新鲜冷冻的肿瘤样本和与之匹配的健康结肠组织来自未接受全身治疗的结肠癌组织学诊断患者，通过正交基因组平台进行了分析。在交叉平台质量控制（基于全外显子测序（WES）和RNA-seq数据）和纳入标准检查后，保留了来自348名患者的基因组数据，并用于下游分析。中位随访时间为4.6年。作者将这一资源称为Sidra-LUMC AC-ICAM：免疫-癌症-微生物组相互作用的图谱和指南。
一个模块化的免疫基因特征，捕捉到了癌症免疫监视的连续性，被称为免疫排斥的恒定性。作者随后对其进行了优化和压缩，形成了一个固定的20基因面板，在不同类型的癌症中显示出了预后的重要意义（例如，黑色素瘤、膀胱癌、乳腺癌、神经母细胞瘤和软组织肉瘤）。ICR还与多种癌症类型对免疫治疗的反应相关，包括乳腺癌、黑色素瘤和非小细胞肺癌。ICR签名包括反映T1细胞信号通路激活、CXCR3/CCR5趋化因子配体表达、细胞毒性和免疫调节机制的反激活的基因模块。在所有的CMS中，ICR高免疫亚型中天然杀伤细和T细胞亚群的丰度最高，而其他白细胞亚群则更为变化。相反，无论ICR分配如何，纤维细胞和内皮细胞在CMS4中的丰度增加，证实了这些肿瘤中基质含量的增加。根据统计学显著性，ICR评分与无进展生存期的关联性强于任何基质细胞或白细胞亚群的关联性；与总生存期的关联性也得到了类似的结果。
3.ICR捕获富含肿瘤、克隆扩增的T细胞
对于九名患者，肿瘤和相匹配的健康结肠组织上都有可用的immunoSEQ TCR谱。这使得作者能够定义在每个患者的肿瘤和健康结肠样本中观察到的T细胞克隆之间的重叠。肿瘤富集的T细胞克隆的比例与ICR评分相关。这意味着浸润ICR高肿瘤的T细胞克隆与浸润健康组织的T细胞克隆存在高度差异，而ICR低肿瘤中的T细胞也存在于健康组织中。总之，作者的分析表明，ICR标志物捕捉到了富含肿瘤、克隆扩增的T细胞的存在，可能解释了其预后意义。
总体而言，作者观察到与ICR评分呈正相关（P < 0.05）的42个基因中存在体细胞突变，而在ICR评分较低的样本中没有富集突变。当作者根据高突变状态对分析进行分层时，作者发现与较高ICR评分或较低ICR评分相关的基因突变频率。MAP3K1的突变与乳腺癌和全癌TCGA分析中的低ICR相关，是AC-ICAM中高突变和非高突变癌症中唯一与ICR评分呈负相关的突变。在高突变肿瘤中，同源重组修复基因BRCA1、BRCA2和FANCA以及黏液组织学与较低ICR评分相关，与之前报道的黏液性结直肠肿瘤中BRCA1和BRCA2体细胞突变的富集一致。关于体细胞拷贝数基因异常，没有观察到与ICR免疫分类之间的明确关联，因为它们主要取决于突变负荷/MSI状态，次要取决于CMS状态。
5.基因免疫编辑提升了ICR的预后价值
尽管作者观察到高TMB与低TMB之间在OS方面没有差异，但遗传免疫编辑的存在仍与改善的OS相关。然后，作者探索了一个综合评分，称为免疫编辑评分，基于ICR簇分配和GIE的存在与否，类似于在转移性结肠癌中提出的结合免疫评分和GIE的方法。作者认为，这两个参数的组合可能更准确地反映出活跃的抗肿瘤免疫反应的存在。与这个假设一致，从IES1到IES4观察到OS的逐渐增加。将ICR与GIE相结合的附加价值在ICR中等样本中得到了验证，这在这里作为内部验证。虽然GIE样本中的TMB较非GIE样本更高，但GIE在高突变和非高突变肿瘤中均有显著比例（55.1%对38.7%）。具有IES4肿瘤的患者，其中约50%为高突变或MSI-H，的确显示出改善的生存率，且在I至III期的生存率相似。由于IES4第IV期亚组仅包括两名患者，无法得出结论。在分期分布和IES方面未观察到统计学显著差异。在校正了分期的多变量Cox模型中，IES仍与OS显著相关。IES类别在TCR克隆性方面也存在差异，从IES1到IES4逐渐增加。在ICR-medium亚组中也观察到相同趋势，其中GIE样本的TCR克隆性增加与非GIE样本相比。通过多元回归分析校正ICR分数后，IES与TCR克隆性之间的正相关性在统计上是显著的，并且通过局部多项式回归分析得到了确认。总体而言，这些结果表明，免疫编辑水平准确地反映了由克隆扩增的T细胞驱动的保护性抗肿瘤免疫反应的水平。
