影響因子：9.8

研究概述：近年來迄汛，免疫治療（尤其是免疫檢查點抑制劑ICIs）的應(yīng)用捍壤，徹底改變了癌癥的治療方法。然而鞍爱，低反應(yīng)率鹃觉、免疫相關(guān)不良反應(yīng)和不同程度的耐藥性極大地限制了 ICI 的臨床應(yīng)用，因此當(dāng)務(wù)之急是找出有效睹逃、準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物來預(yù)測ICI反應(yīng)盗扇。長鏈非編碼RNA（lncRNA）因已被證明參與多種重要生物學(xué)過程而被廣泛研究和熟知，而癌癥中失調(diào)的lncRNA可作為診斷標(biāo)志物和潛在的治療靶點沉填。有研究表明lncRNA與免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能有關(guān)疗隶，因此其在評估 ICI 反應(yīng)和預(yù)測臨床結(jié)果方面具有巨大的潛力。免疫檢查點（ICPs）存在于各類免疫細(xì)胞中翼闹，但I(xiàn)CPs和lncRNAs之間的關(guān)聯(lián)尚不明確斑鼻。因此，本研究系統(tǒng)地探索了lncRNAs猎荠、ICPs和免疫之間的相互關(guān)系坚弱，開發(fā)出一套能夠鑒定ICP和lncRNA調(diào)控對（ICPLncCRPs）的數(shù)據(jù)分析流程，并在免疫浸潤和免疫治療反應(yīng)的層面進(jìn)行了大量的分析关摇，最終篩選出基于lncRNA的ICI治療生物標(biāo)志物荒叶。流程圖如下：

研究結(jié)果：

在各種免疫細(xì)胞類型中鑒定與免疫相關(guān)的 ICP 和 lncRNA

圖A展示了不同免疫細(xì)胞系GEO數(shù)據(jù)集中各類免疫細(xì)胞的豐度，作者對不同免疫細(xì)胞系進(jìn)行了去批次處理以使得免疫細(xì)胞的表達(dá)數(shù)據(jù)更加分散和平均输虱，圖B是對B細(xì)胞浸潤水平在兩個細(xì)胞系數(shù)據(jù)中去批次前后的PCA結(jié)果些楣，證明批次消除較好。接下來作者在TCGA泛癌的腫瘤和正常兩組之間鑒定ICPs和lncRNAs宪睹。圖C展示了在多種癌癥中上調(diào)或下調(diào)的ICPs愁茁，圖D展示了在多種癌癥中上調(diào)或下調(diào)的lncRNAs。

圖A展示了基于ESTIMATE和ssGSEA評分將TCGA腫瘤患者分為高低免疫浸潤水平的分組情況横堡，不同癌癥類型的高低浸潤比例不同埋市，圖C表明在所有癌癥中高免疫浸潤水平上調(diào)的ICPs和lncRNAs遠(yuǎn)多于下調(diào)的分子，其中在BRCA中鑒定出的數(shù)量最多命贴，圖B是BRCA高低浸潤組的差異火山圖道宅。圖D用熱圖展示了top10差異表達(dá)的ICPs和lncRNAs食听，發(fā)現(xiàn)除了除淋巴腫瘤彌漫大 B 細(xì)胞淋巴瘤（DLBC）和胸腺瘤（THYM）外，其他癌癥類型中差異方向一致污茵。這些結(jié)果表明樱报，與免疫相關(guān)的ICPs和lncRNAs可能在腫瘤免疫微環(huán)境中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

ICPLncCRPs在泛癌中展示出特定的調(diào)控模式

大量研究表明泞当，共表達(dá)的基因往往具有共同的功能迹蛤。因此，免疫相關(guān)ICPs和lncRNAs的共表達(dá)可能發(fā)揮共同或相似的免疫功能襟士，基于已鑒定出來的免疫相關(guān)ICPs和lncRNAs盗飒，作者使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)（PCCs）和互信息（MI）分析等兩種相關(guān)方法篩選出了顯著相關(guān)的ICP-lncRNA對，根據(jù)相關(guān)方向分為正相關(guān)對和負(fù)相關(guān)對陋桂。圖a曼哈頓圖展示了泛癌中正相關(guān)對和負(fù)相關(guān)對的數(shù)量逆趣，圖b說明包括 PCC 和 MI 方法在內(nèi)的兩種共表達(dá)方法顯示出較高的交互作用，圖c表明PCC 和 MI兩種主要的共表達(dá)方法的結(jié)果在所有癌癥中重合率達(dá)到75%以上嗜历，圖d展示了上一部分高低免疫浸潤水平差異分析得到的top10ICPs和lncRNAs在泛癌中鑒定出的ICPLncCRPs數(shù)量宣渗，圖e展示了出現(xiàn)在多種癌癥類型中的ICPLncCRPs。

