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大家好！今天給大家介紹一篇2021年9月發(fā)表在OncoImmunology（IF:8.110）上的一篇文章。本研究詳細(xì)描述了HGSOC患者的TIMs情況并研究TIMs與HGSOC患者預(yù)后和免疫治療反應(yīng)的關(guān)系。
Stromal infiltrating mast cells identify immunoevasive subtype high-grade serous ovarian cancer with poor prognosis and inferior immunotherapeutic response
基質(zhì)浸潤(rùn)肥大細(xì)胞鑒定與預(yù)后較差和免疫治療反應(yīng)較差有關(guān)的高漿液性卵巢癌免疫逃避亞型
摘要：
腫瘤浸潤(rùn)肥大細(xì)胞（TIMs）在不同惡性腫瘤中具有促腫瘤或抗腫瘤的作用并且與抗PD1治療抵抗有關(guān)。本研究作者旨在研究TIMs與高級(jí)別漿液性卵巢癌（HGSOC）的預(yù)后，免疫情況和免疫治療的相關(guān)性。作者使用IHC研究197例HGSOC患者肥大細(xì)胞胰蛋白酶和其他免疫標(biāo)志物的表達(dá)情況，使用KM分析，log-rank檢驗(yàn)和Cox回歸模型進(jìn)行生存分析，使用scRNA-seq和流式細(xì)胞研究TIMs的特征。基質(zhì)TIMs（sTIMs）的豐度與HGSOC免疫逃避亞型有關(guān)，其特征是Treg細(xì)胞，M2極化巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)水平增加，抗腫瘤免疫功能受損。TIMs和其他免疫細(xì)胞具有相互作用。sTIMs-低患者與抗PD-1治療反應(yīng)增加有關(guān)。結(jié)合FIGO分期，sTIMs，PD-L1構(gòu)建的預(yù)后模型的預(yù)測(cè)5年ROC曲線的AUC為0.771，高于FIGO分期。基于sTIMs/PD-L1的預(yù)后模型在預(yù)測(cè)HGSOC患者預(yù)后方面具有潛在的臨床價(jià)值，sTIMs-高于免疫抑制腫瘤微環(huán)境有關(guān)，對(duì)免疫治療效果較差。
結(jié)果：
1.數(shù)據(jù)集的獲取和下載
本研究的訓(xùn)練集包括來(lái)自復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)醫(yī)院的120例HGSOC患者，驗(yàn)證集包括蘇州市立醫(yī)院的79例HGSOC患者。scRNA-seq數(shù)據(jù)集為GSE158937和GSE147082。此外，作者下載TCGA-OV的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，突變數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)。
2.基質(zhì)浸潤(rùn)肥大細(xì)胞與HGSOC患者的腫瘤發(fā)展有關(guān)
HGSOC患者的腫瘤浸潤(rùn)肥大細(xì)胞（TIMs）定量水平如圖1a所示，基質(zhì)組織的TIMs水平較高（圖1b）。基質(zhì)浸潤(rùn)TIMs（sTIMs）和瘤內(nèi)浸潤(rùn)TIMs（iTIMs）的閾值分別為7.3 cells/HPF和1.5cells/HPF（圖1b）。因此，接下來(lái)作者主要關(guān)注sTIMs。sTIMs與FIGO分期正相關(guān)（圖1c和1d），表明sTIMs與腫瘤發(fā)展有關(guān)。
3.sTIMs浸潤(rùn)水平增加與HGSOC預(yù)后較差有關(guān)
為進(jìn)一步研究HGSOC患者sTIMs的臨床特征，作者對(duì)sTIMs-高和sTIMs-低組浸潤(rùn)KM分析。訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中sTIMs-高與OS較差有關(guān)（圖2a和2b）。TCGA數(shù)據(jù)集中TIMs-高與預(yù)后不良有關(guān)（圖2c）。多因素Cox回歸分析表明sTIMs是訓(xùn)練集的獨(dú)立預(yù)后因子，而TIMs是TCGA數(shù)據(jù)集的獨(dú)立預(yù)后因子（圖2d）。此外，TIMs與OS較差有關(guān)而iTIMs與OS無(wú)關(guān)。多因素分析表明PD-L1與預(yù)后較好有關(guān)（圖2d）。此外，單因素和多因素分析表明訓(xùn)練集和TCGA數(shù)據(jù)集中CD3，CD4，CD8，Th1，Th2，Treg，B，NK，M2極化巨噬細(xì)胞，TIMs和sTIMs等腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞與OS有關(guān)，M2極化巨噬細(xì)胞是獨(dú)立預(yù)后因子。
4.sTIMs富集與腫瘤免疫微環(huán)境免疫逃避有關(guān)
