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前段時(shí)間，小編為大家介紹了一系列的免疫原性細(xì)胞死亡（ICD），并且為大家盤點(diǎn)了針對(duì)ICD，我們可以著手的研究思路。不過之前的分享，更多的是從研究潛力和可以切入的角度來說。那么ICD到底能不能引起審稿人的興趣，ICD的生信文章目前能到什么水平？這時(shí)候一篇近期發(fā)表的ICD生信文章，會(huì)給我們最直接的答案。因此，小編今天為大家剖析一篇7.5分的ICD生信文章。相信大家在看完之后，能夠?qū)CD的研究潛力有一個(gè)更好的把握。
免疫原性細(xì)胞死亡作為調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡的一種，足以激活適應(yīng)性免疫。大量的研究表明ICD具有重塑腫瘤免疫微環(huán)境的能力，可能有助于免疫治療?；贗CD相關(guān)的biomarker用于患者分層具有巨大的潛力和優(yōu)勢(shì)。因此，作者基于ICD相關(guān)基因表達(dá)在頭頸鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）中識(shí)別了兩個(gè)分子亞型。其中，ICD-high亞型與患者良好臨床結(jié)局有關(guān)，富含了大量的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)以及免疫反應(yīng)信號(hào)激活。此外，作者構(gòu)建和驗(yàn)證了一個(gè)ICD相關(guān)預(yù)后signature，與腫瘤免疫微環(huán)境有關(guān)，能夠預(yù)測(cè)HNSCC患者預(yù)后。總的來說，作者基于ICD建立了一個(gè)新的HNSCC分層系統(tǒng)，對(duì)于預(yù)測(cè)患者預(yù)后和免疫治療有較高的臨床價(jià)值。
摘要從三個(gè)方面來書寫：
一、免疫原性細(xì)胞死亡研究進(jìn)展
免疫原性細(xì)胞死亡被識(shí)別為調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡的一種，能夠觸發(fā)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。大量綜合的研究已經(jīng)做過去的幾年探索了免疫原性細(xì)胞死亡的概念。ICD觸發(fā)特定抗腫瘤免疫反應(yīng)的能力已經(jīng)被越來越多的研究強(qiáng)調(diào)。值得注意的是，雖然ICD已經(jīng)在大量的臨床前模型中應(yīng)用，但是現(xiàn)有的ICD應(yīng)用的臨床實(shí)驗(yàn)證據(jù)還不足以令人信服。因此，患者進(jìn)一步的研究應(yīng)該在臨床背景下進(jìn)行，以評(píng)估ICD的可能性。
二、頭頸鱗狀細(xì)胞癌研究進(jìn)展
頭頸鱗狀細(xì)胞癌具有糟糕的預(yù)后，并且晚期患者生存率相當(dāng)?shù)汀Ｔ絹碓蕉嗟难芯孔C據(jù)提示，免疫系統(tǒng)在HNSCC發(fā)展過程中行使了重要功能，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞通過激活抑制檢查點(diǎn)通路來抑制抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)來逃避免疫檢測(cè)。免疫治療（例如單克隆抗體，免疫檢查點(diǎn)抑制劑，共刺激激動(dòng)劑，癌癥疫苗等）已經(jīng)被證明是治療HNSCC有利的治療策略。腫瘤免疫治療的持續(xù)發(fā)展和靶向免疫檢查點(diǎn)治療的T細(xì)胞反應(yīng)知識(shí)的增多，與藥物封鎖它們免疫檢查點(diǎn)的臨床研究的效力相結(jié)合，將會(huì)有更突出的研究預(yù)測(cè)和識(shí)別HNSCC免疫治療的生物標(biāo)志物。
三、該研究概述
在這項(xiàng)研究中，作者旨在HNSCC中識(shí)別ICD相關(guān)生物標(biāo)志物以及開發(fā)ICD風(fēng)險(xiǎn)模型來預(yù)測(cè)患者免疫微環(huán)境、預(yù)后和免疫治療反應(yīng)。這項(xiàng)研究在將來能夠幫助醫(yī)生對(duì)于治療做出最好的選擇。