泛癌和癌癥特異性ICPaLnc核心參與癌癥進(jìn)展的多個環(huán)節(jié)

圖A是兩個相似性矩陣的拼接梨州，紅色的部分是相交的兩種癌之間共同鑒定出來的ICPs和lncRNAs的比例痕囱，藍(lán)色的部分是相交的兩種癌之間共同鑒定出來的ICPaLncCRPs的比例，在每個網(wǎng)絡(luò)中都有少數(shù)幾個具有大量鄰居的節(jié)點作為樞紐將節(jié)點連接在一起暴匠。接下來鞍恢，作者將最關(guān)鍵的5% ICPaLncCRPs節(jié)點視為樞紐ICPs或lncRNAs，基于此構(gòu)建了圖b的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)并將樞紐分為常見（ICPaLncCRPs 出現(xiàn)在五種以上癌癥）每窖、特異（ICPaLncCRPs只出現(xiàn)在某一種癌癥中）和其他三類有序。圖c展示在在不同癌癥類型中發(fā)現(xiàn)了4個常見和4個特異的lncRNA，圖e展示4個常見的中樞l(wèi)ncRNA MIR155HG岛请、PCED1B-AS1、RP11-493L12.2和TRG-AS1分別出現(xiàn)在7警绩、14崇败、14和15種癌癥類型中，表明它們在免疫和癌癥過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用肩祥。圖f是從從 Lnc2Cancer 3.0中獲得與癌癥相關(guān)的中心和特異的lncRNA后室，圓形大小及其中數(shù)字代表經(jīng)證實的文獻(xiàn)數(shù)量。圖g是對5個ICPaLncs在生存混狠、機(jī)制岸霹、功能、臨床和外周血層面檢索到的已驗證文獻(xiàn)的數(shù)量将饺，表明鑒定出來的ICPaLncs與免疫和癌癥的發(fā)展有關(guān)贡避，ICPaLncs似乎可以成為癌癥的有效生物標(biāo)志物痛黎。

Bulk和單細(xì)胞RNAseq表明ICPaLncCRPs與免疫浸潤高度相關(guān)

為了進(jìn)一步探索ICPaLncCRPs和免疫浸潤的交互，作者對TCGA泛癌使用免疫浸潤算法并將結(jié)果與鑒定出的關(guān)鍵ICPaLncs做了相關(guān)性分析刮吧，圖a即為相關(guān)性結(jié)果湖饱，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵 ICPaLncs 與多種免疫細(xì)胞類型相關(guān)且在大多數(shù)癌癥中呈正相關(guān)，其中SKCM的相關(guān)性較為顯著杀捻，圖b是對SKCM的進(jìn)一步可視化井厌。在觀察到SKCM顯著的相關(guān)性后，作者對SKCM的單細(xì)胞數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析致讥，共鑒定出11種細(xì)胞仅仆，圖c的tSNE降維發(fā)現(xiàn)ICPaLncs 的 ssGSEA 評分在 CD8+ T 細(xì)胞中有所不同。圖d是擬時序分析的熱圖可視化垢袱，表明這些 ICPaLncs 在不同的偽時間點發(fā)生動態(tài)變化墓拜。根據(jù) ICPaLncs 的表達(dá)，所有細(xì)胞形成了四種轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的分支結(jié)構(gòu)惶桐，圖中圈出了鑒定出的關(guān)鍵ICPaLncs撮弧。這些結(jié)果表明，ICPaLncs在免疫細(xì)胞中的表達(dá)量較高姚糊，且與免疫細(xì)胞浸潤有關(guān)贿衍，進(jìn)一步驗證了ICPaLncCRPs在腫瘤免疫微環(huán)境中的作用。

