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哈嘍！大家好，我是Young Hearts，好久沒有和大家分享文獻(xiàn)啦！今天給大家?guī)淼倪@篇文獻(xiàn)是2022年2月7日發(fā)表在EBioMedicine上的文章，該文章的題目為Identification of tumour immune infiltration-associated snoRNAs (TIIsno) for predicting prognosis and immune landscape in patients with colon cancer via a TIIsno score model。文章通過鑒定腫瘤免疫浸潤相關(guān)的snoRNA（TIIsno）特征，成功開發(fā)出TIIsno評(píng)分模型，能夠有效預(yù)測(cè)結(jié)腸癌（CC）患者的預(yù)后。下邊就讓我們一起學(xué)習(xí)一下吧！
研究背景
結(jié)腸癌（CC）是人類腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。帶有微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定(MSI-H)/錯(cuò)配修復(fù)缺陷(dMMR)是免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療效果的主要預(yù)測(cè)因子。然而，在攜帶MSI-H / dMMR的10-15%的結(jié)直腸癌（CRC）患者中，只有30-50%可以從免疫治療中受益。除MSI-H/dMMR外，沒有其他編碼基因被鑒定為用于CRC免疫治療的生物標(biāo)志物。核仁小RNA（SnoRNA）在腫瘤微環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，腫瘤微環(huán)境可以被腫瘤浸潤的免疫細(xì)胞塑造，這些免疫細(xì)胞控制著免疫治療效果的命運(yùn)。
研究者開發(fā)了一種新的計(jì)算框架，用于鑒定腫瘤免疫浸潤相關(guān)的snoRNA（TIIsno）特征，以及開發(fā)TIIsno評(píng)分模型。研究發(fā)現(xiàn)，高TIIsno評(píng)分與CC預(yù)后不良有關(guān)。TIIsno評(píng)分被認(rèn)為與大多數(shù)免疫細(xì)胞的浸潤水平，抑制性免疫檢查點(diǎn)表達(dá)水平和免疫評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。TIIsno評(píng)分是結(jié)腸癌患者的獨(dú)立預(yù)后因素。此外，它可能是一種潛在的生物標(biāo)志物，有助于篩查免疫治療患者的主要人群。
研究路線
研究結(jié)果
1、腫瘤免疫浸潤相關(guān)snoRNAs的鑒定
①為了最大限度地提高免疫細(xì)胞相關(guān)SnRNA的表達(dá)水平，研究者篩選了過去10年GEO數(shù)據(jù)庫中的免疫細(xì)胞數(shù)據(jù)集，并確定了4個(gè)數(shù)據(jù)集（GSE14765、GSE133145、GSE135635、GSE107011）。這些數(shù)據(jù)集共包含188個(gè)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-Seq）細(xì)胞樣本，包括9個(gè)主要類別和21個(gè)亞分類免疫細(xì)胞類型。然后，研究者將所有表達(dá)水平大于0的snoRNAs的表達(dá)水平排序?yàn)楹蜻xsnoRNAs。
②計(jì)算候選snoRNAs的TSI評(píng)分，TSI評(píng)分較低的SnoRNAs在更多免疫細(xì)胞中表達(dá)，這表明它們?cè)诖蠖鄶?shù)免疫細(xì)胞中起著基本的生物學(xué)作用。
③使用不同的TSI截止值來降低維度并篩選出NAS。此外，研究者使用癌癥細(xì)胞系百科全書（CCLE）收集了43種結(jié)腸癌細(xì)胞系的RNA-Seq數(shù)據(jù)，并對(duì)所有腫瘤中的snoRNAs表達(dá)水平進(jìn)行了排名。在0,0.1,0.15,0.20,0.25,0.30和0.35中進(jìn)行了分析。當(dāng)達(dá)到0.35時(shí)，TIIsno評(píng)分模型在總生存期（OS）和免疫微環(huán)境預(yù)測(cè)能力方面具有最滿意的AUC（ROC曲線下的面積）。
④在比較免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞系中管家snoRNAs的表達(dá)水平后，確定了7種snoRNAs（SNORD59A、SNORD63B、SNORD100、SNORD99、SNORD63、SNORD12C、SNORD19），它們?cè)谀[瘤中的表達(dá)水平顯著降低，在免疫細(xì)胞中的表達(dá)水平顯著增加。將這些snoRNAs定義為腫瘤免疫浸潤相關(guān)snoRNAs（TIIsno）。
