最新中科院2区5+纯生信,“mRNA疫苗”再度出现

影响因子:5.5

本文属于单肿瘤分型思路,类似的分型文章我们也解读过很多。

研究背景:作为肿瘤免疫辅助治疗的重要组成部分,治疗性肿瘤疫苗对多种实体癌有效,而对低级别胶质瘤(LGG)的疗效尚不可知。肿瘤的免疫表型是评估免疫防御或自身免疫患者免疫功能的重要工具。因此,本研究旨在识别LGG的潜在肿瘤抗原,并根据免疫环境确定适合的癌症疫苗接种人群。

研究方法:对下载的数据集进行差异表达基因和突变分析,以筛选出潜在的抗原。采用K-M曲线研究潜在抗原水平与患者OS和DFS的相关性。利用TIMER数据集来探索基因与免疫炎症细胞之间的相关性。肿瘤样本的免疫表型分析基于单样本基因集富集分析。使用Cibersort和Estimate算法来探索各免疫亚型的肿瘤免疫微环境特征。加权基因共表达网络分析(WGCNA)对免疫相关基因进行聚类,筛选枢纽基因,并对WGCNA中与免疫亚型相关的枢纽模块进行通路富集分析。

研究结果

一、LGG潜在肿瘤抗原的鉴定

1、LGG中突变基因在人类染色体中的对应位置如图1a所示。

2、突变基因的数量,基质和免疫得分中差异表达的基因,以及LGG中上调的基因(图1b)。

3、与对照组相比,CSF2RA、FCGBP、FLNC和TLR7的水平在LGG中均显著过表达(图1c-f)。

二、四种肿瘤抗原对LGG的预后价值

1、如图2a-d所示,除CSF2RA外,FCGBP、FLNC和TLR7的高表达水平与患者OS的降低显著相关。

2、TLR7的表达水平与DFS之间没有明显的差异(图2e-h)。提示本研究中发现的潜在肿瘤抗原与LGG患者的预后有关。

三、潜在抗原的表达与抗原提呈细胞(APCs)呈正相关

如图3A-D所示,基于TIMER,APCs的炎症水平与4种潜在抗原的表达水平呈显著正相关。这些结果表明,由APCs加工和呈现的肿瘤抗原可以触发更好的免疫反应。因此,CSF2RA、FCGBP、FLNC和TLR7是开发很有前途的抗LGG mRNA疫苗的候选靶点。

四、LGG分子亚型的鉴定

1、基于LGG IRDEGs的表达,分为三组:免疫亚型1(IS1),免疫亚型2(IS2),免疫亚型3(IS3)根据相应的累积分布函数和功能三角区面积K值(图4A,B),IRDEGs似乎稳定聚集在k=3(图4C)。

2、图4D中的生存分析显示各亚型间存在显著差异,其中IS2样本的OS较差,而IS3患者的临床结局最好,IS1介于两者之间。

3、不同亚型之间肿瘤突变负荷(TMB)没有明显的差异(图4E)。

4、mRNAsi是干细胞相关的指标,可以量化肿瘤样本的肿瘤干细胞性。mRNAsi得分IS1高于IS2和IS3(图4F)。

5、三种亚型的临床病理特征和潜在肿瘤抗原的表达水平(图4G)。FLNC、FCGBP、TLR7和CSF2RA水平较高的样本在IS3和IS2中发现更多,这表明这些亚型的患者可能对LGG的mRNA疫苗治疗具有更高的特异性。

6、图4H-M分别显示了IS1、IS2和IS3中不同临床病理亚型的比例百分比。

五、不同亚型的TIME特征

1、采用ssGSEA评分来定量LGG样本中免疫信号丰度。图5A中IS2和IS3组的富集评分(ES)明显高于IS1组。IS2和IS3之间的ES差异分析表明,在大多数情况下,IS3中的样本具有更高的富集分数和更高的免疫水平炎症(如基质评分和免疫评分)比IS2(图5B)。

2、CIBERSORT显示了3种不同亚型中不同免疫细胞的比例(图5C)。IS2和IS3的比例明显高于IS1。

3、箱线图5D显示,M2巨噬细胞和T调节细胞(Tregs)是IS2中比其他类型的主要成分,而IS3中的单核细胞和CD4+T辅助细胞明显高于IS2。

4、41个ICPs在免疫亚型中呈不同的表达(图5E)。CTLA4、PDCD1(PD-1)和CD274(PD-L1)是癌症的主要免疫检查点,在IS2中表达水平最高,在IS1中表达最低(p<0.05,图5E)。

5、对于免疫细胞死亡(ICDs),24种ICDs中19种ICDs的表达水平在3种免疫亚型中存在显著差异。HMGB1、PANX1、IFNAR1、EIF2AK4、P2RX7、EIF2AK4、P2RX7、EIF2A、EIF2AK3和EIF2AK1的水平在IS1中高于IS2和IS3。EIF2AK2、LRP1、CALR、P2RX7、IFNAR2、MEF和CXCL10在IS2中过表达。而在IS3中ANXA1、TLR4、TLR3的表达水平明显高于其他亚型(图5F)。

六、WGCNA的结果

1、图6A,不同软阈值权(β)下的无尺度英尺指数和平均连通性。

2、树状图表示DEGs的聚类分析(图6B)

3、根据相关系数和p值(图6C),最相关的模块是IS1的红色模块,IS2的棕色模块,IS3的蓝色模块。

4、图6D-F显示了每个模块基因的模块隶属度与基因隶属度的关系,且模块隶属度高的基因在散点图中往往具有较高的基因隶属度。

5、模块基因的KEGG富集分析 (图7G)。

总结:FCGBP、FLNC、TLR7和CSF2RA是LGG mRNA疫苗的潜在抗原,可能对IS3患者最有利,本研究旨在为LGG mRNA疫苗提供理论依据,选择了适合癌症疫苗接种的候选者,并为LGG患者提供了一种新的免疫治疗策略。

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