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结果： 使用了两个发现性泛癌数据集来检查4种趋化因子标志物（CCL4、CCL5、CXCL9、CXCL10；以下简称为c-Score）作为预测T细胞炎症和免疫检查点抑制剂（ICI）治疗结果的生物标志物在不同实体肿瘤类型中的应用性（图1）。然后，使用两个额外的数据库（TIDE ，PredictIO）对c-Score在预测ICI治疗结果方面的实用性进行了验证，这两个数据库包括来自10种肿瘤类型的28项RNA测序和ICI反应数据的研究（图1）。 
作者分析了来自癌症基因组图谱（TCGA）的转录组癌症数据。该队列包括来自6987名患者的31种肿瘤类型（在补充数据文件1中找到的组织学亚型和缩写）。葡萄膜黑色素瘤（UVM）、肾上腺皮质癌（ACC）和低级别胶质瘤（LGG）的c-Score表达最低，而睾丸生殖细胞肿瘤（TGCT）、宫颈鳞状细胞癌（CESC）和头颈部鳞状细胞癌（HNSC）的c-Score表达最高（图1b）。为了比较肿瘤类型内外T细胞炎症的差异，根据TCGA队列中所有6987名患者的4种趋化因子的表达，将c-Score表达分为四分位数分布。c-Score表达大于或等于第三四分位数的肿瘤被归类为c-Score hi （n = 1747），表达小于或等于第一四分位数的被归类为c-Score lo （n = 1747），而介于两者之间的被归类为c-Score med （n = 3493）。在这31种肿瘤类型中，只有两种（嗜铬细胞瘤[PCPG]和肾嗜铬细胞瘤[KICH]）没有c-Score hi 肿瘤。额外的四种肿瘤类型（UVM，ACC，子宫肉瘤肉瘤[UCS]，多形性胶质母细胞瘤[GBM]）中缺乏c-Score hi 肿瘤的被排除在外，剩下25种肿瘤类型，来自6455名患者，用于比较c-Score组的下游分析（方法，图图1）。报道的PD-1或PD-L1治疗的客观反应率（ORR）>11的肿瘤类型 27 包括顶级c-Score表达者（间皮瘤[MESO]，肺鳞状细胞癌[LUSC]，肾透明细胞癌[KIRC]，HNSC，CESC），尽管其他对ICIs有中等和强烈反应的肿瘤也在c-Score表达谱中出现（图图1c）。有趣的是，TGCT，最高的c-Score表达者，对ICIs的ORR很低 27 。为了在T细胞炎症和抗肿瘤免疫的指标之间进行数据表示，c-Score lo 和c-Score med 的病例被分为一组（c-Score lo+med ），并与c-Score hi 组进行比较。TCGA队列中表达c-Score高的肿瘤显示T细胞炎症的特征调查c-Score hi 肿瘤在25种TCGA肿瘤类型中的免疫特征，作者评估了参与免疫检查点阻断反应的免疫调节基因（CD274 [PD-L1]，PDCD1 [PD-1]，HAVCR2 [TIM3]，LAG3，TIGIT，CTLA4和FASLG）。在肿瘤类型中，这些基因在c-Score hi 肿瘤中相对于c-Score lo+med 肿瘤中过度表达，除了胆管癌（CHOL），胸腺瘤（THYM）和肾乳头状肾细胞癌（KIRP）未达到CD274，PDCD1和HAVCR2的虚假发现率（FDR）阈值（图。2a; Wilcoxon秩和，FDR调整）。编码参与抗原呈递的关键分子的CD40在肿瘤类型中的c-Score hi 肿瘤中也上调（补充图1a; 92%，23/25）。
