luminal乳腺癌免疫分型研究

Immune gene expression profiling reveals heterogeneity in luminal breast tumors

Breast Cancer Research

2019.12.19

IF:5.676

乳腺癌(BC)因其异质性划分为几种分子亚型(luminal A, luminal B,HER2-enriched, and basal-like),而其中 luminal 型存在亚型内的异质性。一个TCGA近期的luminal 型乳腺研究表明划分两组不同的诊断亚型表现出不同的免疫相关基因表达,说明luminal 型的免疫原性是异质的。

最近一项针对三阴性乳腺癌(TNBC)患者的临床试验数据表明,免疫治疗与化疗相结合可改善患者预后,使得BC第一次获FDA批准使用检查点免疫疗法。进一步了解luminal肿瘤间肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的变化,可以为进一步了解luminal BC异质性提供新的思路,并确定一个可能接受免疫调节并受益于免疫治疗的亚群。

这项研究是从香港医院收集亚洲BC患者的病例进行分析。

一、免疫基因表达对 luminal型分成三类

对92个luminal型肿瘤(Asian BC patients in Hong Kong,HKBC)的130个免疫基因表达进行无监督聚类,将样本分成三种亚型:lum1、lum2和lum3(Fig. 1a)。
Lum1型大多免疫基因低表达,定义为low-TIL。
Lum2型有STAT1和干扰素刺激基因(ISGs)高表达,但其他免疫基因低表达,定义为high-ISG。
Lum3大多数免疫基因高表达,定义为high-TIL (Fig. 1b)。

 

high-TIL相较其他两型有高免疫亚群的丰度(由MCP-counter 法评估),high-TIL也比HER2和basal-like型的高(Fig. 2a)。冰冻切片和FFPE切片的TIL评估结果也证实了TILs较多富集在 high-TIL型(Fig. 2b)。使用CIBERSORT推断23个免疫细胞亚群的比例,估计了样本中每个细胞群的相对比例。图示了所有样本中平均分数>10%的七个亚群体的分数(Fig. 2c)。本工作发现,高high-TILl肿瘤中CD8+ T细胞和tumor-killing M1巨噬细胞的比例高于低low-TIL和high-ISG肿瘤,而促肿瘤的M2和无差异的M0巨噬细胞的比例较低。

 

 

二、在独立数据中证实luminal免疫亚型

将130个免疫相关基因对韩国乳腺癌( Korean BC genomic study,KBC)和TCGA的几种人群(亚裔,非裔美国人和白人)分型,得到相似的结果(Fig. 3)。

 

 

三、临床特征、BC风险因素以及基因组特征与免疫亚型的关联

在HKBC,大多数临床特征或检查的BC危险因素,在不同的免疫亚型之间没有显著差异,而高high-TIL患者的平均体重指数高于low-TIL患者和high-ISG患者。此外,low-TIL肿瘤的ESR1(雌激素受体)表达水平略低,而ESR2(雌激素受体)表达水平较高,ESR1/ESR2比率较低(P = 0.001)(Fig. 4a),TCGA样本也是这样的现象。

HapMAP数据显示胚系APOBEC3B缺失多型性,在东亚(31.2%)较欧洲(9.0%)和西非(4.2%)更为常见。本工作验证了SNP rs12628403能代表APOBEC3B缺失。无论是在HKBC还是在TCGA White中,缺失等位基因在免疫亚型中都没有显著差异。rs12628403基因型在HKBC和TCGA肿瘤亚型的分布(Table 1)。

对一组luminal肿瘤(n = 59)的RNA-Seq和WES数据进行分析,发现在调整年龄和BMI后,high-TIL肿瘤与高的非同义突变负荷相关(Fig. 4b),并且有高频率的APOBEC3B特征突变。

在luminal肿瘤中,所有TP53突变(n =8)发生high-ISG肿瘤中,在TCGA白人种族中也有相同现象(Table 2)。

 

四、与正常组织比较,T细胞只在high-TIL肿瘤中激活

与正常(N)组织相比,low-TIL和high-ISG肿瘤显示免疫细胞群(如细胞毒性淋巴细胞)无变化或丰度较低,而high-TIL肿瘤,如non-luminal肿瘤,具有较高的CD3+ T细胞、CD8+ T细胞和B系细胞丰度评分(Fig. 5)。这些现象说明,肿瘤源性的特异性免疫反应在high-TIL和非non-luminal肿瘤中激活,而在其他luminal肿瘤中不激活。

小编总结:

本工作的思路很简单,就是用免疫基因表达聚类分型,小伙伴们在研究其他肿瘤也可借鉴这种方式,利用免疫基因分型分析。
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