摘要:鉴于ARID1A突变的GI患者的PD-L1表达水平明显升高,作者使用三个免疫治疗相关的数据集,进一步探究了ARID1A突变与免疫检查点阻断治疗反应的相关性。1. GI患者的ARID1A突变与TMB增加和肿瘤非整倍性水平降低相关。

今天给大家介绍的文献是2019年7月发表在《cells》(IF= 5.656)上的一篇文章。


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

根据文章题目,我们可以比较清晰的得知整篇文章的主题,“Gastrointestinal Cancer”(疾病),“ARID1A mutation”(分子),“Immune activity”(主要方向)

基础研究有五恒量三变量;而对于生信研究,酸菜大大同样总结了“挑”、“圈”、“联”、“靠”四字逻辑规律,下载尽可能多的数据,做尽可能多维度的分析,产生琳琅满目的生信图表。下面,让我们沿着这个规律,来拆分讲解一下这篇文章。


“挑” 差异表达

1. 数据来源:

1) 根据疾病,作者共选择了3个不同的数据集,包括两个胃癌和一个结肠癌,分别是:

STAD-1 (胃癌,来自亚洲癌症研究小组(Asian Cancer Research Group (ACRG)/GSE62254);

STAD-2 (胃癌,来自TCGA数据集);

COAD (结肠癌,来自TCGA数据集);

2) 免疫浸润水平

通过ssGSEA算法获取了肿瘤样品中6种免疫特征的水平;

3) 肿瘤非整倍性的水平

通过ABSOLUTE算法获得了样品的非整倍性水平评分;

背景小知识:肿瘤的非整倍性,包括整条染色体或染色体臂的不平衡,被认为是所有癌症的普遍特征;

这里,阿琛建议小伙伴们可以将ssGSEA算法ABSOLUTE算法去了解了解,这是从多角度评价肿瘤情况较为实用和简便的方法!


2. 差异分析:与常规文章中分子差异分析不同,作者立足于ARID1A突变,展示了ARID1A突变与野生型GI患者在不同的免疫学特征,免疫刺激/免疫抑制的比值,以及HLA基因的表达差异,提出ARID1A突变与免疫激活这一科学问题;


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“圈” 功能聚类

基于科学假设,作者通过GSEA进一步说明ARID1A突变的GI患者中存在多种免疫相关的通路富集;


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

“联” 交互网络

使用ARID1A基因的突变水平(野生或突变型)TMB(肿瘤中的总体细胞突变数)肿瘤非整倍性评分三个不同的预测变量水平来预测肿瘤免疫活性。


1. GI患者的ARID1A突变与TMB增加和肿瘤非整倍性水平降低相关

背景小知识:TMB与肿瘤免疫特征和免疫治疗反应呈正相关,而肿瘤非整倍性水平与它们呈负相关;

作者发现,三组中ARID1A突变患者的TMB明显升高,而非整倍性水平下降;


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

随后,作者基于三个预测因子,通过逻辑回归模型建立了预测免疫活性模型,结果提示ARID1A突变在三组中均表现为阳性预测因子;


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

2. GI患者的ARID1A突变与微卫星不稳定性(MSI)基因组特征相关

背景小知识:ARID1A通过与MMR蛋白MSH2相互作用可以促进错配修复(MMR);ARID1A的缺失可引起MMR,进而与MSI的基因组特征相关;

作者发现,ARID1A突变与微卫星不稳定性(MSI)基因组特征和MMR基因存在正相关;同时,高MSI的患者呈现为TMB明显升高,非整倍性水平下降,以及高度的免疫特征;


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“靠” 临床意义

ARID1A突变与胃肠肿瘤中PD-L1表达升高和癌症中的免疫检查站封锁疗法反应良好相关

鉴于ARID1A突变的GI患者的PD-L1表达水平明显升高,作者使用三个免疫治疗相关的数据集,进一步探究了ARID1A突变与免疫检查点阻断治疗反应的相关性。

结果提示,对于ARID1A突变的免疫治疗GI患者,治疗反应更好,且提示预后较好;然而,对于未接受免疫治疗的GI患者而言,ARID1A突变并不意味着明显的生存获益。


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

到这里,这篇文章的主要结果基本结束了,是不是觉得意犹未尽呢?让我们再一次梳理一下全文的思路:


解读一篇五分的基因突变结合肿瘤免疫的纯生信文章

作者从ARID1A突变入手,结合TMB和肿瘤非整倍性评分,阐述三者与肿瘤免疫反应直接的关系;同时,说明了ARID1A与MSI之间的相互影响;最后,以PD-L1为桥梁,说明ARID1A突变结合免疫治疗能使患者从治疗中获益。

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