基于免疫特征的宫颈鳞癌亚型与HPV16的表达、分子特征和临床预后密切相关

Immune Signature-Based Subtypes of Cervical Squamous Cell Carcinoma Tightly Associated with Human Papillomavirus Type 16 Expression, Molecular Features, and Clinical Outcome

2019，May Neoplasia IF=3.837

摘要

子宫颈癌内普遍存在异质性，通常被人乳头瘤病毒（HPV）感染。但是，宫颈癌的最常见组织学亚型，宫颈鳞状细胞癌（CSCC），就其异质性与HPV癌蛋白表达之间的关联而言，其特征尚不明确。我们仅过滤掉138例HPV16感染的CSCC样本；然后我们将HPV16 E6 / E7表达压缩为HPVpca，并基于监督聚类将HPVpca与CSCC的免疫学分析相关联，以发现亚型，并在HPVpca水平，途径活性，表观遗传异常，体细胞突变频率，以及对化学/免疫疗法有反应的可能性。免疫标记的监督聚类揭示了与HPVpca和临床结果相关的两种HPV16亚型（即HPV16-IMM和HPV16-KRT）。 HPV16-KRT的特征是在角质化，生物氧化和Wnt信号传导中基因表达升高，而HPV16-IMM具有强大的免疫反应和间充质特征。 HPV16-IMM在FBXW7处表现出更多的表观遗传沉默和显着突变，而对于HPV16-KRT，MUC4和PIK3CA经常发生突变。我们还推测，HPV16-IMM对化学/免疫疗法的敏感性比HPV16-KRT高得多。我们的表征将HPV16 E6 / E7的表达与CSCC的生物学和临床结果紧密联系在一起，从而提供了有价值的分子水平信息，可指示解码异质性。这些结果共同揭示了被HPV16感染的CSCC的分层，将有助于指导患者的个性化管理和治疗。

文章结构

TCGA-CESC

患者和样本

TCGA-CESC（304个肿瘤样品和3个正常样品的307个样品）

甲基化数据：Xena 的Infinium 450K，具有312个肿瘤样品

从Firehose（http://www.firehose.org/）获得344例具有充分临床和病理学信息的患者，并选择252例具有组织学类型的CSCC的患者作为研究对象。（链接打不开了）

数据处理

①编码蛋白质的mRNA在GENCODE27中注释，以生成基因符号名称

②计算数据归一化：DESeq包+varianceStabilizingTransformation函数来转换计数数据

③低表达过滤：至少10％的样品中仅保留标准化计数等于或大于1的mRNA用于下游分析。

从RNA序列检测病毒：VirusSeq算法

Fig1

图1 样品选择概述。

（A）检测到的HPV类型的饼图

（B）组织学类型分布的饼图。所选138份样本为确诊为CSCC并感染HPV16的样本。

Fig 2

图2：高度相关的癌蛋白E6和E7与临床结果相关。

(A)森林图仅显示HPV16 E6/E7表达影响患者总体生存。

单变量Cox回归分析，以确定七种检测到的HPV16癌蛋白是否影响患者预后。R包forestplot

(B)成对HPV16癌蛋白的Pearson相关系数。R包circlize

(C)高水平的HPVpca提示预后良好。

在最佳切割点下，将样本分为两个子集：97个样本的HPVpca表达水平较高的HPV16-H子集和41个样本的表达水平相对较低的HPV16-L子集。HPV16-H的生存期优于HPV16-L

R包survival

差异表达分析确定了360个差异表达基因，与HPV16-H相比，包括161个上调和199个下调的差异表达基因。

Fig3

图3：基于监督聚类的免疫特征揭示了与临床结果相关的两种HPV16亚型。

(A)138个CSCC样本的20个免疫标记的热图区分了亚型之间的两种免疫模式。

箱型图显示了(B)适应性免疫特征，(C)先天免疫特征和(D)其他免疫成分中亚型之间的不同富集水平。

E6-抑制基因和诱导基因计算的E6活性进行了比较，并在(E)和(F)中提出。

Kaplan-Meier曲线显示各亚型之间(G)总生存率和(H)无进展生存率的差异。

C1亚型（HPV16-IMM）和C2亚型（HPV16-KRT）对适应性免疫特征和先天免疫特征表现出较高的富集水平，对淋巴管和SW480癌细胞表现出较低的富集水平。 HPV16癌蛋白（E1，E2，E5，L1，L2）在C1和C2之间差异表达不显著，使用已发表的文献，计算每个样品的E6活性评分，以量化E6和E7活性。C1中的E6分数明显更高，表明E6活性升高。C1亚型比C2亚型具有更好的预后，且复发率更低。