XG
Xuan Gao
Author with expertise in Genomic Landscape of Cancer and Mutational Signatures
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(86% Open Access)
Cited by:
4
h-index:
19
/
i10-index:
38
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
6

A new single-cell level R-index for EGFR-TKI resistance and survival prediction in LUAD

Xiaohong Xie et al.Aug 1, 2021
+11
Z
L
X
ABSTRACT EGFR-TKIs achieved excellent efficacy in EGFR-mutated patients. Unfortunately, most patients would inevitably develop progressive disease within a median of 10 to 14 months. Predicting the resistance probability remains a challenge. Therefore, we created an R-index model trained by single-cell RNA data with the OCLR algorithm. This model can be applied to estimate the level of EGFR-TKI resistance in cell line and xenograft mice models and predict prognosis in multiple cohorts. Comparing the high and the low R-index group, we found that the glycolysis pathway and KRAS up-regulation pathway were related to resistance, and MDSC was the leading cause of immunosuppression in the tumor microenvironment. These results are consistent with previous studies indicating that the R-index provides an insight into resistance status and a new way to explore resistance mechanisms and clinical treatment by the combination of Glucose metabolism-targeted or MDSC-targeted therapies. This is the first quantification method of EGFR-TKI resistance based on single-cell sequencing data solving the problem of the mixed resistance state of tumor cells and helping explore transcriptome characteristics of drug-resistant cell populations.
6
Citation2
0
Save
0

Circulating Tumor DNA-Guided De-Escalation Targeted Therapy for Advanced Non−Small Cell Lung Cancer

Song Dong et al.Jun 13, 2024
+25
J
Z
S
Importance Uninterrupted targeted therapy until disease progression or intolerable toxic effects is currently the routine therapy for advanced non−small cell lung cancer (NSCLC) involving driver gene variations. However, drug resistance is inevitable. Objective To assess the clinical feasibility of adaptive de-escalation tyrosine kinase inhibitor (TKI) treatment guided by circulating tumor DNA (ctDNA) for achieving complete remission after local consolidative therapy (LCT) in patients with advanced NSCLC. Design, Setting, and Participants This prospective nonrandomized controlled trial was conducted at a single center from June 3, 2020, to July 19, 2022, and included 60 patients with advanced NSCLC with driver variations without radiologically detectable disease after TKI and LCT. The median (range) follow-up time was 19.2 (3.8-29.7) months. Data analysis was conducted from December 15, 2022, to May 10, 2023. Intervention Cessation of TKI treatment and follow-up every 3 months. Treatment was restarted in patients with progressive disease (defined by the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors 1.1 criteria), detectable ctDNA, or elevated carcinoembryonic antigen (CEA) levels, whichever manifested first, and treatment ceased if all indicators were negative during follow-up surveillance. Main Outcomes and Measures Progression-free survival (PFS). Secondary end points were objective response rate, time to next treatment, and overall survival. Results Among the total study sample of 60 participants (median [range] age, 55 [21-75] years; 33 [55%] were female), the median PFS was 18.4 (95% CI, 12.6-24.2) months and the median (range) total treatment break duration was 9.1 (1.5-28.1) months. Fourteen patients (group A) remained in TKI cessation with a median (range) treatment break duration of 20.3 (6.8-28.1) months; 31 patients (group B) received retreatment owing to detectable ctDNA and/or CEA and had a median PFS of 20.2 (95% CI, 12.9-27.4) months with a median (range) total treatment break duration of 8.8 (1.5-20.6) months; and 15 patients (group C) who underwent retreatment with TKIs due to progressive disease had a median PFS of 5.5 (95% CI, 1.5-7.2) months. For all participants, the TKI retreatment response rate was 96%, the median time to next treatment was 29.3 (95% CI, 25.3-35.2) months, and the data for overall survival were immature. Conclusions and Relevance The findings of this nonrandomized controlled trial suggest that this adaptive de-escalation TKI strategy for patients with NSCLC is feasible in those with no lesions after LCT and a negative ctDNA test result. This might provide a de-escalation treatment strategy guided by ctDNA for the subset of patients with advanced NSCLC. Trial Registration ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03046316
0
Citation1
0
Save
0

Global Distribution and Projected Variations of Compound Drought‐Extreme Precipitation Events

