如果有人跟你說純生信分析能發(fā)到27分+，而且通篇只有2張圖，你信嗎？

昨天以前，打死小編都不信，但是今天小編信了。因?yàn)?，真的有人靠純生信單基因泛癌分析?/span>Molecular Cancer (IF: 27.401)上發(fā)了文章，而且全文只有2張圖片，意不意外？驚不驚喜？趕緊跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下吧！

一、研究背景

CD40是一種共刺激細(xì)胞表面受體，它和其配體CD40LG的相互作用可以介導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)。最近，研究發(fā)現(xiàn)抑制RAS/RAF/PI3K通路能夠促進(jìn)免疫原性細(xì)胞死亡，增強(qiáng)對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）的反應(yīng)，這在機(jī)制上依賴于黑色素瘤細(xì)胞對(duì)CD40的誘導(dǎo)作用。盡管目前已經(jīng)明確了RAS/RAF/PI3K在人類癌癥中激活突變的普遍性，但我們?nèi)匀徊磺宄?/span>RAS/RAF/PI3K通路介導(dǎo)的CD40調(diào)控是否能夠作為腫瘤進(jìn)展和治療反應(yīng)中的免疫逃避/耐受機(jī)制。這項(xiàng)研究系統(tǒng)地描述了CD40在各種正常組織和癌癥類型中的表達(dá)和臨床相關(guān)性。

二、數(shù)據(jù)來源

文章綜合了三個(gè)來源數(shù)據(jù)庫(kù)的RNA-Seq數(shù)據(jù)集：TCGA(The Cancer Genome Atlas Program)、TARGET (Tumor Alterations Relevant for GEnomics-driven Therapy)和GTEx(Genotype-Tissue Expression)，并利用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和相應(yīng)的正常組織數(shù)據(jù)確定了23種癌癥類型(每組n>5)。

三、研究?jī)?nèi)容

1. CD40表達(dá)與I型抗腫瘤反應(yīng)和更好的臨床預(yù)后相關(guān)

基于TCGA/TARGET/GTEx RNA-Seq數(shù)據(jù)集（涵蓋23個(gè)正常組織和相應(yīng)的癌癥類型）(圖1A)，我們分析了CD40 mRNA的表達(dá)及其與配體(CD40LG)、各種標(biāo)志物：MHC(HLA-DRA)、樹突狀細(xì)胞(BATF3)、B細(xì)胞(PAX5)、巨噬細(xì)胞(CD68)、粒細(xì)胞 (主要是中性粒細(xì)胞，CD177)、T細(xì)胞(CD4和CD8A)、I型抗腫瘤反應(yīng)(IFNG和GZMB)、細(xì)胞增殖 (MKI67)、細(xì)胞凋亡(BAX)、細(xì)胞存活(BCL2)和II型促腫瘤反應(yīng)(IL5) 在正常組織(n=8152)和腫瘤組織(n=10137)中的相關(guān)性(圖1B)。

基于Spearmen r ≥0.3或者r ≤-0.3，同時(shí) p < 0.001，CD40與CD40LG在正常組織和腫瘤微環(huán)境中中度共表達(dá)。在正常組織中，CD40與I型抗腫瘤反應(yīng)(IFNG和GZMB)、抗原呈遞(HLA-DRA)、輔助T細(xì)胞(CD4)而不是細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD8A)呈正相關(guān)。此外，與細(xì)胞增殖(MKI67)最相關(guān)的是CD40LG和促凋亡標(biāo)志物BAX，提示在正常條件下，CD40/CD40LG軸在免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)換和穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮重要作用。在正常組織和腫瘤組織中，CD68(巨噬細(xì)胞)與CD177(中性粒細(xì)胞)呈正相關(guān)，而CD177(中性粒細(xì)胞)與CD40呈正相關(guān)。此外，CD68(巨噬細(xì)胞)與抗原呈遞反應(yīng)高度相關(guān)(HLA-DRA)，與GZMB中度相關(guān)。在TME中，CD40表達(dá)與I型T細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞反應(yīng)呈中度相關(guān)。此外，在正常組織和腫瘤組織中，CD40與BATF3(樹突狀細(xì)胞)呈中度相關(guān)。相比之下，CD40LG與PAX5 (B細(xì)胞)呈中度相關(guān)，而與BATF3(樹突狀細(xì)胞)無相關(guān)性。在腫瘤中，APC標(biāo)記物HLA-DRA (MHC分子)、BATF3(樹突狀細(xì)胞)、PAX5 (B細(xì)胞)、CD68(巨噬細(xì)胞) 與CD8A、IFNG、GZMB呈正相關(guān)。TME中CD40/C40LG與細(xì)胞凋亡標(biāo)志物(BAX)、細(xì)胞存活標(biāo)志物(BCL2)無相關(guān)性。此外，在正?；虬┌Y組織中，CD40/CD40LG軸與II型促腫瘤反應(yīng)(IL5)沒有相關(guān)性（圖1B）。

