腫瘤微環(huán)境(TME)內(nèi)的免疫細(xì)胞如B細(xì)胞,T細(xì)胞等，其免疫浸潤在腫瘤發(fā)生過程中發(fā)揮不同的作用，從而影響腫瘤的進(jìn)展以及抗癌治療的成功。而不同腫瘤的免疫細(xì)胞組成也各有特點(diǎn)，因此在研究腫瘤發(fā)生、治療等機(jī)制時(shí)，常常會(huì)對不同腫瘤類型的免疫細(xì)胞進(jìn)行定量研究，所謂的定量研究就是研究不同免疫細(xì)胞的比例。

目前定量研究免疫浸潤的方法和工具都很多，但是都是各自為營，不能集中在一起進(jìn)行統(tǒng)一的輸出結(jié)果，從而得到想要的結(jié)果。這里我們介紹一個(gè)免疫研究工具--IOBR包。從多組學(xué)免疫角度解碼腫瘤微環(huán)境和特征，它集成了8種已發(fā)表的量化免疫浸潤比例的方法，一鍵化得到所有方法的免疫浸潤結(jié)果，極大地促進(jìn)了腫瘤微環(huán)境免疫浸潤的分析。

IOBR介紹

IOBR包是由南方醫(yī)科大學(xué)廖旺軍教授團(tuán)隊(duì)曾東強(qiáng)博士開發(fā)的免疫研究工具，于2021年7月2日發(fā)表在frontiers in immunology雜志上。IOBR集成了8種已發(fā)表的對腫瘤微環(huán)境 (TME) 量化的方法：CIBERSORT、TIMER、xCell、MCPcounter、ESITMATE、EPIC、IPS、quantTIseq。此外，IOBR收集了255個(gè)已發(fā)表的特征基因集，涉及腫瘤微環(huán)境、腫瘤代謝、m6A、外泌體、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性和三級淋巴結(jié)構(gòu)。IOBR還采用了多種方法進(jìn)行變量轉(zhuǎn)換、可視化、批量生存分析、特征選擇和統(tǒng)計(jì)分析，并且支持相應(yīng)結(jié)果的批量分析和可視化。

方法介紹

下面我們逐一介紹下這些方法的基本原理。

Cibersort：是一種常用的免疫浸潤分析方法，該方法基于已知參考數(shù)據(jù)集，默認(rèn)提供22種免疫細(xì)胞亞型的基因表達(dá)特征集：LM22。其通過不同免疫細(xì)胞中標(biāo)志基因的差異表達(dá)分析出樣品中各種免疫細(xì)胞的種類和分布，可以用于研究不同樣品的免疫細(xì)胞種類的差異情況。

ESITMATE：研究免疫浸潤的一種常用算法，可以通過基因表達(dá)量為腫瘤基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞浸潤結(jié)果評分，可以用于研究不同樣品間免疫浸潤的情況。利用癌癥樣本轉(zhuǎn)錄譜來推斷腫瘤細(xì)胞的含量，以及免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞的浸潤程度。其他方法不同的是：（1）除了免疫細(xì)胞，還能分析腫瘤細(xì)胞純度和基質(zhì)細(xì)胞的豐度；（2）關(guān)于免疫細(xì)胞，僅能計(jì)算一個(gè)總的免疫細(xì)胞評分，而無法給出每種免疫細(xì)胞的具體比例。

quanTIseq：是用于根據(jù)人類 RNA-seq 數(shù)據(jù)量化腫瘤免疫狀況，通過反卷積量化樣本中存在的十種不同免疫細(xì)胞類型（見圖1）的比例以及其他未表征細(xì)胞的比例。

圖1 | quanTIseq 十種不同免疫細(xì)胞類型

xCell：是基于 ssGSEA 的方法，可根據(jù) 64 種免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞類型的基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)胞類型富集分析。該方法可以估計(jì)64中免疫細(xì)胞類型的豐度分?jǐn)?shù)，包括適應(yīng)性和先天免疫細(xì)胞、造血祖細(xì)胞、上皮細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞。

TIMER：用反卷積方法估算 32 種癌癥中 6 種免疫細(xì)胞的豐度（B 細(xì)胞，CD4+ T 細(xì)胞，CD8+ T 細(xì)胞，嗜中性粒細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞）。

EPIC：使用約束最小二乘回歸將非負(fù)性約束條件納入反卷積問題，從大量腫瘤基因表達(dá)數(shù)據(jù)中估算免疫和癌細(xì)胞的比例，每個(gè)樣本中所有細(xì)胞分?jǐn)?shù)的總和不超過一。

MCPcounter：是來量化腫瘤免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞的方法。共包含9種不同免疫細(xì)胞（T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、NK細(xì)胞、B系、單核系、髓樣樹突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞）。

IPS：通過免疫表型評分（immunophenoscore, IPS）分別計(jì)算四種不同免疫表型的評分（抗原呈遞、效應(yīng)細(xì)胞、抑制性細(xì)胞、檢查點(diǎn)），IPS z-score為四者的整合，且IPS z-score越高，樣本免疫原性越強(qiáng)。

結(jié)果可視化

我們對上述所有方法的結(jié)果分別從箱圖、熱圖和累計(jì)柱狀圖三個(gè)角度進(jìn)行可視化。

圖2 | 免疫侵潤結(jié)果可視化--箱圖

圖3 | 免疫侵潤結(jié)果可視化--熱圖

圖4 | 免疫侵潤結(jié)果可視化--柱狀圖

總之，歐易可以一鍵化提供上述所有方法對應(yīng)的免疫浸潤結(jié)果，也可以選擇其中的一些方法進(jìn)行分析，并對所有的結(jié)果進(jìn)行可視化，得到我們想要的結(jié)果。另外，為了便于對所有的結(jié)果進(jìn)行比較，我們將所有的結(jié)果都整合在一起。

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