大家好，今天要和大家分享的是2021年9月發(fā)表的一篇文章：“The spliceosome pathway activity correlates with reduced anti-tumor immunity and immunotherapy response, and unfavorable clinical outcomes in pan-cancer”。
在這項研究中，作者探索了剪接體通路(SP)活性與癌癥基因組圖譜(TCGA)中29種癌癥類型的臨床特征、抗腫瘤免疫特征、腫瘤免疫相關(guān)基因組和分子特征以及對免疫療法和靶向療法的反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)SP活性是一種致癌因素，其在癌癥和侵襲性癌癥亞型中過度活化，與多種癌癥不良預(yù)后和抗腫瘤免疫抑制相關(guān)。同時，SP活性與多種癌癥中的腫瘤突變負荷(TMB)和非整倍體呈正相關(guān)，表明其與基因組不穩(wěn)定性有關(guān)。此外，在免疫檢查點抑制劑(ICI)治療的4個癌癥隊列中，SP活性與免疫治療反應(yīng)呈負相關(guān)，而SP活性升高與廣譜抗腫瘤靶向治療的藥物敏感性增加相關(guān)。總之，SP活性是抗腫瘤免疫反應(yīng)、預(yù)后以及對泛癌免疫治療和靶向藥物反應(yīng)的陰性生物標志物。
發(fā)表雜志：ComputStruct Biotechnol J.
影響因子：7.271
關(guān)于基因集泛癌分析的文章，我們最近也解讀過很多
關(guān)于基因集泛癌分析，可以是一個通路，可以是一個基因家族，也可以是一個復(fù)合物等等，只要是有聯(lián)系的多個基因都可以。
目前我們有一些基因集/通路的預(yù)分析結(jié)果，可以進行深入分析，也可以提供你感興趣的基因集，我們來做分析。
研究背景
免疫療法在治療多種惡性腫瘤方面取得了巨大成功，尤其是針對PD-1及其配體PD-L1的免疫檢查點抑制劑(ICIs)。然而，只有一部分癌癥患者對ICI有反應(yīng)。盡管臨床實踐指南中確定了一些對ICI有反應(yīng)的對癌癥患者進行分層的生物標志物，例如高腫瘤突變負荷(TMB)、DNA錯配修復(fù)缺陷(dMMR)、PD-L1表達和腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)，但這些生物標志物用于泛癌免疫治療的有效性仍然存在爭議。因此，發(fā)現(xiàn)用于癌癥免疫治療反應(yīng)的新型有效生物標志物仍然是迫切需要的。剪接體是調(diào)節(jié)RNA剪接的核糖核蛋白復(fù)合物，由5種小核核糖核蛋白(snRNPs)和幾種剪接體相關(guān)蛋白(SAPs)組成。許多腫瘤相關(guān)基因受選擇性剪接的調(diào)節(jié)。剪接過程中精確度的喪失或變化、特定剪接模式的轉(zhuǎn)換可能是致癌的重要因素。
流程圖
數(shù)據(jù)收集
①下載29種TCGA癌癥類型的轉(zhuǎn)錄組（RNA-Seq、RSEM標準化）、體細胞突變、體細胞CNA、蛋白質(zhì)表達譜和臨床數(shù)據(jù)。
②癌癥藥物敏感性基因組學(xué)網(wǎng)站下載962種癌細胞系的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)及其對265種化合物的藥物敏感性（IC50）數(shù)據(jù)。
③從Depmap網(wǎng)站獲得662種癌細胞系的RNAi敏感性數(shù)據(jù)。
④從TCGA SpliceSeq網(wǎng)站獲得TCGA癌癥中的替代剪接事件。
⑤從CORUM protein Complexes的剪接體蛋白復(fù)合物，HGNC的主要剪接體蛋白和KEGG SP交集中獲得了75個關(guān)鍵的剪接體分子。
