影响因子：7.27

肿瘤分型文章比较重要的结论就是分型之间生存分析有差异，构建的评分能够预测预后，免疫治疗疗效。我们可以通过使用不同的数据集或者使用不同的基因集进行分型，以确保得到的结果与肿瘤预后或免疫治疗疗效相关。如果想做类似的分析，欢迎咨询。

研究背景

免疫检查点抑制剂(ICIs)在治疗各种恶性肿瘤方面都取得了成功。黑色素瘤因其高肿瘤突变负担(TMB)是ICIs取得最早和最大成功的癌症类型。然而，只有一部分黑色素瘤患者对ICIs表现出积极的反应。一般来说，T细胞炎症的肿瘤微环境(TME)能促进对ICIs的反应。因此，区分高免疫应答肿瘤和低免疫应答肿瘤有助于选择对ICIs有反应的癌症患者。为此，此文开发了一种基于免疫基因组分析的学习方法，用于识别高免疫应答和低免疫应答的肿瘤亚型。

研究结果

一、黑色素瘤免疫亚型的鉴定

1、基于28种免疫细胞类型的ssGSEA评分，在6个数据集中对黑色素瘤进行了分层聚类，获得了三个清晰的聚类，分别具有高、中和低的免疫水平（图1）。我们将这三种免疫亚型称为Im-H、Im-M和Im-L，它们分别代表高、中、低免疫亚型。

2、Im-H、Im-M和Im-L之间存在显著不同水平的免疫信号 (图2a)。

3、编码MHC蛋白的HLA基因在免疫系统的调节中发挥着重要作用，一些HLA基因在免疫亚型之间存在差异表达(图2b)。干扰素（I型和II型)反应评分也遵循以下模式：Im-H>Im-M>Im-L(P<0.01)(图2c)。TCGA melanoma的病理切片数据显示，Im-H和Im-L的淋巴细胞浸润率分别最高和最低 (图2d)。综上所述，这些结果证实了三种黑色素瘤亚型之间显著不同的肿瘤免疫微环境(TIME)。

4、免疫刺激和免疫抑制信号的比例仍然遵循以下模式：Im-H>Im-M>Im-L (图2E)。PD-L1在三种亚型之间的表达水平存在显著差异：Im-H>Im-M>Im-L(图2f)。CD8+T细胞/PD-L1的比值遵循相同的模式：Im-H>Im-M>Im-L (图2f)。综上所述，这些结果表明Im-H和Im-L在三种亚型中的抗肿瘤免疫反应分别最高和最低。

二、免疫亚型的临床和表型特征

1、Im-H的总生存率(OS)优于Im-M和Im-L，Im-M的OS优于Im-L (图3A）。Im-H和Im-L在三种免疫亚型黑色素瘤中可能分别具有最佳和最差的生存预后。

2、高免疫评分的黑色素瘤的生存预后明显优于低免疫评分的黑色素瘤(图3B)，证实了TIME显著影响黑色素瘤的生存预后。

3、在4个数据集中，Im-H的增殖潜能分数显著低于Im-L(图3C)。Im-H的EMT特征评分明显高于Im-L(图3C)，表明Im-H的间质微环境比Im-L黑色素瘤更丰富。

三、免疫亚型的分子特征

1、富集分析

许多Im-H高度富集的通路与免疫相关(图4A)。

2、基因组特征

在TCGA黑色素瘤中，Im-M中的TMB显著高于Im-H和Im-L，而Im-H和Im-L之间没有显著差异 (图4B)。表明高TMB可能抑制黑色素瘤的免疫浸润。我们发现SCNAs，大规模基因组不稳定性，在黑色素瘤中显示出与TIME显著相关。Im-L的臂水平扩增和缺失频率以及病灶水平扩增和缺失水平显著高于Im-H（图4B）。这些结果表明，SCNAs降低了黑色素瘤的抗肿瘤免疫反应。为了进一步比较TMB和SCNAs对TIME的影响，我们建立了一个包含两个预测因子的逻辑回归模型来预测高免疫评分和低免疫评分的黑色素瘤。与预期的一样，SCNA评分是一个显著的阴性预测因子，而TMB对预测没有显著贡献 (图4B)。此外，最近的一项研究表明，DNA甲基化的减少有助于肿瘤免疫逃避。TCGA-黑色素瘤的整体甲基化水平遵循以下模式：Im-H>Im-M>Im-L (图4B)。

