CXCR4表达联合BRAF突变分析对筛选皮肤黑色素瘤免疫治疗人群的作用

目的 寻找合适的标志物,联合BRAF突变分析,筛选出适合使用免疫治疗的皮肤黑色素瘤(skin cutaneous melanoma,SKCM)患者,实现精准治疗。方法 从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中获取SKCM患者(n=470)的数据,根据BRAF突变情况,分为非突变组(n=230)和突变组(n=235)。用R软件的Limma包分析上述两组患者各基因的mRNA表达,使用fold-change和校正后P值筛选出差异表达基因(differentially expressed gene,DEG),通过GO (Gene Ontology)数据库对差异基因进行通路富集分析。然后通过String数据库分析趋化因子受体4(chemokine receptor 4,CXCR4)与IL18和TP53分子的作用关系。此外利用Spearman的相关分析统计微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)与CXCR4表达的相关性,用Pearson系数描述CXCR4与免疫检查点表达的相关性,同时利用Wilcoxon检验分析BRAF突变组与非突变组之间CXCR4的表达差异。最后,我们采用ggplot2和pheatmap分析了SIGLEC15、TIGIT、CD274、HAVCR2、PDCD1、CTLA4、LAG3和PDCD1LG2这8个基因转录本的表达值,并使用肿瘤免疫功能障碍和排斥(tumor immune dysfunction and exclusion,TIDE)算法预测各组免疫检查点阻断(immune checkpoint blockade,ICB)治疗反应性。结果 BRAF基因在SKCM中广泛突变,其突变引起的差异性表达基因主要集中在IL-18和TP53两个通路。CXCR4是与肿瘤关系最为密切的趋化因子,且与IL18和TP53均有密切关系。SKCM癌组织中CXCR4表达显著升高,且在BRAF突变患者中表达水平更高。进一步分析发现,CXCR4与免疫检查点分子HAVCR2,PDCD1,PDCD1LG2,TIGIT在表达上存在正相关性。结合CXCR4表达与BRAF突变情况,将SKCM患者分为4组:BRAF^WT-CXCR4高表达(G1组)、BRAF^WT-CXCR4低表达(G2组)、BRAF^MUT-CXCR4高表达(G3组)、BRAF^MUT-CXCR4低表达(G4组),并从免疫检查点表达、ICB预测评分方面评估CXCR4表达联合BRAF突变分析在免疫治疗预测方面的作用,并筛选出更适合免疫治疗的组别。结果表明,CXCR4低表达且BRAF^WT的患者MSI高,免疫检查点分子低表达且TIDE评分低即G2组最适合ICB治疗。结论 CXCR4有望成为监测疗效的潜在生物标志物。CXCR4表达水平联合BRAF突变分析,可为筛选出适合ICB治疗的SKCM患者提供理论基础。