SP與癌癥預(yù)后之間的關(guān)聯(lián)
①分析SP評分與腫瘤進展表型（包括腫瘤分期、分級和轉(zhuǎn)移）之間的關(guān)聯(lián)。
③多變量Cox回歸分析SP評分與免疫評分、干性評分、腫瘤純度、年齡、分期、分級和轉(zhuǎn)移狀態(tài)之間的關(guān)系。
結(jié)果：
下圖A：Kaplan-Meier曲線顯示在不同癌癥中，SP評分較高（>中值）的腫瘤比NS評分較低（<中值）的腫瘤生存狀態(tài)更差。
下圖B：在不同癌癥中，晚期（晚期、高級別或轉(zhuǎn)移性）腫瘤的SP評分顯著高于非晚期（早期、低級別或原發(fā)性）腫瘤。
下圖C：SP評分與干性評分、MKI67表達水平、ITH評分、細胞周期和細胞凋亡途徑評分之間的關(guān)系。
SP與腫瘤免疫特征之間的關(guān)聯(lián)
①使用ESTIMATE算法根據(jù)基因表達譜計算每個腫瘤樣本的免疫評分、基質(zhì)評分和腫瘤純度。
②分析SP與免疫評分、基質(zhì)評分、腫瘤純度之間的關(guān)聯(lián)。
結(jié)果：
下圖A：不同癌癥中SP評分和免疫評分之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系。
下圖B：不同癌癥中SP評分與基質(zhì)評分之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系。
下圖C：不同癌癥中SP評分與腫瘤純度之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。
SP與腫瘤基因組不穩(wěn)定性之間的關(guān)聯(lián)
①調(diào)查SP與基因組特征（TMB和非整倍體）之間的關(guān)聯(lián)。
②使用2個預(yù)測因子（TMB和HRD評分）的邏輯回歸模型預(yù)測SP分數(shù)。
③使用3個預(yù)測因子（SP評分、HRD評分和TMB）的邏輯回歸模型預(yù)測免疫特征評分。
結(jié)果：
下圖A：SP評分與腫瘤突變負荷(TMB)和同源重組缺陷(HRD)評分之間的相關(guān)性。
下圖B：用TMB和HRD評分預(yù)測SP評分（高>中位數(shù)，低<中位數(shù)）的邏輯回歸分析。
下圖C：用SP評分、TMB和HRD評分預(yù)測免疫特征評分的邏輯回歸分析。
SP評分與癌癥亞型之間的關(guān)聯(lián)
①比較不同癌癥類型及癌癥亞型之間的SP評分。
②分析231個突變腫瘤樣本大小超過20個的基因突變與GBM中SP評分之間的關(guān)系。
③比較29種癌癥類型中剪接體基因突變和剪接體基因野生型腫瘤的SP評分，比較16個剪接體基因中至少有1個突變的腫瘤與沒有突變的腫瘤之間的SP評分。
結(jié)果：
下圖A：在17種癌癥類型中，腫瘤的SP評分顯著高于正常樣本。
下圖B-G：EGFR突變型與EGFR野生型（B）、BRAF突變型與BRAF野生型（C）、KRAS突變型與KRAS野生型（D）、乳腺癌（E）、剪接體基因突變型與剪接體基因野生型（F）的SP評分、剪接體基因突變亞型與剪接體基因野生亞型（G）之間的差異。
SP評分與癌癥分子特征之間的關(guān)聯(lián)
①分析SP評分與11種蛋白質(zhì)（Cyclin_B1、PCNA、MSH6、Chk2、MSH2、S6、TFRC、RBM15、FoxM1、ASNS和FASN）之間的關(guān)聯(lián)。
②在不同癌癥類型中鑒定KEGG通路在高SP評分和低SP評分腫瘤中的富集情況。
③分析SP評分與癌癥中7種主要DNA損傷修復(fù)途徑之間的關(guān)聯(lián)。
結(jié)果：
下圖A：在至少10種不同癌癥類型中，11種蛋白質(zhì)在較高SP評分（>中值）中的表達水平顯著高于低SP評分（<中值）腫瘤中的表達水平。
