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13+腫瘤研究的核心科學(xué)問題：免疫+分型+預(yù)后
今天小編為大家推薦一篇最新發(fā)表的基于免疫特征評(píng)估神經(jīng)母細(xì)胞瘤預(yù)后的文章，Immunogenomic determinants of tumor microenvironment correlate with superior survival in high-risk neuroblastoma，該文章于2021年7月發(fā)表在雜志Journal for immunotherapy of cancer (IF=13.754)上。話不多說，直接上干貨！
一 研究背景
腫瘤微環(huán)境中效應(yīng) T 細(xì)胞的存在與許多類型癌癥成人的生存率提高有關(guān)。有黑色素瘤和其他實(shí)體瘤的多項(xiàng)研究表明，樹突狀細(xì)胞(DC)和CD8+ T細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)或T細(xì)胞炎性的基因signature與良好的預(yù)后和對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的應(yīng)答相關(guān)。炎性T細(xì)胞的腫瘤的特征是I型干擾素(IFN)激活、免疫增強(qiáng)趨化因子、抗原呈遞、細(xì)胞毒性效應(yīng)分子和CD8+ T細(xì)胞的活性增加，炎性腫瘤微環(huán)境還以IFN誘導(dǎo)的抑制途徑為特征，例如程序性死亡配體 1 (PD-L1)、更高比例的FOXP3+ 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。其他已知的免疫治療反應(yīng)預(yù)測(cè)因素包括但不限于高腫瘤突變負(fù)荷(TMB)和高新抗原負(fù)荷。雖然先前的研究表明TMB和新抗原負(fù)荷通常彼此高度相關(guān)，這兩種標(biāo)志物與炎性T細(xì)胞的存在具有低相關(guān)性。TMB或新抗原負(fù)荷和炎性T細(xì)胞的基因表達(dá)可能是預(yù)測(cè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑功效的生物標(biāo)志物。相比之下，對(duì)免疫治療抵抗的患者可能與腫瘤缺乏炎性T細(xì)胞這一特征相關(guān)。
與成人腫瘤相比，兒童腫瘤具有低突變負(fù)荷，并且大多數(shù)是包含非炎性T細(xì)胞的腫瘤微環(huán)境，抗炎M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)中的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TIL)比例也很少。作者分析了患者存活率與T細(xì)胞炎性基因表達(dá)和腫瘤中新抗原負(fù)荷之間的相關(guān)性，證明了這兩種生物標(biāo)志物對(duì)患有高風(fēng)險(xiǎn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的兒童都有預(yù)后作用，并確定了在具有非炎性T細(xì)胞表型的神經(jīng)母細(xì)胞瘤中激活的腫瘤內(nèi)在致癌信號(hào)通路。
二 數(shù)據(jù)：
訓(xùn)練集：Therapeutically Applicable Research to Generate Effective Treatments (TARGET) 項(xiàng)目，149個(gè)患者，其中123個(gè)患者屬于高風(fēng)險(xiǎn)組。
驗(yàn)證集：Gabriella Miller Kids First (GMKF)項(xiàng)目，198個(gè)患者，其中48個(gè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)組。
三 結(jié)果
結(jié)果一：在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中使用炎性T細(xì)胞signature定義三個(gè)不同亞型
使用文獻(xiàn)中預(yù)先定義好的炎性T細(xì)胞signature對(duì)TARGET訓(xùn)練數(shù)據(jù)集149個(gè)患者進(jìn)行打分評(píng)估，依據(jù)每個(gè)患者的得分情況將訓(xùn)練集分為高、中、低三組，患者數(shù)目分別為57 (38.3%)、 47 (31.5%)、45 (30.2%)。同理，在GMKF驗(yàn)證數(shù)據(jù)集198個(gè)患者當(dāng)中也可以采用相同的方法對(duì)患者進(jìn)行分組，高、中、低三組患者數(shù)目分別為89 (44.9%)、54 (27.3%) 、55 (27.8%)。在僅限于高?；颊叩姆治鲋?，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中分別有53例(43.1%)和23例(47.9%)被歸類為高炎性T細(xì)胞類，33例(26.8%)和18例(37.5%)被歸類為低炎性T細(xì)胞類。在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中，還有兩個(gè)有意思的一致的現(xiàn)象：（1）MYCN擴(kuò)增在非炎性T細(xì)胞腫瘤中更普遍；（2）年齡小于18個(gè)月的患者的腫瘤在非炎性T細(xì)胞的腫瘤組中富集。
