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小編最近在看文獻(xiàn)的過(guò)程中看到這篇30+影響因子的純生信分析，內(nèi)容研究在一年后看來(lái)依舊是可以用來(lái)分析的創(chuàng)新點(diǎn)。Keap1是細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)中的重要調(diào)控因子。人體具有非凡的自愈能力，機(jī)體內(nèi)存在的專(zhuān)用干細(xì)胞確保許多器官可不斷地進(jìn)行自我更新。當(dāng)某一器官受到損傷時(shí)，器官內(nèi)的干細(xì)胞即被激活生成新細(xì)胞促使器官組織再生。然而在機(jī)體內(nèi)這種干細(xì)胞活性卻受到了嚴(yán)格地調(diào)控，因?yàn)檫^(guò)度的干細(xì)胞活性也可能導(dǎo)致疾病發(fā)生比如癌癥。當(dāng)前科學(xué)家們紛紛將干細(xì)胞生物學(xué)的研究轉(zhuǎn)向揭示維持有效再生和適當(dāng)干細(xì)胞功能之間平衡的調(diào)控機(jī)制。目前越來(lái)越多的數(shù)據(jù)表明氧化應(yīng)激在這一調(diào)控中發(fā)揮了核心作用。Keap1是一種腫瘤抑制因子，但其作用機(jī)制尚不清楚;是一種重要腫瘤蛋白，能通過(guò)兩種不同的方式引發(fā)癌癥。
背景:免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)已經(jīng)證明對(duì)肺腺癌(LUAD)有顯著的總生存期(OS)益處。然而，不論程序性死亡配體1 (PD-L1)的表達(dá)和腫瘤突變負(fù)荷(TMB)如何，患者間顯著的異質(zhì)性是免疫治療療效的特征。KEAP1突變與接受化療的LUAD患者較短的生存期相關(guān)。研究人員假設(shè)KEAP1共突變模式和互斥性可能識(shí)別LUAD患者對(duì)免疫治療無(wú)反應(yīng)。
患者和方法:在整個(gè)MSKCC LUAD數(shù)據(jù)集中研究KEAP1突變共現(xiàn)和體細(xì)胞相互作用。在隨機(jī)化的II/III期POPLAR/OAK試驗(yàn)(基于血液測(cè)序，bNGS隊(duì)列，N 253)中，共存改變對(duì)使用免疫治療的LUAD患者生存結(jié)果的影響得到了驗(yàn)證。三個(gè)基于組織的測(cè)序研究(Rome、MSKCC和DFCI)被用于獨(dú)立驗(yàn)證(tNGS隊(duì)列，n289)。使用癌癥基因組圖譜(TCGA) LUAD研究分析免疫基因組特征。
結(jié)果:在KEAP1突變共發(fā)生的基礎(chǔ)上，研究人員確定了4個(gè)可能與免疫治療療效降低相關(guān)的基因(KEAP1、PBRM1、SMARCA4和STK11)。與共同發(fā)生改變的性質(zhì)無(wú)關(guān)，與單突變(SM)和野生型(WT)腫瘤相比，共存突變腫瘤(CoMut)的生存率較低。CoMut亞群的TMB高于WT，而在高TMB的LUAD中，共存改變的不利意義仍然存在。觀察到CoMut組和WT組在核心免疫信號(hào)、T細(xì)胞受體、T輔助細(xì)胞信號(hào)和免疫調(diào)節(jié)基因方面存在顯著差異。
結(jié)論:本研究表明，在一組有限的基因中同時(shí)存在的改變特征是LUAD的一個(gè)子集對(duì)免疫治療無(wú)反應(yīng)并具有高TMB。免疫微環(huán)境可以解釋疾病的臨床病程。
