空间免疫屏障指数（SIBI）：一种基于空间转录组学量化肿瘤免疫排除功能性抑制屏障的可重复可解释新指标

《Journal of Translational Medicine》：A spatial index of immune barriers in the tumour microenvironment

摘要

背景

肿瘤内存在免疫细胞并不能保证产生有效的抗肿瘤反应，因为抑制性屏障可以将这些细胞滞留在肿瘤边缘。基于免疫浸润丰度的汇总指标无法区分与肿瘤直接接触的免疫细胞和被排斥在肿瘤周边的免疫细胞。我们的目标是将免疫排除型肿瘤——即免疫细胞存在但被抑制性屏障阻挡的肿瘤——与免疫浸润型肿瘤和免疫荒漠型肿瘤区分开来（后两者在丰度指标中被混淆），并从空间转录组数据中提供对该屏障的可重复、可解释的测量方法。

方法

我们引入了空间免疫屏障指数（SIBI），这是一种空间转录组学测量指标，将肿瘤边缘的免疫细胞存在性与这些细胞必须跨越的抑制性屏障强度相结合。SIBI定义为免疫存在门控与从肿瘤核心到外部计算的最小最大值屏障项的乘积。我们将SIBI应用于两个通过空间转录组学分析的独立癌症——高级别浆液性卵巢癌和头颈部鳞状细胞癌——以及一个具有生存数据的独立卵巢癌队列。

结果

在这两个空间队列中，SIBI比单独的免疫丰度更有效地区分了预后良好与预后不良的样本（曲线下面积分别为0.90和0.71），且其排序对其构建中所做的选择具有鲁棒性。在一个独立的卵巢癌队列中，SIBI背后的方向性抑制程序保留了具有统计学意义的总生存期预后价值。

结论

SIBI将免疫排除转化为一种可重复、可解释的空间测量指标，其分布在涵盖两个平台和四种癌症的七个独立外部队列中得到重现，在发现队列中分离结果组方面优于十种已建立的经典空间方法，并捕获到了一种有别于物理细胞外基质屏障的功能性免疫抑制屏障。该指标作为探索性研究指标而非经过验证的临床分类器提出；外部队列建立了该指标的可重复性而非独立的结果验证，预后结论基于发现队列和生存队列，前瞻性多中心验证是明确的下一步。