腫瘤中CD40的高表達(dá)與癌癥患者更好的生存預(yù)后相關(guān)（圖1C）。

2. CD40調(diào)控以及與RAS/RAF/ PI3k靶向和免疫療法的聯(lián)系

在篩查的23種癌癥類型中，與相應(yīng)的正常組織相比，CD40在11種惡性腫瘤中下調(diào)，包括腦癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌、食管癌、皮膚癌、前列腺癌、子宮內(nèi)膜癌和血癌；在五種惡性腫瘤（甲狀腺、睪丸癌、頭頸癌、腎上腺癌和腎癌）表達(dá)的上調(diào)（圖2A）。

鑒于黑色素細(xì)胞在正常皮膚中占少數(shù)(< 10%)，對(duì)正常皮膚和黑色素瘤組織的直接比較可能會(huì)因表皮基底層主要的角化細(xì)胞組成而有所偏差。因此，作者基于NCBI-GSE112509 bulk RNA-Seq數(shù)據(jù)集進(jìn)一步驗(yàn)證了CD40在痣樣本中與黑色素瘤組織中的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)在NRASwt/BRAFwt痣、NRASwt/BRAFmut痣和NRASwt/BRAFwt黑色素瘤組織中，CD40的表達(dá)沒有顯著改變。但是CD40在具有致癌NRAS和BRAF突變的黑色素瘤組織中表達(dá)存在異質(zhì)性。與NRASwt/BRAFmut痣組織相比，在NRASwt/BRAFmut黑色素瘤中觀察到CD40表達(dá)減少。此外，與NRASwt/BRAFwt痣、NRASwt/BRAFmut痣或NRASwt/BRAFwt黑色素瘤組織相比，NRASmut黑色素瘤CD40表達(dá)降低（圖2B）。

類似地，在TCGA-黑色素瘤數(shù)據(jù)集中，單獨(dú)RAS(N/H/K)突變(p=0.058)，或與NF1突變聯(lián)合(p =0.038)，均與CD40表達(dá)減少相關(guān)（圖2C）。這些結(jié)果與抑制RAS/RAF/PI3K通路增加黑色素瘤細(xì)胞CD40表達(dá)的觀察結(jié)果非常吻合（作者前期已發(fā)表的結(jié)果）。

接下來，作者基于NCI/Nature的Pathway Interaction Database探索了人類CD40的通路網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果顯示，CD40/CD40LG軸可激活MAPK、PI3K/AKT、NF-κB和JAK3/STAT5信號(hào)通路(圖2D)，這是已知的RAS-下游信號(hào)效應(yīng)通路。

了評(píng)估CD40是否對(duì)免疫治療有預(yù)測(cè)價(jià)值，作者使用了TIDE框架，這是一個(gè)基于腫瘤樣本基因表達(dá)譜評(píng)估腫瘤免疫逃逸潛力的計(jì)算框架。作者分析了CD40表達(dá)的ROC曲線下面積(AUC)，并將其與現(xiàn)有的生物標(biāo)志物(包括腫瘤突變負(fù)荷(TMB)、CD274 (PD-L1)和CD8)進(jìn)行比較，以此作為預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的工具(圖2E)。此外，在兩組接受α-CTLA4或α-PD1治療的黑色素瘤患者中，高CD40表達(dá)與更好的總生存率(OS)相關(guān)。然而，接受α-PD-L1治療的膀胱癌患者和接受α-PD1治療的腎癌患者的CD40表達(dá)水平與OS沒有相關(guān)性或呈負(fù)相關(guān)。

四、小結(jié)

本研究發(fā)現(xiàn)CD40/CD40LG軸與癌癥中的I型抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)密切相關(guān)。在包括黑素瘤在內(nèi)的多種癌癥中，都發(fā)現(xiàn)了CD40表達(dá)的降低。RAS(N/H/K)突變與黑色素瘤中CD40低表達(dá)相關(guān)。此外，CD40是某些類型腫瘤(黑素瘤、胃癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤)對(duì)ICB治療反應(yīng)的潛在預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物。

這篇文章之所以能發(fā)到27+，小編認(rèn)為除了作者綜合了多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（TCGA/TARGET/GTEx）外，關(guān)鍵的一點(diǎn)是這篇文章抓住了腫瘤免疫這個(gè)熱點(diǎn)研究，具有很好的臨床價(jià)值?？吹竭@里，有沒有想給做泛癌分析的你們帶來啟發(fā)呢？