Siqi Deng et al.Jul 1, 2024
+6
Z
D
S
Abstract The compound drought‐extreme precipitation event (CDEP) is one of the most impactful successive compound events that shift from drought to extreme precipitation in the same location within a short period. Due to its dual characteristics of drought and flood, CDEP tends to be more destructive than the impact of individual drought or flood. Yet few studies have analyzed the likelihood of CDEP at different time intervals and their potential variations under global warming. In this study, we assessed the coincidence rate between droughts and extreme precipitation events at 1‐month (CDEP‐1), 2‐month (CDEP‐2), and 3‐month (CDEP‐3) intervals, as well as their potential changes in a 1.5 and 2°C warming world (under both SSP2‐4.5 and SSP5‐8.5 scenarios). Our results suggest that global droughts and extreme precipitation events have coincided more frequently at 1‐month interval than at 2‐ and 3‐month intervals during the period 1985–2014. The global average coincidence rates of CDEP‐1, CDEP‐2, and CDEP‐3 are 24%, 10%, and 7%, respectively. Notably, the coincidence rate of CDEP‐1 exceeded 40% in Eastern Asia, north‐eastern North America, and India, indicating that more than 40% of droughts have been followed by extreme precipitation events in the next month after drought termination. Under both SSP2‐4.5 and SSP5‐8.5 scenarios, climate warming will increase the coincidence rate of CDEP‐1, CDEP‐2, and CDEP‐3, especially will lead to higher values in the coincidence rate of CDEP‐1. This study contributes to a better understanding of the patterns of CDEP and helps to develop more targeted risk management strategies.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Multi‐omics molecular phenotyping reveals the potential mechanisms of chemotherapy response and resistance in small cell lung cancer

