既然如此，小云今天帶你看這篇7分+的生信文章，亮點就是基于TME成分相關(guān)基因?qū)δ[瘤進(jìn)行分型，基因集已備好，就等你來復(fù)現(xiàn)！

題目：直腸癌不同腫瘤微環(huán)境景觀對預(yù)后和免疫治療反應(yīng)的預(yù)測

雜志：Cellular oncology (Dordrecht)

影響因子：7.051

發(fā)表時間：2022年10月

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研究思路

? ? 采用ssGSEA對TCGA患者的TME成分進(jìn)行定量分析，將患者分成4個TME亞型。不同亞型表現(xiàn)出不同的突變、生物學(xué)特征、免疫特征、免疫治療反應(yīng)和預(yù)后。結(jié)合WGCNA和LASSO構(gòu)建了一個TME的預(yù)后特征，由這一特征劃分的亞組也表現(xiàn)出不同的臨床參數(shù)和對免疫治療的反應(yīng)。應(yīng)用多種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，提高生存預(yù)測的準(zhǔn)確性，并結(jié)合M分期和年齡進(jìn)一步建立nomogram，準(zhǔn)確、直觀地預(yù)測預(yù)后。

分析流程圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主要研究結(jié)果

1.?基于腫瘤微環(huán)境（TME）進(jìn)行腫瘤分型

基于TME中代表不同細(xì)胞類型的主要生物標(biāo)志物，包括19種免疫相關(guān)成分(例如免疫細(xì)胞、免疫相關(guān)途徑和免疫反應(yīng))、9種非免疫基質(zhì)細(xì)胞和7種上皮細(xì)胞相關(guān)基因，使用ssGSEA算法，根據(jù)每個TCGA-READ患者特征生物標(biāo)志物的表達(dá)，分析這些TME成分的豐度。

將患者分為4個亞組：亞組1(免疫Immune)表現(xiàn)出最高的免疫和非免疫間質(zhì)細(xì)胞豐度，而亞組2 (Canonical)表現(xiàn)出中等的免疫和非免疫間質(zhì)細(xì)胞豐度。亞組3和亞組4都保留了最少的免疫細(xì)胞數(shù)量，但與亞組3(休眠Dormant-)相比，亞組4(干細(xì)胞樣Stem-like)表現(xiàn)出較低的非免疫基質(zhì)細(xì)胞豐度和較高的腫瘤干細(xì)胞水平。

通過ESTIMATE對不同亞組的患者進(jìn)行微環(huán)境相關(guān)評分，不同TME亞型患者生存曲線不同。與其他組相比，免疫亞組在前兩年的預(yù)后最差，而Stem-like亞組在三年后表現(xiàn)出更多的不良預(yù)后。

突變數(shù)據(jù)顯示，不同TME亞型具有相似的最常見突變基因列表，即APC和TP53，最常見的突變類別為錯義突變。此外， HLA蛋白、免疫相關(guān)刺激因子、免疫相關(guān)抑制劑和微環(huán)境分子的水平在不同亞組中有所不同。四個亞組的患者表現(xiàn)出不同的免疫反應(yīng)。

圖1直腸癌基于TME的分子亞型

2.?分析TME亞型間的差異表達(dá)基因，并構(gòu)建風(fēng)險評分

分析不同亞型間的差異表達(dá)基因（DEGs）。進(jìn)行WGCNA分析，將DEGs劃分為5個不同的模塊。這些不同的模塊與不同的微環(huán)境因素和不同的臨床特征相關(guān)。GO和KEGG分析顯示，不同組患者的免疫細(xì)胞黏附、細(xì)胞外組織、穩(wěn)態(tài)和免疫相關(guān)信號通路的富集狀態(tài)不同。篩選出19個預(yù)后相關(guān)基因進(jìn)行l(wèi)asso回歸，構(gòu)建一個包含10個基因的signature，計算每個患者的風(fēng)險評分。

圖2?WGCNA-LASSO基于TME相關(guān)基因構(gòu)建風(fēng)險評分

根據(jù)中位風(fēng)險評分分為高危組和低危組。高危組患者的總生存率低于低危組。AUC說明了TME特征的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)曲線顯示，實際生存狀態(tài)與預(yù)測非常相似。此外，采用不同的機(jī)器學(xué)習(xí)算法來預(yù)測5年的生存狀況?；?0個基因signature預(yù)測了患者的DFS和PFS，而且是影響RC患者預(yù)后的獨立因素。

圖3?驗證TME風(fēng)險評分

3.?TME風(fēng)險評分與臨床特征、免疫治療和化療的相關(guān)性

風(fēng)險評分高的患者與腫瘤晚期、腫瘤大小增大和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。GSEA分析高、低評分組的生物學(xué)特征。進(jìn)一步分析TME特征是否可以用于預(yù)測治療效果。TCIA提示抗PD-1免疫治療在低危組療效更好，風(fēng)險評分較高的患者預(yù)后較差，而且對免疫治療的反應(yīng)也較差。

此外，化療藥物(如伊馬替尼和索拉非尼)的有效性也可以通過TME特征來預(yù)測。低風(fēng)險組患者對這些化療藥物的IC50值較低。

圖4風(fēng)險評分與不同臨床特征、治療的相關(guān)性

在10個基因中，2個基因（DEGS1和RRAGD）在高危組中表達(dá)上調(diào)，它們的上調(diào)與較高的風(fēng)險程度、腫瘤分期和腫瘤大小有很強(qiáng)的相關(guān)性。TIMER分析顯示這兩個基因與免疫細(xì)胞的浸潤相關(guān)。

圖5. 2個關(guān)鍵基因（DEGS1、RRAGD）與臨床參數(shù)、免疫浸潤相關(guān)

4.?構(gòu)建nomogram并驗證

分層生存分析顯示高危組的生存率低于低危組。將該特征與年齡和M分期相結(jié)合構(gòu)建nomogram，以預(yù)測RC患者的生存。ROC曲線顯示，1年、3年和5年生存率的AUC分別為0.875、0.957和1.000。校準(zhǔn)曲線證實了nomogram預(yù)測的準(zhǔn)確性。

圖6 TME特征結(jié)合其他臨床參數(shù)預(yù)測RC患者預(yù)后的臨床應(yīng)用

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小云有話說

這篇文章的亮點就是基于TME成分相關(guān)基因?qū)δ[瘤進(jìn)行分型，再根據(jù)各分型間的差異表達(dá)基因構(gòu)建TME相關(guān)的風(fēng)險評分，后面的分析屬于常規(guī)分析。

而且篩選出關(guān)鍵基因后，就可以根據(jù)具體基因的潛在功能設(shè)計TME相關(guān)的課題思路嘍，再也不用擔(dān)心不會設(shè)計課題啦！而且TME成分相關(guān)基因集文章已經(jīng)整理好了，感興趣的小伙伴可以直接拿去分析~

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