gener overlappende mellem erhvervet og iboende modstand signaturer er angivet i tabel 2. Figur 2C b
grafisk viser, at 468 gener opreguleres ved kemoterapi tilstand af 22 rebiopsied patienter ( P
< 0,01) show den samstemmende overekspression i ikke-rebiopsied patienter med kortere TTP, mens 165 gener nedreguleret ved kemoterapi tilstand viser samstemmende overekspression i patienter med længere TTP.}

Brug lignende gen sæt sammenligning analyser, erhvervet resistens underskrifter blev derefter sammenlignet med " mavekræft-specifik signatur
" og "mavekræft differentiering signatur
" af disse 101 patienter. For at sammenligne erhvervet resistens signatur med " mavekræft-specifik signatur
", LS statistik af 2.446 gener i erhvervet resistens signaturen blev anslået ved at beregne en gennemsnitlig negativ naturlige logaritme til P
-værdier af de enkelte gen univariate test for forskellen udtryk for hver af 2.446 gener mellem 101 mavecancerpatienter og 21 raske frivillige. Ingen signifikant overlap i genekspression blev observeret sammenligne den erhvervet resistens signatur til en " mavekræft-specifik signatur
" (LS P Drømmeholdet værdi = 0,96; Tabel S5). Ligeledes var der ingen signifikant overlap mellem 2446-genet erhvervet resistens underskrift og et "mavekræft differentiering signatur
", som vi identificeret gennem sammenligning af genekspression mellem Laurens tarm- (n = 41) vs
diffus-type (n = 60) tumorer, enten (LS P Drømmeholdet værdi = 0,024; tabel S5). Disse resultater antyder endvidere, at erhvervet resistens signatur repræsenterer et sæt gener dysreguleret i forbindelse med kemoresistens, og ikke kræft generelt.

De erhvervet resistens signatur aktier funktioner med stamcelle signaturer

betragtning af, at komplekse regulerende netværk i stamceller kan bedst påvises ved ekspression analyse af mange gener, vi udførte flere gen sæt sammenligning analyser sammenligne vores erhvervet resistens signaturer med offentliggjorte ES celle signaturer som rapporteret af Ben-Porath et al
^{13 (tabel S6). Vi antager, at sammenligne den opnåede resistens signatur med ES-signaturer ville være informativ, da det er blevet foreslået, at kræft progenitorceller besidder stamcelle-lignende egenskaber [28].}

Vores erhvervet resistens signatur, i modsætning til