作者使用从246名患者的匹配肿瘤和健康结肠组织中提取的DNA对16S rRNA基因进行了测序。这个数据集被用于微生物组地标分析。对这些样本的一个亚组进行了全基因组测序以进行技术验证。为了验证目的，一旦地标分析完成，作者分析了来自42个额外肿瘤样本的16S rRNA基因测序数据，这些样本没有匹配的正常DNA可用于此检测。
首先，作者比较了匹配的肿瘤和健康结肠组织之间的分类群相对丰度。在门水平上，作者观察到肿瘤样本中的Fusobacteria显著增加，与健康样本相比，两种方法之间具有很高的一致性。在属水平上，如预期，Fusobacterium的变化最为显著，其中主要由F. nucleatum代表。作者的分析还捕捉到了其他几个在肿瘤或健康组织中高度富集的分类群。在肿瘤和健康样本之间没有观察到α多样性的主要差异，只有在ICR高与ICR低肿瘤中观察到微弱的降低的微生物多样性。Selenomonas和Selenomonas 3是在ICR高与ICR低肿瘤中最显著增加的分类群。在生存分析方面，使用肿瘤数据和总生存期作为终点，获得了最多的名义显著关联。
为了检测微生物组与临床结果之间的相关性，作者旨在使用16S rRNA基因测序的属水平数据，作为作者里程碑式的微生物组分析的一部分，找到一个预测生存的微生物组特征。在AC-ICAM246上，作者运行了一个多变量弹性网络OS Cox回归模型，选择了41个具有非零系数的特征，与死亡风险有关。作者将这个分类单元列表及其相关系数称为MBR分类器。通过应用MBR分类器，为每个样本分配了一个得分。尽管某些分类单元在解剖位置上的丰度存在变化，但MBR得分在不同的解剖位置上显示出稳定性。
由于Ruminococcus 2对MBR分类器的强大贡献，作者试图确定实际的Ruminococcus物种。在WGS数据中，Ruminococcus属主要由Ruminococcus bromii组成，它与Ruminococcus 2也有最强的相关性。通过PCR确认了R. bromii的存在，PCR数据与测序数据之间有很强的相关性。
通过仅使用肿瘤内的Ruminococcus 2或R. bromii的存在检测到了一种类似但不明显的死亡风险降低趋势。肿瘤内的Ruminococcus 2和MBR评分彼此之间高度相关，在肿瘤和健康结肠组织中表现相似。
微生物组与临床结果之间的关系指向了微生物组与肿瘤中发生的生物过程之间的相互作用。将免疫特征值与MBR得分相关联时，与MBR得分最强的相关性观察到了捕获CD103+ 树突状细胞的优势特征，这些细胞具有独特的抗原处理和呈递能力，能够高效地将抗原交叉呈递给CD8 + T细胞（CD103 + ，平均特征（P = 0.003）和CD103 + 特征与CD103 − 特征比值（P = 0.001）） 49 。一致地，MBR分类器中包含的各个分类单元与免疫特征之间的相关分析表明，在具有正MBR系数的分类单元中，与髓系特征呈正相关，与CD103 +/ − 比值呈负相关，而对于具有负MBR系数的分类单元，则观察到相反的情况。
事实上，在训练队列中，ICR高和MBR低的共存确定了一个患者亚组，其5年生存率为97%，仅在后续随访中检测到三例非结肠癌相关的死亡。在TCGA-COAD队列中，mICRoScore高的患者在整个随访期间没有观察到死亡。在训练（AC-ICAM）和测试（TCGA-COAD）集中，mICRoScore高组包括不同阶段的患者。两个参数的叠加效应是由于MBR能够将ICR高分为两个不同的风险类别。
至此，这篇文章就介绍完啦，总结一下：作者首先详细的探讨了348名结肠癌患者的新鲜冷冻样本中的RNA、全外显子、深T细胞受体和16S细菌rRNA基因测序的结果；第二部分描述了一个名为“Immunologic Constant of Rejection”的基因表达特征及其在癌症中的意义；第三部分阐述了微生物组与结肠癌预后的关联性；第四部分叙述了这些发现如何为结肠癌的诊断和治疗提供新的方向。全篇内容深入，为作者提供了许多有关结肠癌、免疫和微生物组相互关系的新知识，对于深入了解癌症分子机制的研究者来说是一篇不容错过的好文章！
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