大家好着饥，今天要和大家分享的是2021年9月發(fā)表的一篇文章：“Characterization of Molecular Heterogeneity Associated With Tumor Microenvironment in Clear Cell Renal Cell Carcinoma to Aid Immunotherapy”。
在這項(xiàng)研究中啡邑，作者分別基于TCGA和ArrayExpress（E-MTAB-1980）數(shù)據(jù)庫(kù)中的免疫相關(guān)基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌（ccRCC）的免疫相關(guān)亞型贱勃，并確定了2種具有不同免疫微環(huán)境特征和免疫治療反應(yīng)的亞型（C1和C2）。此外谤逼，作者還通過(guò)CMap數(shù)據(jù)庫(kù)在2種亞型之間確定了用于治療ccRCC的潛在小分子化合物贵扰。最后，作者構(gòu)建了一個(gè)免疫相關(guān)（IR）評(píng)分系統(tǒng)并進(jìn)行驗(yàn)證流部。結(jié)果表明戚绕，C1亞型中免疫評(píng)分、基質(zhì)評(píng)分枝冀、TMB舞丛、TIDE和免疫檢查點(diǎn)基因表達(dá)水平更高。低IR評(píng)分組患者對(duì)化療藥物敏感性更高果漾，但高IR評(píng)分組患者的預(yù)后和生存狀態(tài)更好球切。本研究為進(jìn)一步探索ccRCC免疫療法和開(kāi)發(fā)個(gè)性化治療奠定了基礎(chǔ)。
發(fā)表雜志：FrontCell Dev Biol.
影響因子：6.68
本文屬于單腫瘤分型思路绒障，類似的分型文章我們也解讀過(guò)很多吨凑。
腫瘤分型文章列表
腫瘤分析文章比較重要的結(jié)論就是分型后構(gòu)建的模型能夠預(yù)測(cè)免疫治療療效。我們可以通過(guò)使用不同的數(shù)據(jù)組合或者使用不同的基因集進(jìn)行分型，以確保得到的結(jié)果與免疫治療療效相關(guān)鸵钝。如果想做類似的分析糙臼，歡迎交流。
研究背景
透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌（ccRCC）是腎細(xì)胞癌（RCC）的典型亞型恩商，占RCC的70-80%变逃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年美國(guó)ccRCC新發(fā)病例73820例怠堪，死亡14770例揽乱。目前，ccRCC最常見(jiàn)的治療策略是手術(shù)干預(yù)研叫，包括腹腔鏡腎部分切除術(shù)（LPN）和根治性腎切除術(shù)（LN）锤窑。盡管早期RCC患者的5年總生存率（OS）達(dá)到90%，但轉(zhuǎn)移性或晚期RCC患者的5年OS低于10%嚷炉。有研究表明渊啰，包括阿西替尼、帕唑帕尼申屹、索拉非尼和舒尼替尼在內(nèi)的靶向藥物在轉(zhuǎn)移性ccRCC患者中取得了有效進(jìn)展绘证。PD-L1表達(dá)陽(yáng)性的RCC患者對(duì)PD-1/PD-L1治療的總體反應(yīng)率更高，提示靶向治療和免疫療法可能對(duì)ccRCC患者有效哗讥。
流程圖
ccRCC****分子亞型的鑒定
①?gòu)腡CGA和ArrayExpress數(shù)據(jù)庫(kù)（E-MTAB-19802）下載ccRCC的基因表達(dá)數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)嚷那。
②使用非負(fù)矩陣分解（NMF）算法根據(jù)TCGA和E-MTAB-1980數(shù)據(jù)集中的免疫相關(guān)基因表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)患者進(jìn)行聚類。
③進(jìn)行主成分分析(PCA)以確定分子亞型的穩(wěn)健性和可靠性杆煞。
④比較兩種分子亞型的總生存期魏宽。
⑤應(yīng)用基因集變異分析(GSVA)識(shí)別兩種亞型的分子功能。
結(jié)果：
下圖A：聚類數(shù)從2到7的相關(guān)系數(shù)决乎。
下圖B：k=2時(shí)的共識(shí)矩陣熱圖队询。
下圖C：對(duì)512例ccRCC患者進(jìn)行PCA分析，每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣本构诚。
下圖D：ccRCC中兩種亞型總生存期的KM生存曲線分析蚌斩。
分子亞型與腫瘤微環(huán)境
①應(yīng)用ssGSEA算法評(píng)估兩種ccRCC亞型樣本中28個(gè)免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)水平。
②使用ESTIMATE算法計(jì)算兩種ccRCC亞型樣本中的免疫評(píng)分、基質(zhì)評(píng)分和腫瘤純度。
結(jié)果：
下圖A：ssGSEA算法在兩種亞型中計(jì)算出的28種免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)水平艾帐。
下圖B：兩種亞型間基質(zhì)評(píng)分（B）、免疫評(píng)分（C）和腫瘤純度（D）的比較叠聋。
分子亞型與免疫治療反應(yīng)
①探索已知免疫檢查點(diǎn)在兩種亞型中的表達(dá)水平，包括CD274(PD-L1)受裹、PDCD1LG2(PD-L2)晒奕、PDCD1(PD-1)、LAG3名斟、TIGIT和CTLA4脑慧。