ICPaLncCRPs能夠預(yù)測癌癥患者的預(yù)后

這一部分作者關(guān)注ICPaLncCRPs的預(yù)后預(yù)測價值救恨。圖a是在不同類型的癌癥中發(fā)現(xiàn)的生存相關(guān)ICPaLncCRPs的數(shù)量贸辈，在臨床上接受過 ICI 治療的 LGG、SKCM肠槽、腎透明細(xì)胞癌（KIRC）和葡萄膜黑色素瘤（UVM）中發(fā)現(xiàn)了更多與生存相關(guān)的 ICPaLncCRPs擎淤，因此推斷在臨床上適用ICI藥物的癌癥類型中ICPaLncCRPs的數(shù)量越多，預(yù)后越好秸仙。圖b說明大多數(shù) ICPaLncCRPs 具有癌癥特異性嘴拢，并且只與一種癌癥類型的預(yù)后相關(guān)，圖c是在三種癌癥中可作為預(yù)后標(biāo)志物的ICPaLncCRPs寂纪。在 SKCM 中席吴，通過森林圖和諾曼圖顯示 ICPaLncCRP IDO1-MIR155HG 是總生存期（OS）的獨立預(yù)后因子，表明它可能成為一個關(guān)鍵的預(yù)后生物標(biāo)志物捞蛋，圖e是其預(yù)測SKCM生存的KM曲線孝冒，圖f的校準(zhǔn)曲線表明其預(yù)測準(zhǔn)確性較高。這些結(jié)果表明拟杉，ICPaLncCRPs可以作為癌癥的預(yù)后生物標(biāo)志物庄涡。

ICPaLncCRPs能夠預(yù)測SKCM患者的免疫治療反應(yīng)

這部分是對ICPaLncCRPs預(yù)測免疫治療反應(yīng)能力的評估。圖a表明ICPaLncCRPs可將治療反應(yīng)不同的患者很好地區(qū)分開搬设，作者基于ICPaLncCRPs將患者分為高低ICR兩組穴店，圖b說明高 ICR 組 ICPaLncCRPs 的 ssGSEA 得分明顯高于低 ICR 組撕捍，提示ICPaLncCRPs可以反映患者的免疫浸潤水平。接下來作者使用SVM算法評估了ICPaLncCRPs 生物標(biāo)志物的性能迹鹅，發(fā)現(xiàn)所有的應(yīng)答者都屬于高ICR組卦洽，圖d是TCGA-SKCM隊列中ICPaLncCRPs對不同免疫反應(yīng)患者生存的預(yù)測。圖e是先前研究報道的TCGA-SKCM免疫分組斜棚，其中immune組很可能是基于 ICPaLncCRPs 預(yù)測的 ICI 反應(yīng)者阀蒂。圖f是基于ICPaLncCRPs對SKCM患者的聚類，將ICR分組和反應(yīng)分組納入弟蚀，發(fā)現(xiàn)聚類 2 中有更多的應(yīng)答者蚤霞、高 ICR 患者和更高的 ssGSEA分?jǐn)?shù)，這表明這些患者更適合ICI治療义钉。作者還提取了三個ICPaLncCRPs昧绣，包括DANCR-CD38、HCG27-IDO1和HCG27-GZMA捶闸，基于LASSO回歸預(yù)測ICI反應(yīng)夜畴。圖g表明這三個 ICPaLncCRPs 相關(guān)性很強(qiáng)。圖h表明在GSE35640中删壮，三個綜合 ICPaLncCRPs 的預(yù)測能力（AUC = 0.775）高于單一 ICPaLncCRP贪绘，圖i表明另外五個獨立數(shù)據(jù)集也得到了類似的結(jié)果（圖 7i）。

**研究總結(jié)： **

這篇文章以泛癌為載體央碟，開發(fā)出一套能夠鑒定ICP和lncRNA調(diào)控對（ICPLncCRPs）的數(shù)據(jù)分析流程税灌，系統(tǒng)地探索了ICPs和lncRNA在免疫層面的相互關(guān)系，并在免疫浸潤和免疫治療反應(yīng)的層面進(jìn)行了大量的分析亿虽，最終篩選出基于lncRNA的ICI治療生物標(biāo)志物菱涤。