大家好，今天要和大家分享的是2021年9月发表的一篇文章：“The spliceosome pathway activity correlates with reduced anti-tumor immunity and immunotherapy response, and unfavorable clinical outcomes in pan-cancer”。
在这项研究中，作者探索了剪接体通路(SP)活性与癌症基因组图谱(TCGA)中29种癌症类型的临床特征、抗肿瘤免疫特征、肿瘤免疫相关基因组和分子特征以及对免疫疗法和靶向疗法的反应之间的关联。结果发现SP活性是一种致癌因素，其在癌症和侵袭性癌症亚型中过度活化，与多种癌症不良预后和抗肿瘤免疫抑制相关。同时，SP活性与多种癌症中的肿瘤突变负荷(TMB)和非整倍体呈正相关，表明其与基因组不稳定性有关。此外，在免疫检查点抑制剂(ICI)治疗的4个癌症队列中，SP活性与免疫治疗反应呈负相关，而SP活性升高与广谱抗肿瘤靶向治疗的药物敏感性增加相关。总之，SP活性是抗肿瘤免疫反应、预后以及对泛癌免疫治疗和靶向药物反应的阴性生物标志物。
发表杂志：ComputStruct Biotechnol J.
影响因子：7.271
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研究背景
免疫疗法在治疗多种恶性肿瘤方面取得了巨大成功，尤其是针对PD-1及其配体PD-L1的免疫检查点抑制剂(ICIs)。然而，只有一部分癌症患者对ICI有反应。尽管临床实践指南中确定了一些对ICI有反应的对癌症患者进行分层的生物标志物，例如高肿瘤突变负荷(TMB)、DNA错配修复缺陷(dMMR)、PD-L1表达和肿瘤免疫微环境(TIME)，但这些生物标志物用于泛癌免疫治疗的有效性仍然存在争议。因此，发现用于癌症免疫治疗反应的新型有效生物标志物仍然是迫切需要的。剪接体是调节RNA剪接的核糖核蛋白复合物，由5种小核核糖核蛋白(snRNPs)和几种剪接体相关蛋白(SAPs)组成。许多肿瘤相关基因受选择性剪接的调节。剪接过程中精确度的丧失或变化、特定剪接模式的转换可能是致癌的重要因素。
流程图
数据收集
①下载29种TCGA癌症类型的转录组（RNA-Seq、RSEM标准化）、体细胞突变、体细胞CNA、蛋白质表达谱和临床数据。
②癌症药物敏感性基因组学网站下载962种癌细胞系的转录组数据及其对265种化合物的药物敏感性（IC50）数据。
③从Depmap网站获得662种癌细胞系的RNAi敏感性数据。
④从TCGA SpliceSeq网站获得TCGA癌症中的替代剪接事件。
⑤从CORUM protein Complexes的剪接体蛋白复合物，HGNC的主要剪接体蛋白和KEGG SP交集中获得了75个关键的剪接体分子。
SP与癌症预后之间的关联
①分析SP评分与肿瘤进展表型（包括肿瘤分期、分级和转移）之间的关联。
③多变量Cox回归分析SP评分与免疫评分、干性评分、肿瘤纯度、年龄、分期、分级和转移状态之间的关系。
结果：
下图A：Kaplan-Meier曲线显示在不同癌症中，SP评分较高（>中值）的肿瘤比NS评分较低（<中值）的肿瘤生存状态更差。
下图B：在不同癌症中，晚期（晚期、高级别或转移性）肿瘤的SP评分显著高于非晚期（早期、低级别或原发性）肿瘤。
下图C：SP评分与干性评分、MKI67表达水平、ITH评分、细胞周期和细胞凋亡途径评分之间的关系。
SP与肿瘤免疫特征之间的关联
①使用ESTIMATE算法根据基因表达谱计算每个肿瘤样本的免疫评分、基质评分和肿瘤纯度。
②分析SP与免疫评分、基质评分、肿瘤纯度之间的关联。
结果：
下图A：不同癌症中SP评分和免疫评分之间呈显著负相关关系。
下图B：不同癌症中SP评分与基质评分之间呈显著负相关关系。
下图C：不同癌症中SP评分与肿瘤纯度之间呈显著正相关关系。
SP与肿瘤基因组不稳定性之间的关联
①调查SP与基因组特征（TMB和非整倍体）之间的关联。
②使用2个预测因子（TMB和HRD评分）的逻辑回归模型预测SP分数。
③使用3个预测因子（SP评分、HRD评分和TMB）的逻辑回归模型预测免疫特征评分。
结果：
下图A：SP评分与肿瘤突变负荷(TMB)和同源重组缺陷(HRD)评分之间的相关性。
下图B：用TMB和HRD评分预测SP评分（高>中位数，低<中位数）的逻辑回归分析。
