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腫瘤浸潤(rùn)性B細(xì)胞和免疫球蛋白（Ig）在腫瘤微環(huán)境（TME）和免疫治療反應(yīng)均起到重要作用。腫瘤內(nèi)B細(xì)胞產(chǎn)生的IgG抗體會(huì)驅(qū)動(dòng)ADCC并增加樹(shù)突狀細(xì)胞的抗原呈遞。B細(xì)胞可以作為抗原特異性抗原呈遞來(lái)調(diào)節(jié)Th細(xì)胞的行為。然而，有關(guān)膀胱癌中B細(xì)胞在TMB中的作用還不是十分清楚。今天給大家介紹一篇2022年1月發(fā)表在CANCER IMMUNOLOGY RESEARCH（IF:11.151）上的文章。Accounting for B-cell Behavior and Sampling Bias Predicts Anti–PD-L1 Response in Bladder Cancer（根據(jù)B細(xì)胞行為和采用偏差預(yù)測(cè)膀胱癌抗PD-L1治療反應(yīng)）。這篇文章作者研究了膀胱癌患者腫瘤內(nèi)免疫球蛋白組成。其研究表明高IgG1/IgA比例與患者生存期較長(zhǎng)，對(duì)抗PD-L1治療有反應(yīng)，浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞中細(xì)胞毒性發(fā)生率高，TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)增加等有關(guān)。此外，作者基于B細(xì)胞，NK細(xì)胞和T細(xì)胞特征構(gòu)建預(yù)測(cè)抗PD-L1反應(yīng)的特征。
結(jié)果：
1.數(shù)據(jù)集獲取
從GDC獲取TCGA-BLCA的FPKM數(shù)據(jù)集，共包括433例樣本。從European Genome-Phenome Archive獲取IMVigor210數(shù)據(jù)集。
2.免疫球蛋白亞型組成
首先，作者計(jì)算TCGA-BLCA數(shù)據(jù)集中不同亞型患者的IgG/IgA比例。對(duì)于Basal squamous亞型來(lái)說(shuō)，IgG/IgA比例-高的亞組總生存期較高。結(jié)合IgG克隆性和IgG/IgA比例，對(duì)于Basal squamous亞型來(lái)說(shuō)，免疫球蛋白克隆性-低和IgG/IgA-高的亞組總生存期最高而免疫球蛋白克隆性-高和IgG/IgA-低的亞組總生存期最低（圖1A-1C）。
3.IgG/IgA表達(dá)比例與細(xì)胞毒性免疫特征的相關(guān)性
接下來(lái)，為了鑒定與IgG1/IgA表達(dá)比例-高有關(guān)的免疫過(guò)程。作者基于IgG1/IgA比例將Basal squamous患者分組并進(jìn)行差異分析。TCR信號(hào)，CD8+ T細(xì)胞活化，NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性，IL21介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，免疫檢查點(diǎn)，B細(xì)胞受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞凋亡等富集與IgG1/IgA-高亞組中。此外，IgG1/IgA比例-高于細(xì)胞毒性基因表達(dá)水平增加有關(guān)，表明1型T細(xì)胞應(yīng)答與IgG1亞型轉(zhuǎn)換有關(guān)。
4.CD8+ 效應(yīng)T細(xì)胞特征和IgG1/IgA的預(yù)后價(jià)值
已有研究構(gòu)建了基于CD8+ 效應(yīng)T細(xì)胞相關(guān)的基因特征預(yù)測(cè)抗PD-L1免疫治療反應(yīng)。作者應(yīng)用CD8+ T細(xì)胞特征預(yù)測(cè)TCGA-BLCA的Basal squamous亞組，結(jié)果表明CD8+ T細(xì)胞高表達(dá)與患者生存較好有關(guān)。此外，結(jié)合CD8+ T細(xì)胞和IgG1/IgA比例的生存分析表明，CD8+ T細(xì)胞-高和IgG1/IgA-高的患者生存較好（圖1D-1F）。
5.預(yù)測(cè)生存期和免疫治療反應(yīng)
接下來(lái)，作者使用CD8+ T細(xì)胞特征和IgG1/IgA比例預(yù)測(cè)IMVigor210數(shù)據(jù)集的抗PD-L1免疫治療反應(yīng)。IMVigor210數(shù)據(jù)集的樣本共包括三種免疫亞型，分別為沙漠型，排斥性和炎癥型。首先，作者研究三種免疫亞型中的IgG1/IgA比例，IgG1/IgA比例與IMVigor210數(shù)據(jù)集總生存期的關(guān)系，Ig克隆性與Basal squamous亞型的總生存期的關(guān)系，結(jié)合IgG1/IgA比例和Ig克隆性與IMVigor210數(shù)據(jù)集總生存期的關(guān)系（圖3A-3D）。其次，作者研究三種免疫亞型中的CD8+ T細(xì)胞特征水平，CD8+ T細(xì)胞特征水平與IMVigor210數(shù)據(jù)集總生存期的關(guān)系，結(jié)合IgG1/IgA比例和CD8+ T細(xì)胞特征水平與IMVigor210數(shù)據(jù)集總生存期的關(guān)系（圖3E-3L）。最后，多因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析表明IgG1/IgA比例和CD8+ T細(xì)胞特與IMVigor210數(shù)據(jù)集的獨(dú)立預(yù)后因子。