文章所使用的數(shù)據(jù)包括：TCGA HNSCC 502樣本作為訓(xùn)練集，GEO GSE41613 97樣本作為驗(yàn)證集。
方法包括：IHC驗(yàn)證CALR在HNSCC中表達(dá)水平；ConsensusClusterPlus R package用于聚類識(shí)別分子亞型；Limma R package用于識(shí)別亞型間差異表達(dá)基因；GO/KEGG和GSEA用于探索功能；CIBERSORT用于分析亞型免疫landscape；TIDE用于分析免疫治療效果；Maftools用于分析體細(xì)胞突變；Kaplan-Meier用于分析生存；單變量多變量cox用于獨(dú)立性分析；LASSO cox用于構(gòu)建signature。
結(jié)果一共5個(gè)部分：
1.共識(shí)聚類識(shí)別ICD相關(guān)亞型
2.識(shí)別不同ICD亞型差異表達(dá)基因和信號(hào)通路
3.ICD-high和ICD-low亞型體細(xì)胞突變和腫瘤微環(huán)境landscape
4.構(gòu)建和驗(yàn)證ICD風(fēng)險(xiǎn)signature
5.ICD風(fēng)險(xiǎn)signature于腫瘤免疫微環(huán)境相關(guān)
其實(shí)整體上看，算是兩條故事線：亞型的識(shí)別和刻畫；風(fēng)險(xiǎn)signature的構(gòu)建。為什么說是兩條故事線呢，因?yàn)橐话阕R(shí)別亞型之后，為了臨床應(yīng)用，會(huì)選擇亞型的特征來構(gòu)建臨床應(yīng)用的評(píng)分；但是當(dāng)前的文章，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)signature所選擇的特征，其實(shí)并不是亞型的特征，而是ICD基因本身。當(dāng)然了，這種模式在這個(gè)水平的研究中，也常見。
我們具體來看每個(gè)結(jié)果：
1.共識(shí)聚類識(shí)別ICD相關(guān)亞型
ICD基因來自于先前的研究（Ref: 27057433. Oncoimmunology. 2015 Aug. IF: 8.110）。
在識(shí)別亞型之前，作者先利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)探索了一下ICD基因間的互作關(guān)系；同時(shí)分析了ICD基因的轉(zhuǎn)錄擾動(dòng)水平，并用IHC對(duì)其中一個(gè)基因CALR進(jìn)行了驗(yàn)證。最后，基于ICD基因表達(dá)采用共識(shí)聚類識(shí)別了兩個(gè)ICD相關(guān)亞型，并且根據(jù)ICD表達(dá)水平，定義了ICD-high和ICD-low。生存分析結(jié)果可以看到，ICD-high具有更好的生存，不過figure1 G卻是ICD high生存更差，從后邊的分子機(jī)制的解析和后邊的描述以及ICD本身的抗腫瘤激活機(jī)制來看，應(yīng)該是圖例標(biāo)反了。
2.識(shí)別不同ICD亞型差異表達(dá)基因和信號(hào)通路
因?yàn)閮山M患者生存具有顯著差異，所以接下來作者識(shí)別了每組患者關(guān)鍵差異基因和信號(hào)通路以此來比較調(diào)節(jié)預(yù)后的分子機(jī)制。
從結(jié)果可以看到，ICD high上調(diào)的基因主要富集在免疫激活相關(guān)通路，包括cytokine, cytokine receptor, Th 17 cell differentiation等，表明ICD high與免疫激活微環(huán)境相關(guān)。最后，為了識(shí)別ICD high激活相關(guān)的通路，進(jìn)行了GSEA，發(fā)現(xiàn)了一些免疫相關(guān)的通路，T cell receptor signaling pathway等。
3.ICD-high和ICD-low亞型體細(xì)胞突變和腫瘤微環(huán)境landscape
為了比較兩組患者的基因組不同，作者比較了兩組患者的突變圖譜，發(fā)現(xiàn)雖然TP53, TNN等基因突變頻率很高，但是兩組間具有差別。