下图C：用SP评分、TMB和HRD评分预测免疫特征评分的逻辑回归分析。
SP评分与癌症亚型之间的关联
①比较不同癌症类型及癌症亚型之间的SP评分。
②分析231个突变肿瘤样本大小超过20个的基因突变与GBM中SP评分之间的关系。
③比较29种癌症类型中剪接体基因突变和剪接体基因野生型肿瘤的SP评分，比较16个剪接体基因中至少有1个突变的肿瘤与没有突变的肿瘤之间的SP评分。
结果：
下图A：在17种癌症类型中，肿瘤的SP评分显著高于正常样本。
下图B-G：EGFR突变型与EGFR野生型（B）、BRAF突变型与BRAF野生型（C）、KRAS突变型与KRAS野生型（D）、乳腺癌（E）、剪接体基因突变型与剪接体基因野生型（F）的SP评分、剪接体基因突变亚型与剪接体基因野生亚型（G）之间的差异。
SP评分与癌症分子特征之间的关联
①分析SP评分与11种蛋白质（Cyclin_B1、PCNA、MSH6、Chk2、MSH2、S6、TFRC、RBM15、FoxM1、ASNS和FASN）之间的关联。
②在不同癌症类型中鉴定KEGG通路在高SP评分和低SP评分肿瘤中的富集情况。
③分析SP评分与癌症中7种主要DNA损伤修复途径之间的关联。
结果：
下图A：在至少10种不同癌症类型中，11种蛋白质在较高SP评分（>中值）中的表达水平显著高于低SP评分（<中值）肿瘤中的表达水平。
下图B：KEGG通路在高SP评分和低SP评分肿瘤中高度富集。
下图C：SP评分与29种癌症类型中的7种DNA损伤修复途径评分之间的关系。
下图D：在TP53突变的14种癌症类型中，SP评分显著高于TP53野生型肿瘤。
SP评分与癌症免疫治疗和靶向治疗之间的关联
①分析Snyder（黑色素瘤）、Nathanson（黑色素瘤）、Braun（肾细胞癌）和Snyder（尿路上皮癌）队列中SP评分对ICI的反应水平。
②分析上述队列中16个剪接因子基因表达与SP评分对ICI反应之间的关联。
③从癌症药物敏感性基因组学（GDSC）中探索癌症细胞系中SP评分和药物敏感性(IC50)之间的关系。
结果：
下图A：在免疫检查点抑制剂(ICI)治疗的4个队列中，具有较低SP评分（<中位数）的肿瘤对ICI的反应率更高。
下图B：在Snyder队列中，SP评分较低的肿瘤比SP评分较高的肿瘤显示出更好的OS，而在未接受ICI治疗的TCGA黑色素瘤队列中，SP评分较高和SP评分较低的肿瘤显示OS没有显著差异。
下图C：在接受ICI治疗的3个队列中，编码剪接因子的基因表达水平较低（<中值）的肿瘤比表达水平较高（>中值）的肿瘤显示出更高的反应率。
下图D：两种化合物（STF-62247和KIN001-260）IC50值与GBM、THCA和结直肠癌细胞系的SP评分呈显著负相关。
SP和癌细胞系中RNAi敏感性特征之间的关联
①分析662个癌细胞系中19177个基因的RNAi敏感性值与SP评分之间的关联。
结果：
下图A：RNAi敏感性值与癌细胞系中的SP评分呈现出很强的正相关关系。
下图B：在癌细胞系中，其RNAi敏感性值与SP评分具有强相关性的基因显著参与了RNA调控和DNA损伤修复途径。
下图C：SP评分与癌细胞系中细胞周期呈显著正相关关系。
剪接事件与癌症中SP和免疫特征之间的关联
①首先确定100个在不同癌症类型中的PSI值与免疫评分相关性最强的剪接事件（PSI：剪接百分比，定义将外显子剪接到基因的所有转录本中的效率）。
②分析不同剪接事件与癌症中SP评分和免疫特征的之间的关联。
结果：
下图A：31个剪接事件的PSI值与至少10种癌症类型的免疫评分呈正相关。
下图B：38个剪接事件的PSI值与至少10种癌症类型的免疫评分呈负相关，并且在不同癌症中，SP评分较高的肿瘤高于SP评分较低的肿瘤。
小结：
在这项研究中，作者首先探讨了SP与29种TCGA癌症类型的生存预后、肿瘤进展表型和肿瘤亚型之间的关联。随后，作者分析在这些癌症类型中SP与抗肿瘤免疫特征、肿瘤免疫相关基因组和分子特征之间的关联。此外，作者还探索了SP与靶向治疗和免疫治疗反应之间的关联。最后揭示了与癌症中的SP和免疫特征显著相关的剪接事件。结果表明SP在各种癌症中过度活化，SP活性升高预示预后不良、抗肿瘤免疫反应和免疫治疗反应降低、对靶向治疗的反应增加等。本研究证实SP活性是各种癌症中不良预后、抗肿瘤免疫和免疫治疗反应的阴性生物标志物，剪接体靶向治疗可能会促进免疫治疗反应。