作者使用IHC研究腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞和效應(yīng)分子的相關(guān)性。sTIMs與Treg細(xì)胞，M2極化巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞正相關(guān)（圖3a）。根據(jù)sTIMs水平將患者分為sTIMs-高組和sTIMs-低組。sTIMs-高組的Treg細(xì)胞，M2極化巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞數(shù)量較高（圖3b）。此外，sTIMs與GZMB，PRF1，Tim-3和PD-1負(fù)相關(guān)，而與IL-10，TGF-β正相關(guān)（圖3c）。sTIMs-高中GZMB，PRF1，TNF-α，Tim-3和PD-1陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量較低而IL-10和TGF-β陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量較高（圖3d）。流式細(xì)胞分析表明，sTIMs-高組的Treg，CD206+巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞較多（圖3e）。sTIMs-高組的GZMB，PRF1和PD-1在CD8+T細(xì)胞中的表達(dá)水平較低（圖3f和3g）。
5.TIMs與HGSOC腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的相互作用
為了更好的了解TIMs在免疫抑制腫瘤微環(huán)境中的作用，作者分析了包括3例原發(fā)癌和2例轉(zhuǎn)移癌的scRNA-seq數(shù)據(jù)，使用UMAP方法鑒定到18個(gè)簇（圖4a）。根據(jù)PTPRC（CD45）的表達(dá)水平將細(xì)胞劃分為非免疫細(xì)胞（10個(gè)簇）和免疫細(xì)胞（8個(gè)簇）。免疫細(xì)胞包括髓系細(xì)胞（LYZ和C1QB），細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CD3D，CD8A，GZMA和PRF1），T細(xì)胞（CD3D，CCR7和IL7R），Treg細(xì)胞（FOXP3和IL2RA），B細(xì)胞（MS4A1和CD79A），漿細(xì)胞（MZB1和CD38），漿細(xì)胞樣DC（pRC，TCF4，LILRA4和GZMB）和肥大細(xì)胞（TPSAB1和CD117）（圖4b）。差異分析表明TPSAB1和CD117是肥大細(xì)胞中排名最高的上調(diào)細(xì)胞。對(duì)DEGs進(jìn)行GO富集分析表明肥大細(xì)胞具有Ⅰ型超敏感應(yīng)正調(diào)控和重塑免疫微環(huán)境等功能。
隨后，作者研究HGSOC中細(xì)胞-細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明，肥大細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞存在相互作用（圖4c和4d）。肥大細(xì)胞通過(guò)TGFB-1(TGFBR1+TGFBR2)和CSF-1CSF1R與髓系細(xì)胞相互作用，表明肥大細(xì)胞可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖和分化。CCL4-CCR5互作表明肥大細(xì)胞和Treg細(xì)胞存在互作，說(shuō)明肥大細(xì)胞可以吸引Treg細(xì)胞。細(xì)胞-細(xì)胞通訊表明肥大細(xì)胞可以通過(guò)CLEC2B/C-KLRB1和PD-L1-PD1抑制T細(xì)胞的抗腫瘤作用（圖4e）。與外周肥大細(xì)胞相比HGSOC的TIMs中TGF-β和PD-L1的表達(dá)水平較高（圖4f和4g）。
6.基于sTIMs預(yù)測(cè)HGSOC患者免疫檢查點(diǎn)治療反應(yīng)和預(yù)后
在訓(xùn)練集和TCGA數(shù)據(jù)集中，sTIMs-低組的PD-L1的蛋白表達(dá)水平和mRNA表達(dá)水平極高（圖5a和5b）且在抗PD-1應(yīng)答中表現(xiàn)出較強(qiáng)的CD8+ T細(xì)胞效應(yīng)功能（圖5c）。此外，免疫檢查點(diǎn)治療受益患者的TIMs比例較高（圖5d）。使用多因素Cox分析構(gòu)建基于sTIMs，PD-L1和FIGO分析的列線圖（圖5e）。預(yù)測(cè)訓(xùn)練集3年和5年生存期的ROC曲線的AUC分別為0.727和0.771，高于單獨(dú)使用FIGO分析（圖5f和5g）。結(jié)果表明sTIMs-高與ICB治療敏感性較低有關(guān)。
結(jié)論：
總的來(lái)說(shuō)，sTIMs與HGSOC患者的預(yù)后不良有關(guān)而iTIMs不能作為HGSOC的預(yù)后指標(biāo)。sTIMs富集與免疫抑制腫瘤微環(huán)境和抗腫瘤免疫受損有關(guān)。本研究不僅詳細(xì)研究了TIMs的情況還研究了TIMs與免疫細(xì)胞的相互作用，有助于塑造HGSOC的TME。此外，作者的研究還表明sTIMs可以作為預(yù)測(cè)ICB治療反應(yīng)的有效標(biāo)志物。結(jié)合FIGO分析，sTIMs和PD-L1的列線圖可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)HGSOC患者的生存情況。這些結(jié)果可以促進(jìn)HGSOC的個(gè)體化治療和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確預(yù)后。
