泛癌免疫分析也可以做的這樣簡單!

推薦關注優質生物醫學乾貨公衆號

推薦理由：本公衆號全力打造 科研實驗思路，SCI期刊投稿分析，國自然基金申請，數據統計分析，最新 文獻研究進展解讀等相關信息，爲實驗工作者提供科研實驗思路及科研進展最新信息提供更多的能力提升平臺！感謝您的關注！

重要通知：

近期有讀者反映不能每天準時收到我們的推送，原因在於微信公衆號平臺改變了推送方式。爲了避免類似情況，請爲“ 科研人直通車”設置星標，文章點一下“ 在看”，保持互動熱度，就能及時收到每期推送啦！

導語

GUIDE ╲

針對免疫檢查點（ICPs）的藥物已經成爲癌症免疫治療中最流行的武器，然而只對一小部分患者有實際效益。越來越多的證據表明腫瘤免疫微環境在癌症免疫中起着關鍵作用。

背景介紹

今天，小編給大家帶來了泛癌免疫分析相關思路，這篇文章於2020年發表在《npj Precision Oncology》期刊上，影響因子7.717，題目爲:Genomic investigation of co-targeting tumor immune microenvironment and immune checkpoints in pan-cancer immunotherapy.

數據介紹

通過挖掘收集了與TIME相關的調節因子，例如凋亡（BAK，CASP3，CASP8和XIAP）、壞死（TNFR1、RIPK3、MLKL和TRADD）等，這些調節因子不侷限於和腫瘤微環境相關，也有些和腫瘤負荷相關。

使用了TCGA數據庫中31種癌症的表達、預後數據集。

還整合了其他四個數據集，分別爲Pancreatic Adenocarcinoma(ICGC, Nature.2012),Pancreatic Adenocarcinoma(QCMG,Nature.2016),Pancreatic Adenocarcinoma(TCGA,PanCancer Atlas),and Pancreatic Cancer (UTSW, Nat. Commun. 2015).

結果解析

多種癌症中ICPs的預後分析

差異表達分析表明，與正常組織相比，PD-L1的表達水平在DLBC和THYM中顯著上調，而在LUAD、LUSC和USC中則明顯下調（Fig.1A)。進一步的分析表明，在大多數惡性腫瘤中，大多數ICPs的表達水平顯著降低(Fig.1B)。

Fig.1

生存分析顯示ICPs的表達水平與總體生存率(OS)（Fig.2A）和無病生存率(DFS)（Fig.2B)顯著相關。根據差異表達和生存分析的結果，惡性腫瘤可分爲三類：（1）未發現明顯下調的ICP（如CHOL和PCPG）；（2）ICPs明顯下調，但不影響預後（如COAD和THYM）；（3）ICPs的下調顯著影響預後水平。

Fig.2

多種癌症中TIME因子的預後分析

TIME是癌症治療療效的另一個關鍵決定因素，TIME對優化癌症治療療效的意義不應完全被忽視。

首先，選擇MET(HGF受體，但在癌症免疫中也具有調節功能)作爲具有代表性的TIME因子。與正常組織相比，MET在BRCA、LAML和LGG中的表達水平下降，在CESC、COAD和PAAD等20種癌症中有所上升（Fig.3A）。進一步的差異表達分析表明，在大多數惡性腫瘤中TIME因子顯著下調（Fig.3B）。

Fig.3

生存分析顯示TIME因子的表達水平與總體生存率(OS)（Fig.4A）和無病生存率(DFS)（Fig.4B)顯著相關。根據差異表達和生存率分析的結果，惡性腫瘤可分爲三大類別：（1）TIME因子失調，並對預後有顯著影響（如LGG和KIRC），這表明它們是癌症治療的潛在目標（2）TIME因子失調但不影響預後(如DLBC和PRAD)，表明它們可能對這類癌症的影響較小，因此可能不是這類癌症的合適靶點。（3）無TIME因子顯著失調（如CHOL、PCPG和SARC），這表明這三種癌症可能與TIME因子無關。

Fig.4

ICPs與TIME因子之間的相互作用

由於ICPs和TIME因子對癌症患者的預後都至關重要，因此下一步研究了ICPs和TIME因子之間是否存在潛在的相互作用。使用STRING數據庫發現ICPs和TIME因子之間的存在顯著的蛋白質相互作用（Fig.5A）。

Fig.5

由於PAAD中幾乎所有的ICPs和TIME因子都上調，因此選擇胰腺癌進行進一步的分析，特別是對ICP和TIME因子潛在的組合進行評估。利用cBioPortal觀察了胰腺癌中ICPs和TIME因子的基因組改變。landscape包括 inframemutation, missense mutation, truncatingmutating, usion,amplifification, deep deletion, and no alterations（Fig.6A）.

Fig.6

在分析中觀察到TIME因子和ICPs表現出共現性而不是互斥性。此外，OS （Fig.7A）、無進展生存期（PFS）（Fig.7B）、DFS （Fig.7C）和疾病特異性生存期（DSS）（Fig.7D）的綜合預後分析表明，TIME因子和ICPs的綜合基因組改變對胰腺癌患者的多個預後顯著不利。

Fig.7

ICPs、TIME因子、ICD介質和腫瘤免疫之間的關係

使用GEPIA進一步研究了胰腺癌中ICD介質、TIME因子、ICPs和effective T-cell signature之間的相關性。首先，確定了TIME因子與ICPs之間的顯著相關性（R=0.93，P<0.01）（Fig.8A），ICD介質和ICPs（R=0.92，P<0.01) （Fig.8B），以及ICD介質和TIME因子(R=0.94，P<0.01) （Fig.8C）。此外，ICPs與 effective T-cell signature（CX3CR1、FGFBP2和FCGR3A）之間也存在顯著的相關性（R=0.87、P<0.01）（Fig.8D），TIME因子和 effective T-cell signature(R=0.80，P<0.01) （Fig.8E），以及ICD介質和 effective T-cell signature(R=0.88，P<0.01) （Fig.8F）。

Fig.8

爲了進一步證實ICD與TILs的相關性及其潛在的影響，選擇了8個具有代表性的ICD介質，並使用腫瘤和免疫系統相互作用數據庫(TISIDB)對多種癌症類型進行了相關性分析。熱圖顯示，在大多數惡性腫瘤中，TILs與多個具有代表性的ICD介質顯著相關，如CALR、LRP1，ANXA1，FPR1，TLR3、IFNAR1，PANX1，和P2RX7（Fig.9A-H)。