3、基因突变谱

在Im-H和Im-L之间的380个差异突变基因中，至少有21个在黑色素瘤队列中的突变与ICIs更好的反应显著相关 (图4C)。值得注意的是，21个基因中有20个在Im-H中的突变率显著高于Im-L，并且它们的突变与较高的免疫评分相关(图4D)。

4、蛋白质表达谱

TCGA-黑色素瘤中发现了38个蛋白的Im-H和Im-L之间的表达水平存在显著差异 (图4e)。

四、黑色素瘤中免疫亚型和免疫信号与免疫治疗反应的关系

1、Im-L对黑色素瘤中ICIs的反应率最低（图5A）。

2、为了进一步探索黑色素瘤中TIME和免疫治疗反应之间的关系，我们比较了ICI-R-黑色素瘤和ICI-M黑色素瘤中应答组和无应答组之间的免疫评分。我们发现，ICI-R-黑色素瘤和ICI-Mebullor应答组的免疫评分更高(图5B)。

3、用于聚类分析的28种免疫细胞类型中，大多数在应答组中显示出显著较高的富集水平 (图5C)。PD-L1在ICI-R-黑色素瘤和ICI-M-黑色素瘤中均表达更高(图5D)。

4、免疫刺激/免疫抑制信号的比例显著升高 (图5E)。总的来说，这些结果表明TIME和黑色素瘤的免疫治疗反应之间存在显著的关联。相比之下，无反应组的干性评分显著高于其他组患者(P<0.05)(图5F)。提示肿瘤的干性可能促进免疫治疗的耐药性。

五、识别与黑色素瘤的免疫治疗反应相关的途径

1、在ICI-R-黑色素瘤中，黑色素瘤的免疫信号强度和免疫治疗反应之间存在显著的正相关(图6A)，还有几个癌症相关通路也在列表中。其中，糖酵解/糖异生途径已被证明与黑色素瘤的免疫治疗反应呈正相关。

2、在ICI-R-黑色素瘤中，WGCNA鉴定了12个基因模块，这些基因模块通过免疫亚型、免疫治疗反应或OS预后显著分化黑色素瘤(图6B)。这些结果表明，免疫信号和基质信号在Im-H中富集，而细胞周期途径在Im-L中富集。与无反应组相比，应答组中免疫反应、B细胞受体信号通路和急性炎症反应高度活跃(图6B)。这表明，在免疫治疗反应差异不显著的情况下，细胞周期活性的升高可能通过抑制抗肿瘤免疫反应导致黑色素瘤更糟糕的结果。

六、治疗和未治疗的黑色素瘤的分子和表型特征的比较

1、在ICIS处理的黑色素瘤中，免疫特征评分显著升高 (图7a)。同时，免疫刺激和免疫抑制信号的比例显著升高(图7A)。这些结果表明，ICIs的使用促进了黑色素瘤中免疫刺激性TME的形成。

2、在ICIS处理的黑色素瘤中，基质评分也更高 (图7b)， 肿瘤纯度显著降低(图7c)。

3、ITH评分通过深度算法干性评分在该队列中得分较低 (图7d)。

综上所述，这些数据表明，ICIs的使用可能会改变黑色素瘤中肿瘤细胞和TME的特征。这些改变反过来可能会影响对ICIs的反应。

七、评估黑色素瘤患者对ICIs的应答率

应用未接受ICIs治疗的TCGA-黑色素瘤、GSE65904、GSE98394和GSE53118亚型的平均应答率，根据这些数据集中的Im-H、Im-M、Im-M和Im-L黑色素瘤的数量，我们估计他们的总应答率分别为27.3%、34.1%、34.9%和28.2%（图8）。

总结：在本研究中，根据28个免疫细胞的富集水平确定了皮肤黑色素瘤的免疫亚型聚类分析。在6个不同的数据集中，一致地确定了三种高、中和低免疫的黑色素瘤免疫亚型。全面地描述了这些黑色素瘤亚型的分子和临床景观。此外，我们还将免疫亚型与对ICIs的应答联系起来。黑色素瘤根据TIME可分为三种免疫亚型。这些亚型的预后和免疫治疗反应有显著差异。本文中的方法重新获得了黑色素瘤的免疫异质性，并为黑色素瘤的免疫治疗提供了潜在的临床意义。