6.預(yù)測(cè)抗PD-L1免疫治療反應(yīng)的模型
為研究PD-L1水平的預(yù)后價(jià)值，作者使用ICA計(jì)算腫瘤區(qū)域內(nèi)PD-L1+免疫細(xì)胞的百分比構(gòu)建IC打分。結(jié)果表明，IC打分的AUC為0.62，IC2+組的總生存期最高而IC0組的總生存期最低（圖4）。
隨后，作者研究CD8+ T細(xì)胞特征的預(yù)后價(jià)值。首先，作者使用原始CD8+ T細(xì)胞特征和隨機(jī)森林方法構(gòu)建模型。該模型的AUROC為0.57±0.02，F(xiàn)1值為0.344±0.06（圖5A-5C）。其次，作者使用標(biāo)準(zhǔn)化后的CD8+ T細(xì)胞特征和隨機(jī)森林方法構(gòu)建模型。該模型的AUROC為0.7±0.03，F(xiàn)1值為0.465±0.05（圖5D-5F）。最后，作者進(jìn)一步使用標(biāo)準(zhǔn)化后的CD8+ T細(xì)胞特征構(gòu)建模型。作者對(duì)CD8+ T細(xì)胞特征進(jìn)行特征選擇，根據(jù)特征重要性選擇了4個(gè)基因（CXCL9,CXCL10,CD8A和GZMB），還排除了沒(méi)有顯著預(yù)后價(jià)值的特征（免疫球蛋白克隆性，IL21R和CD80）。構(gòu)建該模型的特征主要包括CXCL9，CXCL10，CD8A，GZMB，IgG1/IgA比例，KLRC2，KLRC3，KLRC4，IL21，GNLY和TGFB1。將該模型命名為PRIMUS，其AUROC為0.81±0.04，F(xiàn)1值為0.495±0.05（圖5G-5I）。
7.特征重要性和互作分析
使用SHAP研究PRIMUS模型的特征重要性，排名前三的特征為CD8+ T細(xì)胞，GNLY和NK（圖6A和圖6B）。使用SHAP研究PRIMUS模型的特征相互作用，IgG1/IgA比例結(jié)合IL21高表達(dá)的預(yù)測(cè)效果更高，CD8+ T細(xì)胞和IL21高表達(dá)具有互相作用（圖6C和6D）。
8.預(yù)測(cè)沙漠亞型患者的免疫治療反應(yīng)
由于在三種腫瘤免疫表型中，使用CD8+ T細(xì)胞特征，TGFβ反應(yīng)特征和TBM都很難預(yù)測(cè)沙漠亞型患者的免疫治療反應(yīng)。因此，作者使用IMVigor210數(shù)據(jù)集訓(xùn)練PRIMUS模型，PRIMUS模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)沙漠亞型患者的免疫治療反應(yīng)（圖7）。
9.模型驗(yàn)證
由于免疫治療反應(yīng)會(huì)影響患者的生存情況，作者使用PRIMUS預(yù)測(cè)未接受免疫治療的膀胱癌患者的總生存期。結(jié)果表明，TCGA-BLCA患者的總生存期與PRIMUS打分顯著相關(guān)。
結(jié)論：
目前，在參與膀胱癌患者生存和免疫治療反應(yīng)的生物學(xué)過(guò)程的研究還很少。本研究通過(guò)研究B細(xì)胞和免疫球蛋白（Ig）等特征在BLCA作用構(gòu)建PRIMUS模型，該模型可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)膀胱癌患者的免疫治療反應(yīng)和總生存期。小編認(rèn)為本篇文章能發(fā)高分的關(guān)鍵在于第一，作者著眼于B細(xì)胞和免疫球蛋白（Ig）等特征構(gòu)建模型而不是常規(guī)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析，一致性聚類(lèi)和生存分析等構(gòu)建預(yù)后模型；第二，作者使用了一些機(jī)器學(xué)習(xí)算法，例如隨機(jī)森林和SVM并對(duì)特征重要性進(jìn)行了分析；第三，作者構(gòu)建的PRIMUS模型不僅可以預(yù)測(cè)患者免疫治療反應(yīng)并且在預(yù)測(cè)患者總生存期方面也具有較高準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)：
[1] Dyugay I A , Lukyanov D K , Turchaninova M A , et al. Accounting for B cell behaviour and sampling bias yields a superior predictor of anti-PD-L1 response in bladder cancer. 2021.
