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作者：由科研芝士發表于農業時間：2021-03-14

大家好！今天跟大家分享的文獻是2020年11月發表在Therapeutic Advances in Medical Oncology （IF=6。852）雜誌上的一篇文獻。文章計算MATH打分來衡量ccRCC和pRCC樣本中的ITH並研究ITH與免疫活性和抗PD-1免疫治療的應答的相關性。

題目：

Low intratumor heterogeneity correlates with increased response to PD-1 blockade in renal cell carcinoma

低瘤內異質性與腎細胞癌對PD-1阻斷反應增加有關

摘要

背景：

腫瘤內異質性（ITH）與透明細胞腎細胞癌（ccRCC）等多種癌症的免疫浸潤負相關，但尚不清楚ITH是否與ccRCC的免疫治療的反應有關。

方法：

作者使用等位基因突變腫瘤異質性定量ITH，研究ccRCC和pRCC患者ITH和免疫引數的相關性。根據抗PD-1治療的臨床試驗研究ITH和抗PD-1免疫治療的相關性。

結果：

在ccRCC中，低ITH與生存率較好，腫瘤負荷減少和抗PD-1免疫治療較好有關。此外，作者發現ITH水平和抗PD-1治療反應與PBRM1突變狀態無關。在pRCC中，低ITH的免疫活性增加。

結論：

ITH有助於識別對抗PD-1治療有效的ccRCC和pRCC患者。

流程圖

結果

1. 資料集的獲取和整理

從TCGA資料庫下載ccRCC（n=336）和pRCC（n=280）患者的體細胞突變資料，基因表達資料和臨床資訊。Wang等人資料集作為驗證集（n=135）。

2. 根據MATH打分將RCC患者分為高ITH和低ITH組

使用R包‘suriminer’計算MATH打分來衡量樣本中的ITH。MATH打分可以反映等位基因突變頻率的離散程度。為確保MATH打分的準確性，使用ABSOLUTE從TCGA資料庫確定亞克隆基因組分數，ccRCC患者的平均打分在12到114之間，pRCC患者的平均打分在10到93之間（表1）。MATH打分與ABSOLUTE計算的亞克隆基因組分數正相關（圖1A-1C）

表1 患者臨床引數

根據pRCC患者的疾病特異性生存期（DSS）和無進展生存期（PFS），確定MATH打分閾值為31（圖1D）。根據閾值，有219例pRCC患者為低ITH組。根據cc RCC患者的疾病特異性生存期（DSS）和無進展生存期（PFS），確定MATH打分閾值。根據閾值，有24例ccRCC患者為低ITH組。根據抗PD-1治療臨床試驗，轉移性ccRCC患者的MATH打分為42。高ITH組中發生亞克隆突變比例更高（圖1E）。對於Wang等人的資料集，閾值設定54時可以更好的區分低亞克隆基因組分數（圖1F）。

圖1 MATH打分將RCC患者分為高ITH和低ITH組

3。低ITH與ccRCC患者免疫活性增加有關

作者研究高ITH和低ITH組免疫細胞浸潤情況。TCGA資料集中，單核細胞，DCs，自然殺傷細胞等免疫細胞在低ITH組丰度更高（圖2A）。Wang等人資料集結果類似（圖2B）。設定閾值MATH打分為54時，DCs，MK細胞和B細胞在低ITH組丰度更高（圖2C）。

接下來，作者研究高ITH和低ITH組中來源於SNV（neoAgs_SNVs）和InDels（neoAgs_InDels）的新抗原數量。低ITH組中新抗原數量更多（圖2D）。對HLA類基因的表達水平研究發現，高ITH組HLA類基因表達水平更低（圖2E），Wang等人的資料集結果類似（圖2F和2G）。

圖2 低ITH與ccRCC患者免疫活性增加有關

由於腫瘤細胞可以透過結合T細胞和B細胞表面PD-L1和PD-1從而逃避免疫監控，從而對免疫活性產生負調控。作者進一步研究了高ITH和低ITH組PD-L1和PD-L2的表達情況。結果表明兩組之間PD-L1和PD-L2的表達沒有顯著差異。總的來說，作者發現低ITH組與新抗原增加，HLA類基因表達增加和DC丰度更高有關，表明ccRCC患者低TIH組的免疫活性增加。

4. 低ITH與pRCC患者免疫活性增加有關

對pRCC患者進行類似分析，在高ITH和低ITH組中不存在DC顯著差異，然而低ITH組中調節性T細胞（Tregs）和B細胞丰度較低，單核細胞丰度更高（圖3A）。低ITH組中新抗原數量更多（圖3B），HLA類基因表達水平沒有差異，而高ITH組中PD-L1和PD-L2的表達水平更高（圖3C）。這些結果表明低ITH於pRCC的免疫活性增加有關，不同RCC亞型腫瘤可能參與不同機制以逃避免疫。

圖3 低ITH與pRCC患者免疫活性增加有關

5. 低ITH與抗PD-1免疫治療的應答增加有關

根據ccRCC和pRCC腫瘤中ITH與免疫活性的相關性，作者接下來分析ITH水平與免疫治療後患者生存情況的相關性。作者分析了35例轉移ccRCC患者進行抗PD-1治療後的臨床資料，其中有11例患者臨床受益（CB），11例患者中度受益（IB）和13例無效（NCB）（表1）。作者首先分析CB和NCB組的ITH水平，CB組主要是低ITH（圖4A和4B）。接下來作者對高ITH和低ITH組進行生存分析，低ITH組PFS顯著延長（圖4C）。作者進一步比較了高ITH和低ITH組的腫瘤負荷變化，低ITH患者腫瘤負荷較低（圖4D）。

圖4 低ITH於抗PD-1治療應答增加有關

已有研究對同一資料集分析標量PBRM1基因的LOF突變與ICT反應有關。作者使用多因素Cox比例風險模型確定低ITH是否是預測總生存期的獨立的預後因子（圖5A）。低ITH與PBRM1基因的LOF突變沒有顯著相關性（圖5B-5D）。

為研究結合低ITH於PBRM1基因的LOF突變是否可以更好的預測ccRCC患者抗PD-1免疫治療的反應，作者根據臨床試驗對ccRCC患者進行綜合打分，如果患者為低ITH和存在PBRM1基因的LOF突變則綜合打分為2，如果存在一個則綜合打分為1，如果兩者不存在則綜合打分為0。綜合打分較高的患者與PFS較好有關（圖5E）。值得注意的是，CB組中的患者綜合打分均不為0，綜合打分為2的患者中僅有2例是NCB組（圖5F），CB組中僅有2例患者未發生PBRM1基因的LOF突變，在NCB組中有3例（圖5G）。此外，高ITH患者中有1例為CB組，低ITH患者中有6例位於NCB組（圖5H）。這些結果表明結合ITH和PBRM1基因突變的預測抗PD-1免疫治療的效果較好。

圖5 ITH水平和PBRM1突變的相關性

為驗證低ITH與ccRCC患者抗PD-1治療臨床效果的相關性，作者隨機生成了三個模擬資料集（n=60）。在這三個資料集中低ITH腫瘤數量分別為45，37和34，抗PD-1免疫治療的CB患者分別為25，19和22。在CB和NCB組中低ITH數量較多（圖6A），低ITH於PFS較好顯著相關，多因素Cox比例風險模型表明ITH的重要性（圖6B）。此外，綜合打分較高的患者PFS顯著延長（圖6C）。總的來說，ITH水平可以用於預測RCC在抗PD-1免疫治療的效果。