影響因子：5.7
關于非腫瘤生信，我們也解讀過很多，主要有以下類型
1 單個疾病分析
2 單個疾病結合免疫浸潤，鐵死亡，自噬等相關分析
3 兩種相關疾病聯合分析，包括非腫瘤結合非腫瘤，非腫瘤結合腫瘤或者非腫瘤結合泛癌分析
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研究背景：膿毒癥是一種危及生命的綜合征，其特征是感染后的器官衰竭，由宿主對感染的反應失調引起。在機體系統中，免疫系統在膿毒癥的病理生理學中起著重要的作用。免疫基因組學和免疫細胞浸潤在膿毒癥中的影響仍未被系統地了解。鑒于早期疾病缺乏明顯和非特異性的臨床體征，早期診斷和適當的治療對于改善患者的預后至關重要。在本研究中，基于RF和LASSO回歸，識別了樞紐免疫相關基因(IRGs)，從而構建了一個預測模型。隨后，在數據庫的獨立驗證隊列中測試該模型的預測和預后價值。最后，從多個角度系統地將IRG分類與免疫學特征相關聯。
研究結果：
一、免疫相關差異基因（DEIRGs）和功能富集分析
1、如UpSet圖(圖1A)所示，在數據集GSE65682、GSE57065、GSE69528、GSE95233和IRG數據集中有59個DEIRGs重疊。圖1B顯示了59個DEIRGs在染色體上的位置。
2、DEIRGs的GO分析顯示了前10個重要的富集組簇(圖1C)，如T細胞活化、參與免疫應答的中性粒細胞活化等。
3、DEIRGs的KEGG分析，主要參與Th17細胞分化、細胞因子-細胞因子受體相互作用(CCR)等(圖1D)。
二、鑒定中心IRGs和IRG分類器的構建
1、建立Lasso回歸模型，縮小并發(fā)現隊列中的中心IRG，如圖2A和B所示。同樣，對發(fā)現隊列中的中心IRG建立最小誤差回歸樹，如圖2C和D所示。
2、根據隊列中LASSO和RF的結果，取6個結果的交集，獲得了≥4的8個樞紐基因(ADM、CX3CR1、DEFA4、HLA-DPA1、MAPK14、ORM1、RETN和SLPI)。
三、qRT-PCR驗證hub基因表達
在50個臨床標本中進行了qRT-PCR，與健康對照組相比，膿毒癥樣本中ADM、DEFA4，MAPK14，ORM1，RETN，SLPI顯著上調；然而CX3CR1和HLA-DPA1顯著降低（圖2E）。
四、IRG分類器的診斷和預后價值
1、如圖3a-d，IRG分類器的診斷能力顯示出優(yōu)越的診斷效率
2、在預后價值方面，單因素和多因素Cox回歸分析證實，在多個轉錄組數據集中，IRG評分是不良生存結果的獨立預測因子（表2）
3、如圖3F，H，J和L，ROC分析調查發(fā)現IRG分類器在外部驗證隊列中顯示出良好的預后能力。
4、在多個轉錄組數據集中，高危組患者的死亡率顯著高于低危組（圖3)。并且，IRG分類器在多個數據集中預測效果優(yōu)良。（圖4）
五、IRG分類器的臨床應用價值
1、在IRG高危亞組中，使用氫化可的松，死亡風險增加相關。在IRG低風險亞組中，使用氫化可的松沒有顯著改變（表3）。
2、根據發(fā)現模型和外部驗證隊列結果，IRG分類器優(yōu)于年齡、SRS、MARS和APACHE II。（圖5）
六、免疫細胞浸潤分析
1、CIBERSORTx結果表明，在低風險組中T細胞數量增加、NK細胞、單核細胞和肥大細胞活化明顯。在高風險組中漿細胞，T細胞調節(jié)(treg)和靜息肥大細胞更常見(圖.6A)。
2、在E-MTAB-4421數據集中，CD8T細胞、靜止NK細胞、單核細胞和激活樹突狀細胞在低風險亞組中更為豐富，而幼稚CD4T細胞、Treg和M0巨噬細胞在高風險亞組中更豐富(圖6B)。
