肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）是肿瘤发展过程中复杂而动态的生态系统，涵盖了多种免疫细胞、基质细胞以及多样的生物学过程。这些成分不仅影响着肿瘤的发生、扩散和免疫逃逸，还决定了患者对治疗的反应与预后。然而，解析肿瘤内部不同细胞类型的精确组成和其相互作用，仍然是癌症研究领域极具挑战性的课题。传统基因表达去卷积方法尽管在免疫细胞的定量方面取得一定成果，但由于分析范围有限，未能完全捕获肿瘤微环境的复杂多样性。近期一个涵盖10,592个肿瘤样本和33种癌症类型的研究，通过整合源自九种不同基因表达去卷积工具的结果，提出了一种创新的综合评分体系——iScore，实现了对79种肿瘤微环境细胞类型的精准量化，涵盖免疫及基质细胞，同时揭示了免疫细胞浸润模式和基因突变之间的新关联，为癌症的免疫机制和治疗策略提供了深刻洞见。 该研究的核心创新在于其跨癌种的全面性与多工具的整合策略。
利用九种既有的去卷积方法，包括Cibersort、MCP Counter、xCell、EPIC、TIMER、QuantiSeq、ssGSEA及一种基于稀疏组套索的新方法，研究团队分别对每一细胞类型的丰度进行了标准化并加权平均，形成单一的iScore。这一方法不仅有效降低了各个单独工具可能存在的系统偏差，还显著提高了预测准确度。通过与DNA甲基化数据中的白细胞比例、肿瘤纯度估计、肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）百分比以及T细胞受体丰度的比较，iScore系统表现出极高的一致性和可靠性，验证了其作为肿瘤免疫及基质细胞定量的有效工具。 免疫细胞的丰度及其组成在不同癌症类型及亚型间展现出显著差异。血液系统肿瘤如弥漫性大B细胞淋巴瘤及胸腺瘤表现出最高的白细胞iScore，而免疫特权部位如眼黑色素瘤和脑胶质瘤则表现较低。甚至在同一癌种内，亚型亦存在巨大的免疫浸润差异。
例如在膀胱癌中，基底鳞状和间质丰富型亚型的免疫细胞丰度明显高于淋巴乳头状亚型；在乳腺癌中，基底样和HER2过表达型亚型的CD8+细胞毒性T细胞数量显著高于Luminal亚型。这种免疫环境的异质性不仅体现了肿瘤生物学的多样性，也提示针对不同亚型设计个性化免疫治疗的重要性。 临床预后分析显示，较高的白细胞iScore普遍与肿瘤进展风险降低相关，提示免疫丰富的肿瘤微环境往往预示着更佳的治疗响应及生存率。然而，在某些特殊癌种如脑胶质瘤，免疫细胞的高丰度反而与不良预后相关，这可能与脑部免疫特殊性及免疫抑制因子的释放有关。这一发现反映出免疫细胞在不同组织环境中的功能复杂性，提示治疗时需充分考虑肿瘤所在组织的免疫生理环境。 在特定免疫细胞群体中，人们观察到细胞功能状态与预后之间的显著关联。
诸如CD8+细胞毒性T细胞、B细胞、自然杀伤细胞和Th17细胞通常展现出良好的预后关联，反映其在抗肿瘤免疫中的积极作用。相反，调节性T细胞（Tregs）作为免疫抑制细胞，其高丰度仅在肾透明细胞癌中显示不良预后效果，表明其在特定癌种中扮演重要的免疫逃逸角色。此外，Th2型细胞多数情况下关联肿瘤进展风险上升，但在结直肠癌中却具有反向作用，这一复杂现象提示了免疫细胞功能的多样性和肿瘤特异性。 除免疫细胞外，基质细胞（如成纤维细胞、内皮细胞、周细胞）在肿瘤微环境中也展现出复杂的作用。研究显示，肾透明细胞癌拥有最高的基质细胞丰度，且内皮细胞含量与较好的预后相关，而癌相关成纤维细胞（CAFs）则在多个癌种中预示较差的生存结果。基质和免疫细胞之间存在正相关，揭示两者之间可能的协同或调控作用，提示肿瘤生长和免疫逃逸机制可能涉及免疫-基质的复杂互作网络。
通过对整合iScore的多维无监督聚类分析，研究构建了一个包含41个肿瘤微环境簇的全癌种TME图谱（TME Map）。这些簇主要基于癌种及其免疫浸润模式形成，展示了不同肿瘤微环境的多样性。在膀胱癌和皮肤黑色素瘤中，研究发现免疫丰富簇与免疫稀缺簇在特定亚型内存在显著预后差异。膀胱癌中的免疫丰富簇多为基底鳞状亚型，且表现出更低的肿瘤进展风险；而黑色素瘤中RAS热点突变亚型的免疫丰富簇同样与更佳生存密切相关。这些结果支持免疫微环境作为肿瘤亚型内关键分层指标，有助于指导免疫治疗的临床决策。 肿瘤基因突变对肿瘤微环境构成的影响一直是临床研究的热点。
该研究深入分析了299个癌症驱动基因的突变状态与细胞类型iScore的相关性，发现35个驱动基因与至少三种不同的肿瘤微环境细胞类型显著相关。突出基因包括CASP8、NRAS、CTNNB1等，它们参与干扰素γ信号、TGF-β路径或RAS信号通路。特别是CASP8突变带来了多达26种免疫细胞丰度的上调，暗示其可能通过调节TRAIL程序性死亡路径促进肿瘤免疫逃逸。相比之下，NRAS突变则普遍与免疫细胞丰度减少相关，提示其参与免疫排斥机制。此外，FGFR3在膀胱癌中的特异性突变与免疫细胞普遍下调相关，揭示其作为免疫抑制的潜在新靶点。 基于全基因组突变负荷（TMB）与免疫浸润的关联，研究结果显示总体相关性较弱且癌种依赖性强，说明TMB单独作为免疫治疗反应性指标仍存在局限。
在某些癌种如胰腺癌，高TMB反而与低免疫浸润相关，而胸腺瘤中不同免疫细胞类型与TMB呈现多样化关联模式，提示复杂的免疫调控机制。 本研究不仅在技术上实现了免疫和基质细胞估计的精准整合，还为肿瘤免疫异质性和免疫-基质互作提供了关键的全景式视角。通过系统而深入的分析，展示了肿瘤微环境细胞构成如何受癌种类型、肿瘤亚型及基因突变状态的调控，并且如何影响患者的临床进展和生存。此外，研究提出了大量的新假设和治疗靶点，推动了用免疫表型指导精准治疗的可能性。未来结合空间转录组及单细胞技术，将进一步提升对肿瘤微环境时空动态和功能状态的认识。 综上所述，利用多工具整合的免疫与基质细胞去卷积方法构建的全癌种肿瘤微环境图谱，为理解癌症的免疫生物学奠定了坚实基础。
此方法通过详尽的细胞类型分析揭示肿瘤异质性和免疫逃逸机制，明确了特定基因突变与免疫微环境的深刻联系，促进了癌症免疫治疗的新策略和预后评估的改进。随着相关技术与数据的持续发展，该领域研究势必为肿瘤患者带来更精准、高效的诊疗手段。