Ying Cheng et al.Jun 1, 2024
+29
X
J
Y
Dear Editor, Small cell lung cancer (SCLC) is a low-survival malignant lung cancer with mainly extensive stage (ES).1, 2 A major challenge in treating SCLC is chemotherapy resistance.3 However, studies on disease evolution and molecular mechanisms of resistance during chemotherapy are insufficient. Here, we conducted a multicentre, observational study to profile the multi-omics characteristics of tumour tissue, circulating tumour cell (CTC) and circulating tumour DNA (ctDNA) in Chinese ES-SCLC patients. This study enrolled 54 patients, including naïve cohort and relapsed cohort (Figure S1 and Table S1). Except for one patient who had distant metastasis in relapsed cohort, all the patients had ES-SCLC. According to the different stratification parameters, patients were divided by two manners. One manner was chemo-resistant vs chemo-sensitive, according to whether the time from the end of first-line therapy to disease progression exceeded 90 days (chemotherapy-free interval); other manner was responders vs non-responders, according to Response Evaluation Criteria in Solid Tumours (version 1.1), and the patient whose lesions shrank over 30% was defined as responder. The median overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) for all patients were 9.6 m (95% confidence interval [CI]: 7.5‒12.2 m) and 4.5 m (95% CI: 3.4‒5.7 m), respectively. No clinical parameters had a significant effect on prognosis (Table S2). Chemo-sensitive/response patients had longer PFS (Figure S2), which suggested that different biological contexts may exist. The detection of ctDNA mutations was highly consistent with tumour results and the tumour mutation burden (TMB) was highly correlated (Figure S3A‒D and Tables S3 and S4), which indicated that ctDNA mutations could be used to monitor mutational changes during treatment with high confidence. As expected, TP53 and RB1 mutations were detected in most patients' baseline ctDNA (Figure S3A). Some frequently deleted genomic regions in tumours and more in CTCs were found (Figure S3E,F), which may indicate the evolution of genomic heterogeneity among diverse clones and the initial development of drug resistance. The tumour showed a high proportion of C > A transitions (Figure S3G). In both non-responders and chemo-resistant in baseline ctDNA, only the KDR gene (vascular endothelial growth factor receptor [VEGFR]) had a significantly higher mutation frequency (Figure 1A,C). The baseline ctDNA of chemo-resistant showed more significant deletion frequency, but only SORCS1 had a significant deletion frequency in baseline tumours (Figure S4). The TMB of baseline ctDNA in non-responders and microsatellite instability (MSI) score of baseline tumours in chemo-resistant were significantly higher (Figures 1B,D and S7B). However, other genomic indexes in tumour had no significant differences (Figures S5‒S7). Three pathways were highly enriched and one pathway was lower in non-responders (Figure S8). Tumour samples clustered into high and low levels of immune infiltrate by RNA-sequencing (Figure 2A,B). Although immune infiltration had no significant difference (Figure 2C,D), some immune populations in non-responders/chemo-resistant were significantly higher (Figures 2E, S9 and S10). The KRAS signalling pathways were enriched in non-responders in tumour (Figures 2F and S11), which were reported to affect the presence and suppressive function of tumouricidal cells.4 Conversely, several pathways related to proliferation and immunity were significantly up-regulated in responders/chemo-sensitive in both baseline tumours and CTCs (Figures 2F‒I, S11 and S12), suggesting that a more vital ability of differentiation and immunogenicity may occur in chemotherapy-sensitive tumour. The cell death pathway related to pyroptosis was different in baseline CTCs, and there was a significantly higher score of alkaliptosis in relapse nodes (Figure 2J,K). After chemotherapy, the CTCs in chemo-sensitive were significantly reduced at C3D1 while fewer changes were observed in chemo-resistant (Figure S13). The changes in the CTC counts and molecular tumour burden index (mTBI)5 were nearly consistent during conventional follow-up. The responders mostly tended to show a decreasing trend, while chemo-resistant showed a more frequent increasing trend (Figure S14). Phylogenetic relation trees showed a sustained high cancer cell fraction of major clones in chemo-resistant in both baseline and relapsed samples, but chemo-sensitive was characterised by the weakening of major clones in baseline samples (Figure S15A,B). Although the average number of mutations of trunk private clones was significantly higher in non-responders, the fraction of functional genes was lower (Figure S15C,D). The genomic landscape of 21 paired baseline and relapsed ctDNA showed no significant differences in TMB and mTBI (Figure S16). The KDR gene was still one of the top 10 frequently mutated genes (Figure 3A). The platinum drug resistance pathway was significantly enriched in baseline subclonal mutations and relapsed clonal mutations (Figure 3B), which indicated that tumour with drug-resistant mutations expanded from subclone to clone. Meanwhile, the tyrosine kinase inhibitor resistance and immune-related pathways were enriched in relapsed clonal mutations and subclonal mutations, respectively. Finally, we summarised the correlation between mutation/pathway/immunity and pathological response or chemotherapy sensitivity (Figure 3C), which may provide a comprehensive concept of treatment response and resistance mechanisms in SCLC. Consistent global copy number variation (CNV) results from cell lines and patient 1022 were observed, and some significant CNV changes were found between patients with or without durable clinical benefit (Figure S17). Patients with KDR mutation tended to have higher KDR expression levels and poor prognosis (Figure S18A,B). By using other datasets, we found that KDR was significantly highly expressed in SCLC-I and patients with low expression of the KDR were enriched in SCLC-A in the IMpower133 cohort6 (Figure S18C‒F). OS was significantly shorter in patients with high expression of KDR and VEGF pathways (Figure 4A,B). Moreover, the tumour with a high expression of KDR tended to be 'hot' (Figures 4C,D and S19). These findings were consistent with previous pathway enrichment results, suggesting that patients with KDR mutation and/or high expression of KDR may resist chemotherapy but benefit from immunotherapy, anti-folates and AURK inhibitors.7 Several chemotherapy agents contained higher IC50 in the high KDR expression group (Figure 4E), which may reveal a resistant trend. In conclusion, chemo-sensitive/response patients showed beneficial survival, and we found the potential mechanism was that KDR mutation, PI3K amplification, VEGF and KRAS pathways activation contribute to the development of chemotherapy resistance. These results provide critical information for the clinical decision of VEGF signalling pathway inhibitors combined with chemotherapy and imply that targeted therapies may benefit some patients who are resistant to chemotherapy. Besides, the difference in tumour microenvironment and several immune pathways enrichment between chemo-sensitive and chemo-resistant was consistent with the concept that tumours can take control of environment to reset the body homeostasis.8 However, we still lack sufficient evidence to determine the most appropriate therapies for recurring patients. Future studies are warranted on larger cohorts of patients in a real-world cohort to explore. Conceptualisation, supervision, funding acquisition and writing—review and editing: Ying Cheng. Resources, data curation, software, formal analysis, methodology, writing—original draft and writing—review and editing: Xuan Gao and Zelong Xu. Formal analysis, methodology and writing—review and editing: Bingfa Yan. Conceptualisation, resources and writing—review and editing: Jie Hu. Resources, data curation and writing—review and editing: Ying Liu, Jing Zhu, Ying Wang, Junfeng Wang, Changliang Yang, Hongxia Cui, Yanrong Wang, Guang Yang, Jie Hao, Peidong Li, Liang Zhang, Zili Li, Hongyu Wang, Yanli Sun, Shubo Zuo and Tianying Du. Software, formal analysis and writing—review and editing: Zhentian Liu, Xuefeng Xia and Xin Yi. Resources and writing—review and editing: Ying Xin, Ke Zheng, Yawen Yang and Kai Niu. Formal analysis and writing—review and editing: Jinhua Xu, Gan Zhang, Fei Chen and Ning Ding. We are greatly thankful for the funding for this study provided by the Development and Reform Commission of Jilin Province (2021C043‑1) and the Science and Technology Planning Project of Jilin Province (YDZJ202202CXJD009). We greatly appreciate the patients and investigators who participated in this study for providing the data. Xuan Gao, Bingfa Yan, Zelong Xu, Zhentian Liu, Xuefeng Xia and Xin Yi are employees of Beijing GenePlus Technology Co., Ltd. The remaining authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as potential conflicts of interest. All patients provided written informed consent to conduct research in this study, and ethical approvals were obtained from the two hospitals (NOPRODLUC0001). The study received approval to conduct genomic research from the China Human Genetic Resources Administration Office (HGRAO, 2016-161). Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.
0

