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小編最近在看文獻的過程中看到這篇30+影響因子的純生信分析，內容研究在一年后看來依舊是可以用來分析的創新點。Keap1是細胞氧化應激反應中的重要調控因子。人體具有非凡的自愈能力，機體內存在的專用干細胞確保許多器官可不斷地進行自我更新。當某一器官受到損傷時，器官內的干細胞即被激活生成新細胞促使器官組織再生。然而在機體內這種干細胞活性卻受到了嚴格地調控，因為過度的干細胞活性也可能導致疾病發生比如癌癥。當前科學家們紛紛將干細胞生物學的研究轉向揭示維持有效再生和適當干細胞功能之間平衡的調控機制。目前越來越多的數據表明氧化應激在這一調控中發揮了核心作用。Keap1是一種腫瘤抑制因子，但其作用機制尚不清楚;是一種重要腫瘤蛋白，能通過兩種不同的方式引發癌癥。
背景:免疫檢查點抑制劑(ICIs)已經證明對肺腺癌(LUAD)有顯著的總生存期(OS)益處。然而，不論程序性死亡配體1 (PD-L1)的表達和腫瘤突變負荷(TMB)如何，患者間顯著的異質性是免疫治療療效的特征。KEAP1突變與接受化療的LUAD患者較短的生存期相關。研究人員假設KEAP1共突變模式和互斥性可能識別LUAD患者對免疫治療無反應。
患者和方法:在整個MSKCC LUAD數據集中研究KEAP1突變共現和體細胞相互作用。在隨機化的II/III期POPLAR/OAK試驗(基于血液測序，bNGS隊列，N 253)中，共存改變對使用免疫治療的LUAD患者生存結果的影響得到了驗證。三個基于組織的測序研究(Rome、MSKCC和DFCI)被用于獨立驗證(tNGS隊列，n289)。使用癌癥基因組圖譜(TCGA) LUAD研究分析免疫基因組特征。
結果:在KEAP1突變共發生的基礎上，研究人員確定了4個可能與免疫治療療效降低相關的基因(KEAP1、PBRM1、SMARCA4和STK11)。與共同發生改變的性質無關，與單突變(SM)和野生型(WT)腫瘤相比，共存突變腫瘤(CoMut)的生存率較低。CoMut亞群的TMB高于WT，而在高TMB的LUAD中，共存改變的不利意義仍然存在。觀察到CoMut組和WT組在核心免疫信號、T細胞受體、T輔助細胞信號和免疫調節基因方面存在顯著差異。
結論:本研究表明，在一組有限的基因中同時存在的改變特征是LUAD的一個子集對免疫治療無反應并具有高TMB。免疫微環境可以解釋疾病的臨床病程。
使用的MSKCC隊列(N 1269)代表了最大的以靶向測序為特征的LUAD臨床系列，研究人員確定了其改變與KEAP1表現出最緊密的共現/互斥性的基因(圖2A和B)。使用SMARCA4和KRAS)定義目標人群并建立模型。KEAP1和EGFR突變的互斥性質促使研究人員將重點放在EGFR野生型設置上。隨后，在III期OAK試驗中，對頂級共突變基因(STK11、SMARCA4、PBRM1和KRAS)的OS進行單變量Cox回歸分析(n199)(圖2C)。除了KEAP1，研究人員還證實了STK11突變與死亡風險增加之間的可能聯系。此外，研究人員確定了PBRM1和SMARCA4, SWI/SNF染色質重塑復合物的兩個核心成分，作為生存結果的潛在預測因子。考慮到它們的功能聯系和相對較低的突變頻率，研究人員還將PBRM1和SMARCA4作為單個變量(PBRM1或SMARCA4中的突變)進行了測試。關于KRAS，研究人員沒有觀察到KRAS狀態與OS之間有任何明確的關系。在此基礎上，KRAS不再被考慮。同樣，研究人員也沒有觀察到其他KEAP1協同基因與OS之間的任何關聯(圖2D)。隨后，研究人員驗證了KEAP1、STK11、PBRM1和SMARCA4中至少兩個基因的共同突變是否比單獨考慮的突變具有更強的預測能力，且不依賴于共同存在的突變的性質。在OAK和POPLAR試驗中，攜帶共存突變的腫瘤患者(CoMut組)與野生型(WT)組相比，生存率顯著縮短，而單突變型(SM)腫瘤預后中等(圖3A)。這些差異在更大的bNGS隊列中更明顯(圖3 b)。結果通過多變量Cox回歸模型得到證實(圖3C)。最佳確診總應答(bcr)和無進展生存期(PFS)與OS數據一致(圖3D)。考慮到KEAP1和STK11的突變頻率相近，研究人員驗證了STK11的共現率。正如預期的那樣，結果與與KEAP1相關的結果相當類似，盡管研究人員注意到計算次數更少，并且缺少PBRM1。
