تقييم شامل لطرق تقدير نوع الخلايا القائمة على النسخ الجيني في المناعة الأورام

الملخص الدافع تتأثر تركيبة وكثافة الخلايا المناعية في بيئة الورم الدقيقة (TME) بشكل عميق بتقدم الورم ونجاح العلاجات المضادة للسرطان. غالبًا ما تكون الطرق مثل تكنولوجيا تدفق الخلايا، أو تلطيخ المناعة النسجية، أو تسلسل الخلايا الفردية غير متاحة، لذلك نعتمد على الطرق الحسابية لتقدير تركيبة الخلايا المناعية من بيانات تسلسل RNA المجمعة (RNA-seq). تم اقتراح طرق مختلفة مؤخرًا، لكن لم يتم تقييم قدراتها وحدودها بشكل منهجي. هناك نقص في إرشادات عامة تقود مجتمع البحث من خلال فك تشفير نوع الخلايا. النتائج قمنا بتطوير نهج منهجي لتقييم مثل هذه الطرق الحسابية وتقييم دقة الأدوات في تقدير تسعة أنواع مختلفة من الخلايا المناعية والستروما من عينات RNA-seq المجمعة. استخدمنا مجموعة بيانات RNA-seq لخلايا فردية تتكون من حوالي 11000 خلية من TME لمحاكاة عينات مجمعة من نسب خلايا معروفة، وصادقنا النتائج باستخدام تقديرات معيارية موثوقة ومستقلة ومتاحة للجمهور. سمح لنا ذلك بتحليل وتكثيف نتائج أكثر من مئة ألف توقع لتوفير تقييم شامل عبر سبع طرق حسابية على تسعة أنواع خلايا وحوالي 1800 عينة من خمس مجموعات بيانات محاكية وحقيقية. نظهر أن فك تشفير البيانات الحسابية يؤدى بدقة عالية لتوقيعات نوع الخلايا المحددة جيدًا ونقترح كيفية تحسين توقيعات نوع الخلايا الضبابية. نقترح أن تكرس الجهود المستقبلية لتحسين تعريفات تجمعات الخلايا وإيجاد توقيعات موثوقة. التوفر والتنفيذ يوجد خط أنابيب snakemake لإعادة إنتاج المعيار في https://github.com/grst/immunedeconvolutionbenchmark. حزمة R تسمح للمجتمع بإجراء فك تفكيك متكامل باستخدام طرق مختلفة (https://grst.github.io/immunedeconv). المعلومات التكميلية تتوفر البيانات التكميلية على موقع bioinformatics على الإنترنت.