2、TIIsno評(píng)分模型的開發(fā)
①為了探討腫瘤免疫浸潤相關(guān)snoRNA在結(jié)腸癌中的作用，研究者使用從TCGA結(jié)腸癌患者那里獲得了snoRNA的表達(dá)和生存數(shù)據(jù)，選擇TCGA-COAD-IIIumina-HiSeq作為訓(xùn)練集，并使用隨機(jī)生存森林（RSF）模型。同時(shí)，使用surv_cutpoint算法獲得最佳TIIsno分?jǐn)?shù)截止值，確認(rèn)為9.392。TIIsno評(píng)分高于臨界值的患者被定義為高組，而TIIsno評(píng)分低于臨界值的患者被定義為低組。
②研究者發(fā)現(xiàn)SNORD99和SNORD19的表達(dá)水平與TIIsno評(píng)分成反比，而SNORD59A、SNORD63B、SNORD100、SNORD63和SNORD12C的表達(dá)水平與TIIsno評(píng)分成正比。除SNORD99外，其他TIIsno的表達(dá)水平在高TIIsno評(píng)分組和低TIIsno評(píng)分組之間存在顯著差異。
③TIIsno評(píng)分模型的生存分析顯示，高TIIsno評(píng)分組的預(yù)后比低TIIsno評(píng)分組差（圖2b），HR:5.385（2.561-11.319），多變量COX回歸分析P<0.001（圖2d）。此外，3年生存率和5年生存率的ROC曲線下預(yù)測(cè)面積（AUC）分別為0.81和0.82，表明TIIsno評(píng)分模型具有相當(dāng)大的預(yù)測(cè)能力（圖2c）。
3、低TIIsno評(píng)分形成結(jié)腸癌炎癥微環(huán)境
①為了評(píng)估TIIsno在結(jié)腸癌免疫微環(huán)境中的作用，研究者探討了TIIsno與（1）免疫細(xì)胞浸潤和（2）免疫檢查點(diǎn)之間的關(guān)系。分析表明，14種腫瘤免疫浸潤細(xì)胞與TIIsno評(píng)分之間存在顯著相關(guān)性。所有類型的腫瘤免疫浸潤細(xì)胞均呈負(fù)相關(guān)，CD56dim自然殺傷細(xì)胞除外，后者呈正相關(guān)。9個(gè)免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)水平與TIIsno評(píng)分之間存在相關(guān)性。9個(gè)檢查點(diǎn)均呈負(fù)相關(guān)。
②為了進(jìn)一步比較高TIIsno評(píng)分組和低TIIsno評(píng)分組之間腫瘤免疫浸潤細(xì)胞的差異，研究使用歸一化富集評(píng)分算法。結(jié)果表明，高TIIsno評(píng)分組中11個(gè)免疫細(xì)胞的活化水平顯著下降。基于TIIsno評(píng)分與免疫檢查點(diǎn)的相關(guān)性分析，進(jìn)一步分析了高TIIsno評(píng)分組和低TIIsno評(píng)分組免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)情況。然而，結(jié)果顯示了與先前的分析不同的結(jié)果，因?yàn)橹挥?個(gè)免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)水平在高TIIsno評(píng)分組之間顯著不同。
4、TIIsno 評(píng)分是免疫治療反應(yīng)的潛在生物標(biāo)志物
為了進(jìn)一步探討TIIsno與免疫療法之間的關(guān)系，研究者分析了TIIsno評(píng)分與（I）免疫評(píng)分，（II）MSI狀態(tài)，（III）新抗原，（IV）腫瘤突變負(fù)荷（TMB）和（V）免疫亞型之間的關(guān)系。研究者發(fā)現(xiàn)TIIsno評(píng)分與免疫評(píng)分和MSI狀態(tài)相關(guān)，而高TIIsno評(píng)分組和低TIIsno評(píng)分組的新抗原，TMB和免疫亞型沒有顯著差異（圖 4）。TIIsno 評(píng)分與免疫評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，高 TIIsno 評(píng)分組的免疫評(píng)分低于低 TIIsno 評(píng)分組（圖 4a-b）。此外，MSI-H患者的TIIsno評(píng)分低于MSI-L和MSS患者。這些發(fā)現(xiàn)表明，TIIsno評(píng)分可能是免疫治療反應(yīng)的潛在生物標(biāo)志物。
5、TIIsno在結(jié)腸癌中的可能機(jī)制