尽管TMB较低，TCGA队列中肿瘤的高比例为c-Score高TMB的肿瘤被认为更具免疫原性，因为它们具有更高水平的免疫诱导新抗原 。然而，TMB与T细胞炎症标志物的关联似乎特定于某些肿瘤类型，并且在其他肿瘤类型中没有观察到 6,37–39 。因此，作者评估了c-Score是否能够识别TMB替代生物标志物所遗漏的T细胞炎症。作者观察到不同肿瘤类型之间的中位TMB和c-Score表达之间存在关系（图3a；Rho = 0.42，P = 0.020，斯皮尔曼相关性，所有31种TCGA肿瘤类型）。然而，在分析的25种肿瘤类型中，只有32%（8/25；宫颈鳞状细胞癌[CESC]，胃腺癌[STAD]，肺腺癌[LUAD]，乳腺癌[BRCA]，结肠腺癌[COAD]，胸腺瘤[THYM]，子宫内膜腺癌[UCEC]和膀胱尿路上皮癌[BLCA]）在c-Score hi 组与c-Score lo+med 组中具有更高的TMB（图3b；P < 0.05，Wilcoxon秩和检验，FDR校正）。类似的关系也观察到单核苷酸变异（SNV）衍生的新抗原（附图2a）。值得注意的是，在25种组织学肿瘤类型中，高TMB肿瘤（TMB hi ，n = 530；每百万碱基对的突变数≥10）与TMB lo （n = 5925）肿瘤相比，c-Score hi 富集（图 （图3c；48%对25%，P < 0.001，Fisher's exact test）。然而，TMB hi 肿瘤仅占组织学类型中c-Score hi 肿瘤的15%（图 （图3c），表明TMB和c-Score之间存在不完全的关联。
在接受免疫检查点阻断治疗的POG队列中，c-Score表达高的肿瘤对免疫检查点阻断有反应为了探索c-Score在免疫疗法反应中的预测价值，作者使用了来自个性化肿瘤基因组学（POG570）计划的先前发表的转录组测序数据 40 。作者首先评估了POG计划（POG570，n = 559例患者，26种肿瘤类型）中c-Score的分布 41 。与TCGA中的分布类似，大多数肿瘤类型（73%，n = 19/26，附图3a）中存在c-Score hi 肿瘤。值得注意的是，在POG570和TCGA中，相同的肿瘤类型的c-Score表达值普遍较低（ACC，UVM，甲状腺癌[THCA]），而其他肿瘤类型的值较高（卵巢浆液性囊腺癌[OV]，宫颈鳞状细胞癌和间皮瘤）。
验证c-Score作为免疫检查点阻断治疗反应的预测指标在其他队列中的有效性为了进一步验证c-Score，作者首先使用了TIDE平台 25 ，其中包含了来自19项研究的25个数据库，涵盖了7种肿瘤类型（n = 1290）。在分析的数据集中，c-Score对ICI治疗反应的阳性预测值为72%（18/25）。此外，与使用TIDE计算框架模型（附图4a）相比，c-Score在24%（6/25）的数据集中预测ICI治疗反应的AUC ≥ 0.8，而TIDE计算框架模型仅为4%（1/25）。接下来，作者使用了PredictIO平台 26 ，涵盖了来自15项研究的15个数据库，涵盖了八种肿瘤类型（n = 715）。在所有数据集的汇总分析中，c-Score预测了治疗反应、总生存期和无进展生存期（附图4b-d，左侧面板）。此外，与37个已发表的ICI生物标志物签名相比，c-Score在预测治疗反应、总生存期和无进展生存期方面明显优于其他签名，仅次于100基因的PredictIO基因签名（附图4b-d，右侧面板）。这两个验证分析进一步支持了c-Score在预测ICI治疗结果方面的临床实用性。