使用的MSKCC隊(duì)列(N 1269)代表了最大的以靶向測(cè)序?yàn)樘卣鞯腖UAD臨床系列，研究人員確定了其改變與KEAP1表現(xiàn)出最緊密的共現(xiàn)/互斥性的基因(圖2A和B)。使用SMARCA4和KRAS)定義目標(biāo)人群并建立模型。KEAP1和EGFR突變的互斥性質(zhì)促使研究人員將重點(diǎn)放在EGFR野生型設(shè)置上。隨后，在III期OAK試驗(yàn)中，對(duì)頂級(jí)共突變基因(STK11、SMARCA4、PBRM1和KRAS)的OS進(jìn)行單變量Cox回歸分析(n199)(圖2C)。除了KEAP1，研究人員還證實(shí)了STK11突變與死亡風(fēng)險(xiǎn)增加之間的可能聯(lián)系。此外，研究人員確定了PBRM1和SMARCA4, SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物的兩個(gè)核心成分，作為生存結(jié)果的潛在預(yù)測(cè)因子?？紤]到它們的功能聯(lián)系和相對(duì)較低的突變頻率，研究人員還將PBRM1和SMARCA4作為單個(gè)變量(PBRM1或SMARCA4中的突變)進(jìn)行了測(cè)試。關(guān)于KRAS，研究人員沒(méi)有觀察到KRAS狀態(tài)與OS之間有任何明確的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，KRAS不再被考慮。同樣，研究人員也沒(méi)有觀察到其他KEAP1協(xié)同基因與OS之間的任何關(guān)聯(lián)(圖2D)。隨后，研究人員驗(yàn)證了KEAP1、STK11、PBRM1和SMARCA4中至少兩個(gè)基因的共同突變是否比單獨(dú)考慮的突變具有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力，且不依賴(lài)于共同存在的突變的性質(zhì)。在OAK和POPLAR試驗(yàn)中，攜帶共存突變的腫瘤患者(CoMut組)與野生型(WT)組相比，生存率顯著縮短，而單突變型(SM)腫瘤預(yù)后中等(圖3A)。這些差異在更大的bNGS隊(duì)列中更明顯(圖3 b)。結(jié)果通過(guò)多變量Cox回歸模型得到證實(shí)(圖3C)。最佳確診總應(yīng)答(bcr)和無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)與OS數(shù)據(jù)一致(圖3D)?？紤]到KEAP1和STK11的突變頻率相近，研究人員驗(yàn)證了STK11的共現(xiàn)率。正如預(yù)期的那樣，結(jié)果與與KEAP1相關(guān)的結(jié)果相當(dāng)類(lèi)似，盡管研究人員注意到計(jì)算次數(shù)更少，并且缺少PBRM1。
在驗(yàn)證隊(duì)列(tNGS, n289)中，CoMut亞群的特征是與SM和WT腫瘤相比生存時(shí)間更短(圖4)。多變量Cox回歸模型對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證(圖4B)。研究人員在比較兩個(gè)隊(duì)列(bNGS和tNGS)時(shí)注意到的唯一差異是，在tNGS隊(duì)列中，SM腫瘤的生存期與WT組相當(dāng)，這表明單獨(dú)考慮的基因可能無(wú)法預(yù)測(cè)ICIs的療效。
首先，研究人員假設(shè)共同發(fā)生突變的不良意義與TMB和/或腫瘤新抗原負(fù)荷(TNL)有關(guān)。然而，鑒于CoMut和SM腫瘤的TMB高于WT疾病，研究人員注意到一種相反的關(guān)系(圖5A和B)。分類(lèi)器在具有高TMB的LUAD子集中保留其預(yù)后意義(圖5C和D)。在TCGA研究中，與WT腫瘤相比，CoMut和SM LUAD的特征是有更高的TNL傾向。接下來(lái)，研究人員測(cè)試了研究人員的模型與高TMB患者基因組不穩(wěn)定性的突變標(biāo)記的關(guān)系，正如最近在靶向測(cè)序研究中提出的那樣。APOBEC -和tobacco-smoking-positive病例顯著高于負(fù)的,而吸煙是唯一簽名與OS，盡管在tNGS隊(duì)列中并沒(méi)有達(dá)到完全顯著的程度。在不同的基因組背景下，總體突變譜具有可對(duì)比性(圖5E和F)。這些數(shù)據(jù)表明，CoMut模型和免疫治療療效之間的聯(lián)系與記錄基因組不穩(wěn)定性的潛在突變過(guò)程無(wú)關(guān)。