①為了探索TIIsno可能的生物學(xué)功能和機(jī)制，研究者進(jìn)行了GO分析。在GO分析中，研究者發(fā)現(xiàn)總共78種生物學(xué)功能之間存在差異，其中大多數(shù)與免疫相關(guān)。在高TIIsno評(píng)分組中，75項(xiàng)生物學(xué)功能下調(diào)，而3項(xiàng)生物學(xué)功能上調(diào)。在高TIIsno得分組中，“白細(xì)胞介素1介導(dǎo)的信號(hào)通路負(fù)調(diào)控”被下調(diào)到最大程度，而“T細(xì)胞受體基因的體細(xì)胞多樣化”被上調(diào)到最大程度（圖 5a）。
②為了探索TIIsno在結(jié)腸癌中的其他作用，選擇了50種標(biāo)志性的癌癥通路來計(jì)算通路激活的程度，并使用基因集變異分析（GSVA）豐富它們。結(jié)果顯示，兩個(gè)TIIsno評(píng)分組之間有26個(gè)標(biāo)志性途徑不同。只有 3 個(gè)標(biāo)志性通路在高 TIIsno 評(píng)分組中具有更大的激活度，而其他 23 個(gè)在低 TIIsno 評(píng)分組中具有更高的激活度（圖 5b）。
6、TIIsno評(píng)分模型的驗(yàn)證隊(duì)列
①為了驗(yàn)證TIIsno評(píng)分模型在結(jié)腸癌中的作用，研究者選擇了另外兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析（TCGA-COAD-IIIumina-GA隊(duì)列，Xiangya real-world隊(duì)列）?；趦蓚€(gè)數(shù)據(jù)集的生存分析表明，高TIIsno評(píng)分組的預(yù)后較低TIIsno評(píng)分組差，這與訓(xùn)練集的結(jié)果一致。在TCGA-COAD-IIIumina-GA隊(duì)列中，3年生存率和5年生存率的AUC分別為0.87和0.89，高于訓(xùn)練集的結(jié)果。在Xiangya real-world隊(duì)列中，3年生存率和5年生存率的AUC分別為0.71和0.80，結(jié)果與訓(xùn)練集中的發(fā)現(xiàn)大致相同。生存分析驗(yàn)證證明TIIsno評(píng)分模型是結(jié)腸癌的一個(gè)重要獨(dú)立預(yù)后因素。
②為了評(píng)估TIIsno評(píng)分模型對(duì)免疫治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)價(jià)值，研究者選擇了CD274和CTLA4這兩個(gè)被批準(zhǔn)用于臨床治療的免疫檢查點(diǎn)，以進(jìn)一步驗(yàn)證該模型。從湘雅真實(shí)世界隊(duì)列的69名患者中收集了病理組織。組織用于制造組織陣列和免疫組織化學(xué)染色。結(jié)果表明，與高TIIsno評(píng)分組相比，CD274和CTLA4在低TIIsno評(píng)分組中均具有高表達(dá)，進(jìn)一步研究證實(shí)，TIIsno評(píng)分低的患者比TIIsno評(píng)分高的患者更有可能從免疫治療中受益。因此，TIIsno評(píng)分可能是免疫治療反應(yīng)的潛在生物標(biāo)志物。
本文小結(jié)
結(jié)腸癌（CC）是全球腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。SnoRNA在腫瘤微環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用。腫瘤微環(huán)境可以由腫瘤浸潤的免疫細(xì)胞塑造，這些免疫細(xì)胞控制著免疫治療效果的命運(yùn)。研究者啟動(dòng)了一種新的計(jì)算框架來識(shí)別腫瘤免疫浸潤相關(guān)的snoRNA（TIIsno）特征，并通過對(duì)21個(gè)純化的免疫細(xì)胞系，43個(gè)結(jié)腸癌細(xì)胞系和三個(gè)數(shù)據(jù)集（訓(xùn)練，測(cè)試，真實(shí)世界驗(yàn)證集）的綜合snoRNA分析分析開發(fā)了TIIsno評(píng)分模型。
研究者發(fā)現(xiàn)高TIIsno評(píng)分與CC預(yù)后不良有關(guān)。TIIsno評(píng)分被認(rèn)為與（I）大多數(shù)免疫細(xì)胞的浸潤水平，（II）抑制性免疫檢查點(diǎn)表達(dá)水平和（III）免疫評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)與MSI-H患者TIIsno評(píng)分較低的觀察結(jié)果相結(jié)合，表明TIIsno評(píng)分較低的患者可能對(duì)免疫治療有更好的反應(yīng)。本文構(gòu)建的TIIsno評(píng)分模型是一種新的潛在的免疫治療反應(yīng)生物標(biāo)志物，可以有效預(yù)測(cè)CC患者的預(yù)后。
