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围绕免疫治疗对泛癌展开建模和分析(IF:8.911)

 生物_医药_科研 2020-06-07

术语

MSI (microsatellite instability) 微卫星不稳定

TMBtumor mutation burden)肿瘤突变负荷,这里使用的是mTMBmodified TMB),定义为突变唯一基因数目;

SCNA somatic copy number alterations)体细胞拷贝数变异

TIL tumor infiltrating lymphocyte)肿瘤浸润淋巴细胞

研究思路
结果
2.1 泛癌种深度学习模型的建立

利用DBNdeep belief networks)进行深度学习模型的建立,对整合的免疫检查点抑制剂相关的信息(MSISCNAmTMB),执行深度自动编码进行分层,将样本分成4个基因组类别,并且基于免疫基因表达和肿瘤浸润淋巴细胞分析分为coldhot免疫微环境(a);箱线图展示4个基因组类别在MSISCNAmTMB方面的差异(b);并且对不同肿瘤进行了4个基因组类别下样本量的展示,超几何分布检验得到相应p值(c);

2.2 不同基因组类别的免疫微环境差异

GSEA分析对不同基因组类别进行了免疫相关通路表达的比较,并用热图进行高低表达展示(红色代表高表达,蓝色代表低表达,颜色深浅与p.value呈负相关,即颜色越深,p值越小)(a;除此之外还比较了错配修复相关基因在不同类别下的突变频率差异(b),这里突变频率是用基因组类别内的突变事件/(样本数*MMR基因数)GC1GC3基因组类别内免疫相关通路上异质性很强,GC2为高表达,GC4为低表达;

2.3 不同基因组分类下的肿瘤有不同的生物学表型

这里比较了GC1GC3里(前面有提到两个类别的异质性)的HNSC(头颈癌)和BRCA(乳腺癌),并将乳腺癌分为TNBCNon-TNBC来作比较;主要包括1)肿瘤浸润淋巴细胞、免疫刺激相关基因、免疫抑制相关基因的比较(a,头颈癌;d,三阴性乳腺癌和非三阴性乳腺癌);2PD1PD-L1表达在GC1GC3的头颈癌表现均为GC1中表达较高,且有统计学意义(b);3)三阴性乳腺癌在4个类别中数目的比较,在GC3GC4中三阴性乳腺癌的样本富集数相对更多,且有统计学意义(c);

2.4 不同基因组分类下的肿瘤有不同的临床表现
上图比较了相同肿瘤在不同基因组分类下的生物学表现差异,这里主要是对不同的基因组类别进行了生存分析;在整个分类下,不同的病人OS(总生存期)有很大差异,且具有统计学意义(a);此外还对在不同基因组分类下的肿瘤(ACCBRCAGBMLGGLIHCSARCUCEC)进行了生存曲线的绘制,可以看出不同基因组分类下,相同的肿瘤总生存期存在很大差异(b-g);
2.5 基因组分类与对免疫检查点抑制剂的响应有关

以上是对TCGA数据集的探索,后续作者利用深度学习获得的模型对黑色素瘤数据集Van Allen’s cohortSnyder’s cohort进行了分类,并对免疫治疗的相应(ac)和生存分析(bd)进行了比较,不同基因组分类对免疫治疗的响应和总生存有差异,且具有统计学意义;

结语

文章整合的信息包括MSImTMBSCNA,均与免疫检查点抑制剂响应相关,对数据集分类后分析的内容主要包括免疫相关通路、免疫刺激基因、免疫抑制基因等表达差异和生存差异;对外部数据集的分析除了生存分析外,还对不通类别下的样本响应情况进行了比较;分析围绕着免疫检查点抑制剂展开,大家在对数据集分组后如果要做免疫相关分析,也可以参考这篇文章的内容展开。

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