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13+腫瘤研究的核心科學問題：免疫+分型+預后
今天小編為大家推薦一篇最新發表的基于免疫特征評估神經母細胞瘤預后的文章，Immunogenomic determinants of tumor microenvironment correlate with superior survival in high-risk neuroblastoma，該文章于2021年7月發表在雜志Journal for immunotherapy of cancer (IF=13.754)上。話不多說，直接上干貨！
一 研究背景
腫瘤微環境中效應 T 細胞的存在與許多類型癌癥成人的生存率提高有關。有黑色素瘤和其他實體瘤的多項研究表明，樹突狀細胞(DC)和CD8+ T細胞相關基因的表達或T細胞炎性的基因signature與良好的預后和對免疫檢查點阻斷療法的應答相關。炎性T細胞的腫瘤的特征是I型干擾素(IFN)激活、免疫增強趨化因子、抗原呈遞、細胞毒性效應分子和CD8+ T細胞的活性增加，炎性腫瘤微環境還以IFN誘導的抑制途徑為特征，例如程序性死亡配體 1 (PD-L1)、更高比例的FOXP3+ 調節性T細胞。其他已知的免疫治療反應預測因素包括但不限于高腫瘤突變負荷(TMB)和高新抗原負荷。雖然先前的研究表明TMB和新抗原負荷通常彼此高度相關，這兩種標志物與炎性T細胞的存在具有低相關性。TMB或新抗原負荷和炎性T細胞的基因表達可能是預測免疫檢查點抑制劑功效的生物標志物。相比之下，對免疫治療抵抗的患者可能與腫瘤缺乏炎性T細胞這一特征相關。
與成人腫瘤相比，兒童腫瘤具有低突變負荷，并且大多數是包含非炎性T細胞的腫瘤微環境，抗炎M2型腫瘤相關巨噬細胞(TAM)中的腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)比例也很少。作者分析了患者存活率與T細胞炎性基因表達和腫瘤中新抗原負荷之間的相關性，證明了這兩種生物標志物對患有高風險神經母細胞瘤的兒童都有預后作用，并確定了在具有非炎性T細胞表型的神經母細胞瘤中激活的腫瘤內在致癌信號通路。
二 數據：
訓練集：Therapeutically Applicable Research to Generate Effective Treatments (TARGET) 項目，149個患者，其中123個患者屬于高風險組。
驗證集：Gabriella Miller Kids First (GMKF)項目，198個患者，其中48個屬于高風險組。
三 結果
結果一：在神經母細胞瘤中使用炎性T細胞signature定義三個不同亞型
使用文獻中預先定義好的炎性T細胞signature對TARGET訓練數據集149個患者進行打分評估，依據每個患者的得分情況將訓練集分為高、中、低三組，患者數目分別為57 (38.3%)、 47 (31.5%)、45 (30.2%)。同理，在GMKF驗證數據集198個患者當中也可以采用相同的方法對患者進行分組，高、中、低三組患者數目分別為89 (44.9%)、54 (27.3%) 、55 (27.8%)。在僅限于高?；颊叩姆治鲋?，發現訓練集和驗證集中分別有53例(43.1%)和23例(47.9%)被歸類為高炎性T細胞類，33例(26.8%)和18例(37.5%)被歸類為低炎性T細胞類。在訓練集和驗證集中，還有兩個有意思的一致的現象：（1）MYCN擴增在非炎性T細胞腫瘤中更普遍；（2）年齡小于18個月的患者的腫瘤在非炎性T細胞的腫瘤組中富集。
結果二：炎性T細胞signature可以預測高危神經母細胞瘤患者的生存狀況
作者根據2000年至2010年間確診的118例高危神經母細胞瘤患者的炎性T細胞siganture的表達水平，進行打分并分組，該隊列包括51例高炎性T細胞、34例中間炎性T細胞和33例低炎性T細胞。作者使用單因素/多因素Cox分析、繪制KM曲線，分析了EFS (event-free survival)和OS (overall survival)這兩個預后指標。結果顯示，具有較高炎性T細胞的腫瘤患者具有較好的臨床預后情況。
結果三：新抗原負荷是獨立于炎性T細胞signature之外的預后因素
新抗原是僅在腫瘤細胞上表達而非正常細胞上表達的突變抗原，新抗原衍生的抗原表位可被抗原特異性CD8+ T細胞識別。為了評估神經母細胞瘤腫瘤中的新抗原載量，作者分析了198個患者的攜帶一個或多個體細胞單核苷酸變異(SNVs)的配對腫瘤/正常組的WES數據。經過嚴格的質量篩選，在3369個基因中鑒定出4235個SNVs,每個腫瘤中位數為17，其中15個體細胞SNVs預測會改變蛋白質序列，這與之前在高風險神經母細胞瘤中報道的體細胞突變譜一致。為了研究新抗原負荷是否與高危患者的預后相關，作者保留了同時具有WES和RNA-seq數據的89例患者。通過篩選預測與MHC I類分子HLA-A結合的新抗原，確定腫瘤中新抗原的總數（新抗原負荷）。作者發現新抗原負荷與OS (p=0.00022, log-rank test)和EFS (p=0.0044)顯著相關，并且高炎性T細胞的腫瘤同時具有較高的新抗原負荷。依據新抗原負荷和炎性T細胞的情況對患者進行分組，進而進行生存預后分析，發現新抗原負荷高、炎性T細胞低的患者具有最好的預后，新抗原負荷低、炎性T細胞低的患者具有最差的預后。
結果四：非炎性T細胞腫瘤固有的轉錄組程序
為了進一步探索炎性T細胞與腫瘤之間的復雜機制，作者進行了包括免疫熒光在內的實驗方面的機制驗證。首先使用因果網絡分析的方法鎖定MYCN信號作為驗證靶點，通過實驗分析了其在腫瘤免疫過程中的關鍵作用，說明了神經母細胞瘤固有的致癌途徑激活與非炎性T細胞的腫瘤微環境相關。
四 小結
腫瘤浸潤性 CD8+ T 細胞和新抗原是許多成人癌癥中預后良好、對免疫檢查點抑制劑免疫治療產生應答反應的預測因子，但目前其在兒童惡性腫瘤中的作用知之甚少。為了研究免疫排斥的可能機制，作者分析了高危神經母細胞瘤中 T 細胞炎癥基因表達和新抗原負荷的預后強度，比較了炎性T細胞和非炎性T細胞轉錄組差異。結果表明，來自具有強烈 T 細胞炎性特征的高危神經母細胞瘤兒童的腫瘤具有更好的臨床結果，并且新抗原負荷是預后預測因子，與炎性T細胞無關?？茖W家們應尋求針對 SOX11 和其他與非炎性T細胞腫瘤相關的信號通路的策略作為潛在的免疫增強干預措施。