此外，大量的研究表明，ICD能夠影響特定抗腫瘤免疫反應(yīng)的激活。因此，作者比較了兩組患者的免疫微環(huán)境。ICD high具有更高的immune score和更低的tumor purity。接下來比較了22種免疫細(xì)胞的比例，ICD high具有更高的 B cell, CD8+T cell, macrophage M1 and M2等（免疫細(xì)胞比例的箱式圖圖例寫的是expression，應(yīng)該是proportion才對(duì)）。ICD high組HLA和免疫檢查點(diǎn)上調(diào)，這些結(jié)果表明ICD high與免疫h(yuǎn)ot表型相關(guān)，而ICD low與免疫cold表型相關(guān)。
4.構(gòu)建和驗(yàn)證ICD風(fēng)險(xiǎn)signature
文章的第二個(gè)故事線，基于ICD基因，而不是亞型間的差異基因（或者說亞型間的特征）采用LASSO cox構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)signature，在訓(xùn)練集中發(fā)現(xiàn)signature能夠預(yù)測(cè)患者預(yù)后，并且在驗(yàn)證集中得到證實(shí)。
5.ICD風(fēng)險(xiǎn)signature與腫瘤免疫微環(huán)境相關(guān)
由于ICD在抗腫瘤免疫中的生物學(xué)作用，作者最后探索了風(fēng)險(xiǎn)signature與免疫微環(huán)境的關(guān)系。可以看到，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與CD8, active NK cell, 和CD4 memory cell負(fù)相關(guān)，同時(shí)在GEO數(shù)據(jù)中得到驗(yàn)證。接著，使用TIDE來評(píng)價(jià)ICD風(fēng)險(xiǎn)signature的預(yù)測(cè)能力。ICD signature在no response組更高，暗示了ICD低得分患者免疫治療獲益。不過，從figure 6C來看，箱式圖展示的結(jié)果，是response組患者signature更高。所以這里是文章第二處悖論的地方。僅從生存結(jié)果和三種細(xì)胞類型的結(jié)果來看，high risk組可能具有更多的cold表型，可能免疫治療效果確實(shí)如文字描述一樣，low risk療效會(huì)更好。如果是這樣，那這里的圖例就又標(biāo)反了。
最后，通過單變量和多變量cox表明風(fēng)險(xiǎn)signature與患者OS顯著相關(guān)且是獨(dú)立預(yù)后因素。
討論部分可以總結(jié)為三部分：
一、結(jié)合免疫原性治療和免疫治療為治療惡性腫瘤帶來了巨大希望。因此，識(shí)別ICD相關(guān)生物標(biāo)志物是可能有利的，能夠區(qū)分患者使他們從免疫治療中獲益。
二、作者表明，ICD相關(guān)基因的表達(dá)與HNSCC的預(yù)后和免疫微環(huán)境相關(guān)。作者基于ICD相關(guān)基因識(shí)別了兩個(gè)分子亞型。ICD high亞型具有更高水平的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，與患者良好臨床結(jié)局有關(guān)。此外，作者構(gòu)建和驗(yàn)證了一個(gè)ICD相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)signature，能夠作為獨(dú)立因素較好地預(yù)測(cè)患者OS。
三、總的來說，該研究強(qiáng)調(diào)了ICD亞型的改變與腫瘤免疫微環(huán)境的關(guān)系。這些觀察結(jié)果可能有益于HNSCC患者的基于免疫治療的干預(yù)措施。此外，作者還構(gòu)建和驗(yàn)證了一個(gè)ICD相關(guān)預(yù)后signature，能夠顯著地預(yù)測(cè)HNSCC患者OS時(shí)間。
文章整體看下來，除了采用IHC驗(yàn)證了一個(gè)基因表達(dá)之外，其余部分都是生信分析的結(jié)果。從框架上來看，可能很多人會(huì)覺得兩條故事線反而會(huì)造成每條故事線都研究得不深入的情況。此外，文章還出現(xiàn)了兩個(gè)非常明顯且影響結(jié)論的“圖片誤用”。不過，在眾多鐵死亡、細(xì)胞焦亡、壞死性凋亡的研究主流中，這篇免疫原性細(xì)胞死亡的研究能夠得到審稿人的認(rèn)同，也從側(cè)面表明了該方向的潛力。