3、在E-MTAB-4451數據集中，與高危組相比，CD8T細胞、靜息CD4記憶T細胞、活化NK細胞和活化肥大細胞在低風險組中更豐富，而幼稚CD4T細胞、Treg和靜息肥大細胞在高風險組中更豐富(圖6c)。
4、髓系來源的抑制細胞(MDSC)在高危組中比低危組更豐富（圖7A）。在E-MTAB-4421(圖7b)和E-MTAB-4451數據集(圖7c)中也觀察到類似的結果，表明IRG高危亞組患者具有免疫抑制的特征。
七、IRG分類器與免疫細胞的相關性
通過多基因表達譜中的Spearman相關性分析，進一步探討IRG分類器是否與膿毒癥中的免疫細胞浸潤相關。在GSE65682數據集中，IRG評分與NK細胞、IL和T輔助細胞顯著負相關，而與Treg和MDSC顯著正相關(圖7d-h)。
八、GSVA和ssGSEA在IRG亞群之間的免疫和分子功能
1、利用ssGSEA研究膿毒癥中的免疫相關通路。結果表明，在GSE65682數據集中，所有顯著差異的免疫相關基因集均在IRG低風險組中富集 (圖8a)。
2、在GSE63042數據集中，IRG低風險組的基因集在CCR、HLA、MHCI等信號通路中(圖8B)。
3、在E-MTAB-4421數據集中，ssGSEA結果顯示，IRG低風險組涉及CCR、溶細胞活性等(圖8c)。同樣，在E-MTAB-4451數據集中，ssGSEA結果顯示，CCR、細胞溶解活性、HLA、促炎癥活性主要在IRG低危組中富集(圖8d)。簡而言之，與IRG低危組相比，IRG高危組具有免疫抑制的特征。
九、IRG分類器與關鍵分子通路的相關性
在多個轉錄組集合中進行Spearman相關性分析，進一步檢測IRG分類器是否與膿毒癥中的免疫抑制生物標志物(HLA)相關。結果表明IRG評分與多個數據集的HLA均呈顯著負相關(圖8E-F)。
十、細胞因子分析
1、應用Wilcoxon試驗比較不同IRG類型中細胞因子的表達水平。結果顯示， IRG低危組CCL5、IL1B、IL15、TNF的表達水平顯著上調，而IRG低危組IL10的表達水平顯著下調(圖9a)。在GSE63042組中，IRG低危組中IL1B、IL1RN、PDGFRB、TNF、VEGFA的表達水平升高，而在IRG低危組IL10的表達水平顯著降低(圖9d)。
2、GSE95233組中IFNG、IL1B、IL15和TNF的表達水平顯著上調，而IRG低危組VEGFA的表達水平顯著下調，IL10的表達水平呈較低的趨勢(圖9c)
3、在E-MTAB-4421組中，CCL5、CXCL10、IFNG、IL4、PDGFRB的表達水平顯著高于IRG低危組，而在IRG低危組中TNF的表達水平有升高的趨勢，而在IRG低危組中IL10、IL1B、IL1RN的表達水平顯著低于IRG低危組(圖9B)。
4、IRG評分分別與多個數據集組IL10/TNF呈顯著正相關(圖9E-H)。
總結：在本研究中，作者首先基于RF和LASSO回歸，識別了樞紐免疫相關基因(IRGs)，并篩選出基于ADM、CX3CR1、DEFA4、HLA-DPA1、MAPK14、ORM1、RETN和SLPI，構建IRG分類器作為診斷和預后模型，該模型與氫化可的松反應和免疫抑制狀態(tài)密切相關，可能促進特異性治療的個體化干預。綜上所述，根據免疫細胞浸潤、免疫相關通路、細胞因子水平，IRG分類器可以有效地反映免疫麻痹，這可能有助于指導免疫調節(jié)劑實現免疫穩(wěn)態(tài)。
