7.7分生信，以某种细胞进行肿瘤分型，值得学习

生信小课堂

大家好，今天要和大家分享的是2022年1月发表的一篇文章：“T and NK cell abundance defines two distinct subgroups of renal cell carcinoma”。在这项研究中，作者旨在探索肾细胞癌（RCC）免疫微环境的异质性。首先，作者采用流式细胞术分析了52例肾切除术患者的循环、肿瘤和邻近健康组织细胞的免疫表型。随后，通过RNA测序和泛癌基因组分析，根据肿瘤内CD3+T细胞和NK细胞的丰度将肿瘤样本分为两个不同的亚型（CD3-high和NK-high）。其中，富含T细胞（CD3-high）的肿瘤样本与较高的淋巴细胞浸润和PD-1表达相关，而富含NK细胞（NK-high）的肿瘤样本内淋巴细胞的丰度较低。此外，基因组分析证实典型的ccRCC突变包括VHL、PBRM1和SETD2突变，其中PBRM1是CD3-high中一个独特的突变基因。

发表杂志：Oncoimmunology.

影响因子：7.7

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

肾细胞癌(RCC)是最常见的肾癌，约占所有肾癌的90%，是全球十大最常见的癌症类型之一。RCC具有多种不同的亚型，其中肾透明细胞型(ccRCC)是最常见的组织病理学形式。RCC的分子和遗传特征因每个亚型而异，具有不同的组织类型、临床结果和对治疗的反应。在ccRCC的各种遗传改变中，最常见的突变基因是VHL、PBRM1和SETD2。同时，免疫检查点抑制剂疗法在RCC中虽显示出令人鼓舞的结果，但只有一小部分患者能从治疗中受益。

流程图

根据T细胞和NK细胞的丰度将RCC样本分为两个亚型

①该研究样本包括接受根治性肾切除术的RCC(n=45)和非RCC(n=7)、原发肿瘤、外周血(PB)和邻近健康肾脏组织的样本。

②评估所有肿瘤样本的免疫学情况，对新鲜均质化的肿瘤样本进行流式细胞免疫表型分析。

结果：

下图a：热图显示肿瘤样本中CD3+T细胞和NK细胞的丰度。底部直方图显示来自淋巴细胞群的CD3+T和NK细胞的百分比。

下图b：根据淋巴细胞亚群的丰度比较肿瘤内CD3-high和NK-high。与NK-high亚型相比，CD3-high亚型包含更大百分比的淋巴细胞、CD3+、CD4+和CD8+T细胞。

下图c：来自肿瘤内淋巴细胞群的CD4+、CD8+T细胞、NK和NKT细胞的比例。饼图代表来自两个亚型的CD4+和CD8+T细胞的平均比例。

NK细胞具有独特的免疫特征

①为了进一步研究CD3-high和NK-high肿瘤样本之间的差异，作者使用泛癌全基因组关联分析其不同的免疫标记。

结果：

下图a：与NK-high组相比，在CD3-high的CD8+T细胞中观察到更高的PD-1表达，而在CD4+T和NK细胞中的PD-1表达没有发现明显差异。

下图b：在CD3-high和NK-high组中，淋巴细胞（CD4+、CD8+T和NK细胞）的LAG-3表达没有差异。

下图c：CD3-high肿瘤中观察到CXCR4表达上升。

下图d：NK-high肿瘤中观察到CD57的表达上升。

下图e：NK-high肿瘤中观察到DNAM、CD8+T的表达上升。

肿瘤和相邻健康组织之间的免疫学变化

①在肾切除术中收集患者肿瘤(T)和匹配相邻健康肾组织(H)样本，由相应的病理学家进行组织学证实，固定并进行HE染色。

结果：

下图a：RCC癌组织和匹配相邻健康肾脏组织的比较。

下图b：肿瘤(T)和邻近健康(H)肾组织之间不同免疫亚群（CD3+、CD4+、CD8+T细胞和NK细胞）之间的比较。

下图c：配对肿瘤(T)和健康(H)组织样本中不同淋巴细胞亚群的比例。

下图d：CD3-high和NK-high亚型中肿瘤(T)和邻近健康(H)肾组织之间不同免疫亚群（CD3+、CD4+、CD8+T和NK细胞）的比较。

下图e：肿瘤和健康组织样本之间LAG-3阳性CD4+、CD8+T和NK细胞的比例。

下图f：PD-1阳性CD4+、CD8+T和NK细胞在肿瘤和健康组织样本之间的比例。

循环和肿瘤淋巴细胞表型的差异

下图a：肿瘤和外周血(PB)样本之间LAG-3阳性CD4+和CD8+T和NK细胞的比例。

下图b：PD-1阳性CD4+和CD8+T和NK细胞在肿瘤和外周血(PB)样本之间的比例。

下图c：CD3-high和NK-high亚型之间肿瘤(T)和外周血(PB)样本中来自活细胞、CD3+、CD4+、CD8+T细胞和来自淋巴细胞的NK细胞的比例。

下表：CD3-high和NK-high肿瘤之间淋巴细胞亚群和标志物表达的变化。

肿瘤组织和基因表达特征的差异

下图a：使用主成分分析（PCA）发现CD3-high和NK-high肿瘤没有相互聚集。

下图b：分析CD3-high和NK-high亚型之间的差异表达基因(DEG)，确定了314个DEG。

下图c：进一步对6个显著的DEG以及相应的临床参数进行分析，证实CD-3high亚型中SLC5A12和HMGCS2表达上调。

下图d-e：使用MSigDB和Biocarta基因集作为参考进行基因集富集分析(GSEA)。发现IFN-γ、TNF-α、MAPK以及T细胞受体信号通路是CD3-high亚型中前10个上调通路之一。

CD3-high和NK-high之间突变特征的差异

下图a：分析17个肿瘤样本（9个CD3-high和8个NK-high）和17个配对的健康邻近肾组织的突变基因。oncoplot图显示前50个突变基因中突变分布情况。

下图b：在CD3-high亚型(n=9)的43个突变基因中，其中最常见的突变基因是VHL(33%)和PBRM1(33%)。

下图c：NK-high亚型(n=8)共有37个突变基因，其中最常见的突变基因是CSMD1(25%)和VHL(25%)。

下图d：进一步分析两个亚型之间共享的差异表达突变基因，发现PBRM1仅在CD3-high亚型中存在突变。

小结：

多项研究表明，RCC是一种富含淋巴细胞的免疫原性肿瘤。在此基础上，作者对原发性RCC肿瘤组织样本进行全面的免疫分析，揭示了两种不同的ccRCC肿瘤亚型：CD3-high和NK-high，为RCC肿瘤的免疫异质性提供了见解，并为前瞻性临床试验提供了潜在的免疫生物标志物。