Clinical and Biochemical Features of Kids with COVID-19 Febrile Seizures during the Omicron Wave

Yu Shi et al.Aug 1, 2024
+6
G
S
Y
Abstract Objective Mild symptoms are the norm for children with coronavirus disease-2019 (COVID-19), but data on the Omicron form are few. One of the most frequent neurological symptoms of COVID-19 in children is febrile seizure (FS). Methods Patients with FS who visited the pediatric fever clinic between December 6 and December 31, 2022, when the Omicron version of SARS-CoV-2 was the predominant strain, were included in this retrospective, single-center analysis. Results Children who tested positive for COVID-19 had a 5.58% incidence of FSs. Compared to patients without COVID-19, a greater percentage of COVID-19 patients (29.5 vs. 7.5%, p < 0.01) experienced complex FSs. In the COVID-19-positive group, four cases were critically unwell and were admitted to the Intensive Care Unit (1.4 vs. 0%, p < 0.01), and the admission proportion was greater (18.9 vs. 1.9%, p < 0.01). The proportion of lactic acid and IL-6 increase was larger in the COVID-19-positive group (33.5 vs. 21.5%, 22.1 vs. 17.8%, p = 0.022, p = 0.006, respectively). Conclusion Infections with COVID-19 in children have been linked to FSs in the Omicron era. To fully understand the neuropathogenesis of seizures in children with COVID-19, more research is required.
0

Proteomics of plasma-derived extracellular vesicles reveals S100A8 as a novel biomarker for Alzheimer's disease: A preliminary study

Yidan Zhang et al.Aug 17, 2024
+5
J
Z
Y
Extracellular vesicles (EVs) act as mediators for intercellular transfer of Aβ and tau proteins, promoting the propagation of these pathological misfolded proteins throughout the brain in Alzheimer's disease (AD). Levels of blood exosomal Aβ
4

RealSeq2: a software integrated with UMI identification, error correction, and methylation modifications storing

Ke Wang et al.May 18, 2023
+10
X
E
K
Abstract High-throughput UMI technology sequencing is widely used in early tumor screening, detection, recurrence monitoring, etc. Detecting extremely low-frequency mutations is especially important for monitoring tumor recurrence, so high-precision data, as well as high-quality data, are required. We developed RealSeq2 , a new integrated data-preprocessing software based on fastp and gencore, to achieve adapter removal, quality control, UMI identification, and generate consensus reads by clustering and error correction using multithreading in high-throughput next-generation sequencing background. RealSeq2 also supports methylation data of 5-methylcytosine bisulfite-free sequencing. RealSeq2 defined a new tag in SAM for storing methylation information, which is beneficial for co-identifying methylation sites and mutation sites for downstream analysis. RealSeq2 includes three submodules: ReadsProfiler, ReadsCleaner, and ReadsRecycler. In addition, the output format file (BAM or SAM) is universal for downstream analyses. RealSeq2 is the preferred upstream analysis software for the co-detection of ultra-low frequency mutations and bisulfite-free methylation data. The error profile provides data support for downstream analysis. Additionally, XM tags will become a standard protocol for recording methylation signals.