結(jié)果二：炎性T細(xì)胞signature可以預(yù)測(cè)高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的生存狀況
作者根據(jù)2000年至2010年間確診的118例高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的炎性T細(xì)胞siganture的表達(dá)水平，進(jìn)行打分并分組，該隊(duì)列包括51例高炎性T細(xì)胞、34例中間炎性T細(xì)胞和33例低炎性T細(xì)胞。作者使用單因素/多因素Cox分析、繪制KM曲線，分析了EFS (event-free survival)和OS (overall survival)這兩個(gè)預(yù)后指標(biāo)。結(jié)果顯示，具有較高炎性T細(xì)胞的腫瘤患者具有較好的臨床預(yù)后情況。
結(jié)果三：新抗原負(fù)荷是獨(dú)立于炎性T細(xì)胞signature之外的預(yù)后因素
新抗原是僅在腫瘤細(xì)胞上表達(dá)而非正常細(xì)胞上表達(dá)的突變抗原，新抗原衍生的抗原表位可被抗原特異性CD8+ T細(xì)胞識(shí)別。為了評(píng)估神經(jīng)母細(xì)胞瘤腫瘤中的新抗原載量，作者分析了198個(gè)患者的攜帶一個(gè)或多個(gè)體細(xì)胞單核苷酸變異(SNVs)的配對(duì)腫瘤/正常組的WES數(shù)據(jù)。經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量篩選，在3369個(gè)基因中鑒定出4235個(gè)SNVs,每個(gè)腫瘤中位數(shù)為17，其中15個(gè)體細(xì)胞SNVs預(yù)測(cè)會(huì)改變蛋白質(zhì)序列，這與之前在高風(fēng)險(xiǎn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤中報(bào)道的體細(xì)胞突變譜一致。為了研究新抗原負(fù)荷是否與高?；颊叩念A(yù)后相關(guān)，作者保留了同時(shí)具有WES和RNA-seq數(shù)據(jù)的89例患者。通過篩選預(yù)測(cè)與MHC I類分子HLA-A結(jié)合的新抗原，確定腫瘤中新抗原的總數(shù)（新抗原負(fù)荷）。作者發(fā)現(xiàn)新抗原負(fù)荷與OS (p=0.00022, log-rank test)和EFS (p=0.0044)顯著相關(guān)，并且高炎性T細(xì)胞的腫瘤同時(shí)具有較高的新抗原負(fù)荷。依據(jù)新抗原負(fù)荷和炎性T細(xì)胞的情況對(duì)患者進(jìn)行分組，進(jìn)而進(jìn)行生存預(yù)后分析，發(fā)現(xiàn)新抗原負(fù)荷高、炎性T細(xì)胞低的患者具有最好的預(yù)后，新抗原負(fù)荷低、炎性T細(xì)胞低的患者具有最差的預(yù)后。
結(jié)果四：非炎性T細(xì)胞腫瘤固有的轉(zhuǎn)錄組程序
為了進(jìn)一步探索炎性T細(xì)胞與腫瘤之間的復(fù)雜機(jī)制，作者進(jìn)行了包括免疫熒光在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)方面的機(jī)制驗(yàn)證。首先使用因果網(wǎng)絡(luò)分析的方法鎖定MYCN信號(hào)作為驗(yàn)證靶點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)分析了其在腫瘤免疫過程中的關(guān)鍵作用，說明了神經(jīng)母細(xì)胞瘤固有的致癌途徑激活與非炎性T細(xì)胞的腫瘤微環(huán)境相關(guān)。
四 小結(jié)
腫瘤浸潤(rùn)性 CD8+ T 細(xì)胞和新抗原是許多成人癌癥中預(yù)后良好、對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑免疫治療產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)的預(yù)測(cè)因子，但目前其在兒童惡性腫瘤中的作用知之甚少。為了研究免疫排斥的可能機(jī)制，作者分析了高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤中 T 細(xì)胞炎癥基因表達(dá)和新抗原負(fù)荷的預(yù)后強(qiáng)度，比較了炎性T細(xì)胞和非炎性T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組差異。結(jié)果表明，來自具有強(qiáng)烈 T 細(xì)胞炎性特征的高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤兒童的腫瘤具有更好的臨床結(jié)果，并且新抗原負(fù)荷是預(yù)后預(yù)測(cè)因子，與炎性T細(xì)胞無關(guān)。科學(xué)家們應(yīng)尋求針對(duì) SOX11 和其他與非炎性T細(xì)胞腫瘤相關(guān)的信號(hào)通路的策略作為潛在的免疫增強(qiáng)干預(yù)措施。