c-Score表达与DNA修复缺陷和修复能力良好的肿瘤相关接下来，作者将检查TMB与c-Score之间不完全的关联是否可以通过基因组差异来解释。已经证明，肿瘤中存在DNA修复和保真途径的缺陷，包括MMRD、HRD和POLE/POLD1基因，对ICIs有良好的反应，并显示出增加的T细胞炎症标志物。导致高TMB的机制可能解释了TMB与抗肿瘤免疫活性之间的关联。例如，DNA修复缺陷，如MMRD，会刺激先天免疫信号通路。因此，作者调查了在25种TCGA肿瘤类型中，与c-Score存在高TMB关联（即“TMB相关”）的肿瘤是否存在与DNA修复途径相关的基因突变。具体而言，作者考虑了DNA错配修复（MLH1、MSH2、MSH6、PMS2）、同源重组修复（BRCA1、BRCA2、PALB2）和DNA复制和校对（POLD1、POLE）基因的突变，以及这些途径突变的分子标志物（即对于MMRD，使用MANTIS分数推断的微卫星不稳定性（MSI）；对于HRD，HRDScore）。确实，“TMB相关”的肿瘤类型在这些DNA完整性通路基因中具有更高的突变频率，包括蛋白截短突变（附图5a-f；Fisher精确检验），以及增加的MSI和HRD得分（图5a，b；Wilcoxon秩和检验）。然后，作者将肿瘤分为MSI高和低（MANTIS hi ，n = 205；MANTIS lo ，n = 4842）以及HRD高和低（HRDScore hi ，n = 1670；HRDScore lo ，n = 4842；方法，附图5g-i）。MSI hi 肿瘤显示出c-Score的表达增加（图5c；P = 5 × 10 −19 ，Wilcoxon秩和检验），与先前的报告一致，即MSI肿瘤具有免疫原性。虽然HRD hi 肿瘤也具有c-Score的表达增加，但在控制肿瘤类型后，这种关联消失（图5d；Wilcoxon秩和检验，使用多元线性回归进行控制）。因此，HRD肿瘤可能显示出较弱的T细胞炎症反应，与MMRD肿瘤相比，且在组织学肿瘤类型之间更为变化。考虑到癌症免疫与DNA修复基因之外的致癌突变的潜在关联，作者还研究了体细胞突变与T细胞炎症（由c-Score预测）在TCGA队列中的关系。在全部31种肿瘤类型中，具有体细胞突变的前10个基因是TTN、TP53、MUC16、CSMD3、RYR2、LRP1B、SYNE1、USH2A、FLG和PIK3CA（图6a）。作者比较了野生型与突变肿瘤中前三个突变基因的c-Score表达。对于这三个基因，携带这些基因突变的肿瘤的c-Score表达增加，即使在控制肿瘤类型后也是如此（图6b）。携带这些突变的肿瘤也具有增加的TMB（图6c）。
癌基因KRAS突变在多种癌症类型中普遍存在 50 ，与免疫抑制表型相关，并可能代表免疫检查点抑制治疗逃逸的潜在机制 24,51,52 。因此，作者研究了KRAS突变肿瘤与c-Score之间的关系。胰腺导管腺癌（PAAD）携带了最多的KRAS突变（73%），其次是结肠直肠腺癌[READ]（48%），直肠腺癌[READ]（38%），肺腺癌（LUAD）（30%）和子宫内膜癌（UCEC）（18%，图图6d）。对25种TCGA肿瘤类型进行的肿瘤非特异性分析未发现KRAS野生型与突变型肿瘤之间的c-Score表达差异（附图7a；Wilcoxon秩和检验）。对五种KRAS突变患病率最高的肿瘤类型进行进一步分析发现，在PAAD和READ中存在关联，即KRAS突变肿瘤与KRAS野生型肿瘤相比，c-Score的表达较低（图图6e；使用MANTIS对READ进行了MSI状态的控制（P = 0.016，多元线性回归），而PAAD没有包括MSI病例）。在COAD（P = 0.085）和LUAD（P = 0.43)，而KRAS突变的UCEC中c-Score呈下降趋势（P = 0.053，Wilcoxon秩和检验）。总结 总之，作者表明 c-Score 可以识别出在广泛的癌症谱系中预测 T 细胞炎症和 ICI 治疗效益的肿瘤亚群。作者的研究结果表明，c-Score 在预测 ICI 治疗临床结果方面是与 TMB 互补的，为其在临床试验环境中的验证提供了临床平衡。
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