②使用腫瘤免疫功能障礙和排斥（TIDE）預(yù)測(cè)算法評(píng)估兩種亞型的免疫治療反應(yīng)。
結(jié)果：
下圖A-F：6種免疫檢查點(diǎn)抑制劑在兩種分子亞型中的表達(dá)水平砰盐。
下圖G：兩種亞型之間TMB的比較闷袒。
下圖H：兩種亞型的TIDE評(píng)分。
分子亞型與化療藥物
①評(píng)估2種亞型對(duì)4種化療藥物（阿西替尼岩梳、帕唑帕尼囊骤、索拉非尼、舒尼替尼）的反應(yīng)冀值，并根據(jù)預(yù)測(cè)模型估算每個(gè)ccRCC樣本的IC50值也物。
結(jié)果：
下圖：4種化療藥物在ccRCC的2種分子亞型中的IC50值，包括阿西替尼(A)列疗、帕唑帕尼(B)滑蚯、索拉非尼(C)和舒尼替尼(D)。
分子亞型與免疫治療反應(yīng)及小分子化合物
①使用TIDE算法研究?jī)煞N亞型是否會(huì)對(duì)免疫療法產(chǎn)生反應(yīng)抵栈。
②比較兩種亞型的差異表達(dá)水平告材，鑒定差異表達(dá)基因，然后將這些基因上傳到CMap數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定小分子化合物古劲。
結(jié)果：
下圖A：亞型1對(duì)PD1抑制劑更敏感斥赋。
下圖B：CMap數(shù)據(jù)庫(kù)分析確定針對(duì)這兩個(gè)分子亞型的候選藥物。
免疫相關(guān)基因特征和功能注釋
①對(duì)2種亞型的DEGs進(jìn)行單變量Cox回歸分析確定預(yù)后DEG产艾，并對(duì)預(yù)后DEGs進(jìn)行GO和KEGG富集分析疤剑。
②基于預(yù)后DEGs進(jìn)行NMF聚類分析將患者分為不同的免疫基因組亞型。
③對(duì)兩種免疫基因組亞型進(jìn)行生存分析和PCA分析闷堡。
結(jié)果：
下圖：GO(A)和KEGG(B)富集分析以鑒定DEG的潛在功能和途徑隘膘。
下圖：基于274個(gè)預(yù)后DEG的NMF分析識(shí)別ccRCC的免疫基因組亞型。
下圖：TCGA隊(duì)列中DEG的NMF聚類將患者分為2種基因組亞型（A紅色和B藍(lán)色）缚窿。
下圖A-F：CD274（A）棘幸、PDCD1LG2（B）、PDCD1（C）倦零、LAG3（D）误续、TIGIT（E）、CTLA4（F）6個(gè)免疫檢查點(diǎn)在2個(gè)基因組中的表達(dá)水平扫茅。
下圖G：在2個(gè)基因組中比較28個(gè)免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)水平蹋嵌。
構(gòu)建免疫****(IR)****評(píng)分
①考慮到IR亞型的個(gè)體異質(zhì)性和復(fù)雜性，作者開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于274 DEGs量化ccRCC個(gè)體患者的免疫模式評(píng)分系統(tǒng)葫隙，稱為IR評(píng)分栽烂。
②評(píng)估IR與生存預(yù)后、臨床特征之間的關(guān)系。驗(yàn)證IR是否可以作為獨(dú)立預(yù)后因素腺办。
③評(píng)估高低IR評(píng)分與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和免疫微環(huán)境之間的關(guān)系焰手。
④IR評(píng)分對(duì)4種化療藥物敏感性分析。
結(jié)果：
下圖A：TCGA隊(duì)列中高低IR評(píng)分亞組的Kaplan-Meier曲線怀喉。
下圖B：IR評(píng)分亞組的ROC曲線书妻。
下圖C：IR評(píng)分與腫瘤分級(jí)(C)和分期(D)之間的關(guān)系。
下圖：ccRCC IR評(píng)分組中四種化療藥物的IC50值躬拢，包括阿西替尼（A）躲履、帕唑帕尼（B）、索拉非尼（C）和舒尼替尼（D）聊闯。
驗(yàn)證****IR****評(píng)分
①檢索ccRCC的無(wú)病生存(DFS)工猜、疾病特異性生存(DSS)和無(wú)進(jìn)展生存(PFS)數(shù)據(jù)集驗(yàn)證IR評(píng)分的預(yù)后價(jià)值。
②基于IMvigor210驗(yàn)證IR評(píng)分是否可以預(yù)測(cè)患者對(duì)PD-L1和CTLA-4阻斷療法的反應(yīng)菱蔬。
結(jié)果：
下圖A：驗(yàn)證IR在ccRCC篷帅、E-MTAB-1980數(shù)據(jù)集(D)和IMvigor210隊(duì)列(E)的DFS(A)、DSS(B)和PFS(C)中的預(yù)后價(jià)值汗销。
下圖B：低或高IR評(píng)分組中對(duì)PD-L1阻斷免疫療法有反應(yīng)的患者比例犹褒。響應(yīng)者/無(wú)響應(yīng)者：低IR評(píng)分組中的10%/90%；高IR評(píng)分組中的25%/75%弛针。
小結(jié)：
在這項(xiàng)研究中叠骑，作者基于免疫相關(guān)(IR)基因表達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究了ccRCC的IR分子異質(zhì)性，并確定了兩種具有不同免疫微環(huán)境特征和免疫治療反應(yīng)的亞型削茁。此外宙枷，作者還評(píng)估了不同亞型之間化療藥物敏感性和免疫治療反應(yīng)之間的差異。最后開(kāi)發(fā)出一IR評(píng)分系統(tǒng)用于量化ccRCC患者的免疫反應(yīng)模式茧跋。這些結(jié)果有可能助于促進(jìn)現(xiàn)階段對(duì)腫瘤免疫浸潤(rùn)特征的理解慰丛，并為個(gè)性化治療提供新的策略。