在驗證隊列(tNGS, n289)中，CoMut亞群的特征是與SM和WT腫瘤相比生存時間更短(圖4)。多變量Cox回歸模型對結果進行驗證(圖4B)。研究人員在比較兩個隊列(bNGS和tNGS)時注意到的唯一差異是，在tNGS隊列中，SM腫瘤的生存期與WT組相當，這表明單獨考慮的基因可能無法預測ICIs的療效。
首先，研究人員假設共同發生突變的不良意義與TMB和/或腫瘤新抗原負荷(TNL)有關。然而，鑒于CoMut和SM腫瘤的TMB高于WT疾病，研究人員注意到一種相反的關系(圖5A和B)。分類器在具有高TMB的LUAD子集中保留其預后意義(圖5C和D)。在TCGA研究中，與WT腫瘤相比，CoMut和SM LUAD的特征是有更高的TNL傾向。接下來，研究人員測試了研究人員的模型與高TMB患者基因組不穩定性的突變標記的關系，正如最近在靶向測序研究中提出的那樣。APOBEC -和tobacco-smoking-positive病例顯著高于負的,而吸煙是唯一簽名與OS，盡管在tNGS隊列中并沒有達到完全顯著的程度。在不同的基因組背景下，總體突變譜具有可對比性(圖5E和F)。這些數據表明，CoMut模型和免疫治療療效之間的聯系與記錄基因組不穩定性的潛在突變過程無關。
在TCGA研究中研究了CoMut LUAD的免疫基因組庫。首先，研究人員確定六種免疫亞型的分布(C1:傷口愈合;C2: IFN-g占主導地位;C3:炎癥;C4:淋巴細胞減少;C5:免疫安靜;C6: TGF-b占主導地位)在三組研究中存在差異(圖6A)與WT腫瘤相比，研究人員在CoMut組中記錄到更廣泛的C1亞型。相反，C3子類型在CoMut LUAD中較少出現。有趣的是，在最初的胰腺癌分析中，C3預后良好，而C1預后差接下來，研究人員確定了三個感興趣的子集與用于產生癌癥免疫分類的核心免疫表達特征(巨噬細胞/單核細胞、淋巴細胞浸潤、TGF-b反應、IFN-g反應、傷口愈合和輔助增殖特征)之間的關系。傷口愈合的簽名在WT CoMut組得分高于腫瘤,而IFN-g響應、淋巴細胞浸潤和巨噬細胞和單核細胞簽名有更高的分數WT子集(圖6b)。盡管IFN-g信號與對ICIs的應答有關，但傷口愈合信號最初是作為不良預后的預測因子開發的此外，在TCGA泛癌癥研究中，不同腫瘤類型的核心免疫信號具有不同的意義，在某些情況下具有不同的意義。在LUAD中，巨噬細胞/單核細胞和淋巴細胞浸潤特征與較長的生存期相關，而傷口愈合特征則具有較低的生存結果(圖6C) CoMut組的T細胞受體(TCR)的豐富度和多樣性低于WT組(圖6D)。不太明顯的Th1基因表達特征表征CoMut腫瘤(圖6E和補充圖S7)。最后，在CoMut LUAD中觀察到較低的免疫調節基因表達，甚至包括PD-L1(圖6F)。然而，蛋白水平的PD-L1表達數據僅在OAK試驗中獲得，研究人員沒有認識到各比較子組之間的差異。總的來說，CoMut組的免疫基因組框架與免疫治療期間的臨床病程一致。
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最后結論中，研究人員無法評估模型與整個人群中的PD-L1表達的關系。雖然在OAK研究中沒有發現三組PD-L1表達明顯失衡，但在TCGA中，共突變組PD-L1 mRNA表達水平較低。然而，盡管常規免疫組化評估和PD-L1測序之間的一致性較高，但55個數據還太過初步，無法得出任何明確的結論。總的來說，在考慮在肺腺癌中對免疫檢查點抑制劑進行管理時，需要注意KEAP1、STK11、PBRM1和SMARCA4中同時存在的改變。鑒于這些腫瘤對免疫檢查點抑制劑的耐藥性以及肺腺癌中缺乏最常見的可操作的致癌基因依賴，迫切需要采取行動來解決這種治療孤立的分子亞群。研究表明，在一組有限的基因中同時存在的改變特征是肺腺癌的一個子集對免疫治療無反應并具有高腫瘤突變負擔。通過免疫微環境可以解釋疾病的臨床病程。