在TCGA研究中研究了CoMut LUAD的免疫基因組庫(kù)。首先，研究人員確定六種免疫亞型的分布(C1:傷口愈合;C2: IFN-g占主導(dǎo)地位;C3:炎癥;C4:淋巴細(xì)胞減少;C5:免疫安靜;C6: TGF-b占主導(dǎo)地位)在三組研究中存在差異(圖6A)與WT腫瘤相比，研究人員在CoMut組中記錄到更廣泛的C1亞型。相反，C3子類(lèi)型在CoMut LUAD中較少出現(xiàn)。有趣的是，在最初的胰腺癌分析中，C3預(yù)后良好，而C1預(yù)后差接下來(lái)，研究人員確定了三個(gè)感興趣的子集與用于產(chǎn)生癌癥免疫分類(lèi)的核心免疫表達(dá)特征(巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)、TGF-b反應(yīng)、IFN-g反應(yīng)、傷口愈合和輔助增殖特征)之間的關(guān)系。傷口愈合的簽名在WT CoMut組得分高于腫瘤,而IFN-g響應(yīng)、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞簽名有更高的分?jǐn)?shù)WT子集(圖6b)。盡管IFN-g信號(hào)與對(duì)ICIs的應(yīng)答有關(guān)，但傷口愈合信號(hào)最初是作為不良預(yù)后的預(yù)測(cè)因子開(kāi)發(fā)的此外，在TCGA泛癌癥研究中，不同腫瘤類(lèi)型的核心免疫信號(hào)具有不同的意義，在某些情況下具有不同的意義。在LUAD中，巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)特征與較長(zhǎng)的生存期相關(guān)，而傷口愈合特征則具有較低的生存結(jié)果(圖6C) CoMut組的T細(xì)胞受體(TCR)的豐富度和多樣性低于WT組(圖6D)。不太明顯的Th1基因表達(dá)特征表征CoMut腫瘤(圖6E和補(bǔ)充圖S7)。最后，在CoMut LUAD中觀察到較低的免疫調(diào)節(jié)基因表達(dá)，甚至包括PD-L1(圖6F)。然而，蛋白水平的PD-L1表達(dá)數(shù)據(jù)僅在OAK試驗(yàn)中獲得，研究人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到各比較子組之間的差異?？偟膩?lái)說(shuō)，CoMut組的免疫基因組框架與免疫治療期間的臨床病程一致。
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最后結(jié)論中，研究人員無(wú)法評(píng)估模型與整個(gè)人群中的PD-L1表達(dá)的關(guān)系。雖然在OAK研究中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)三組PD-L1表達(dá)明顯失衡，但在TCGA中，共突變組PD-L1 mRNA表達(dá)水平較低。然而，盡管常規(guī)免疫組化評(píng)估和PD-L1測(cè)序之間的一致性較高，但55個(gè)數(shù)據(jù)還太過(guò)初步，無(wú)法得出任何明確的結(jié)論?？偟膩?lái)說(shuō)，在考慮在肺腺癌中對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑進(jìn)行管理時(shí)，需要注意KEAP1、STK11、PBRM1和SMARCA4中同時(shí)存在的改變。鑒于這些腫瘤對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的耐藥性以及肺腺癌中缺乏最常見(jiàn)的可操作的致癌基因依賴(lài)，迫切需要采取行動(dòng)來(lái)解決這種治療孤立的分子亞群。研究表明，在一組有限的基因中同時(shí)存在的改變特征是肺腺癌的一個(gè)子集對(duì)免疫治療無(wú)反應(yīng)并具有高腫瘤突變負(fù)擔(dān)。通過(guò)免疫微環(huán)境可以解釋疾病的臨床病程。