下圖B：KEGG通路在高SP評分和低SP評分腫瘤中高度富集。
下圖C：SP評分與29種癌癥類型中的7種DNA損傷修復(fù)途徑評分之間的關(guān)系。
下圖D：在TP53突變的14種癌癥類型中，SP評分顯著高于TP53野生型腫瘤。
SP評分與癌癥免疫治療和靶向治療之間的關(guān)聯(lián)
①分析Snyder（黑色素瘤）、Nathanson（黑色素瘤）、Braun（腎細胞癌）和Snyder（尿路上皮癌）隊列中SP評分對ICI的反應(yīng)水平。
②分析上述隊列中16個剪接因子基因表達與SP評分對ICI反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。
③從癌癥藥物敏感性基因組學(xué)（GDSC）中探索癌癥細胞系中SP評分和藥物敏感性(IC50)之間的關(guān)系。
結(jié)果：
下圖A：在免疫檢查點抑制劑(ICI)治療的4個隊列中，具有較低SP評分（<中位數(shù)）的腫瘤對ICI的反應(yīng)率更高。
下圖B：在Snyder隊列中，SP評分較低的腫瘤比SP評分較高的腫瘤顯示出更好的OS，而在未接受ICI治療的TCGA黑色素瘤隊列中，SP評分較高和SP評分較低的腫瘤顯示OS沒有顯著差異。
下圖C：在接受ICI治療的3個隊列中，編碼剪接因子的基因表達水平較低（<中值）的腫瘤比表達水平較高（>中值）的腫瘤顯示出更高的反應(yīng)率。
下圖D：兩種化合物（STF-62247和KIN001-260）IC50值與GBM、THCA和結(jié)直腸癌細胞系的SP評分呈顯著負相關(guān)。
SP和癌細胞系中RNAi敏感性特征之間的關(guān)聯(lián)
①分析662個癌細胞系中19177個基因的RNAi敏感性值與SP評分之間的關(guān)聯(lián)。
結(jié)果：
下圖A：RNAi敏感性值與癌細胞系中的SP評分呈現(xiàn)出很強的正相關(guān)關(guān)系。
下圖B：在癌細胞系中，其RNAi敏感性值與SP評分具有強相關(guān)性的基因顯著參與了RNA調(diào)控和DNA損傷修復(fù)途徑。
下圖C：SP評分與癌細胞系中細胞周期呈顯著正相關(guān)關(guān)系。
剪接事件與癌癥中SP和免疫特征之間的關(guān)聯(lián)
①首先確定100個在不同癌癥類型中的PSI值與免疫評分相關(guān)性最強的剪接事件（PSI：剪接百分比，定義將外顯子剪接到基因的所有轉(zhuǎn)錄本中的效率）。
②分析不同剪接事件與癌癥中SP評分和免疫特征的之間的關(guān)聯(lián)。
結(jié)果：
下圖A：31個剪接事件的PSI值與至少10種癌癥類型的免疫評分呈正相關(guān)。
下圖B：38個剪接事件的PSI值與至少10種癌癥類型的免疫評分呈負相關(guān)，并且在不同癌癥中，SP評分較高的腫瘤高于SP評分較低的腫瘤。
小結(jié)：
在這項研究中，作者首先探討了SP與29種TCGA癌癥類型的生存預(yù)后、腫瘤進展表型和腫瘤亞型之間的關(guān)聯(lián)。隨后，作者分析在這些癌癥類型中SP與抗腫瘤免疫特征、腫瘤免疫相關(guān)基因組和分子特征之間的關(guān)聯(lián)。此外，作者還探索了SP與靶向治療和免疫治療反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。最后揭示了與癌癥中的SP和免疫特征顯著相關(guān)的剪接事件。結(jié)果表明SP在各種癌癥中過度活化，SP活性升高預(yù)示預(yù)后不良、抗腫瘤免疫反應(yīng)和免疫治療反應(yīng)降低、對靶向治療的反應(yīng)增加等。本研究證實SP活性是各種癌癥中不良預(yù)后、抗腫瘤免疫和免疫治療反應(yīng)的陰性生物標志物，剪接體靶向治療可能會促進免疫治療反應(yīng)。
