個性化腫瘤治療：免疫多肽組學與質譜檢測揭示腫瘤新抗原的奧秘
免疫多肽組學的研究專注於探究與抗原遞呈過程相關的全部多肽。這些多肽在細胞介導和體液反應介導的免疫原表位中扮演著至關重要的角色。免疫多肽組是指對有核細胞在參與抗原呈遞途徑中的MHC I類或II類分子上所呈遞的多肽的全集進行研究。它們對於探究細胞介導和體液反應介導的免疫原性表位至關重要。免疫多肽組分析是對 MHC I 類和 MHC II 類免疫肽的定性和定量分析，不僅能夠發現個性化癌症免疫療法的靶點（如腫瘤特異性突變的新抗原或腫瘤相關抗原），還有助於開發新的多肽疫苗和免疫細胞療法。近年來，隨著質譜技術的革新和細胞免疫療法的不斷進步，免疫多肽組學也得到了強勁推動和發展。
腫瘤新抗原（Neoantigen）是由腫瘤特異性突變基因編碼的抗原，屬於免疫多肽中一類具有廣闊應用前景的重要成員。這些新抗原主要以點突變的方式存在，僅在腫瘤組織中表達，在正常組織細胞中則沒有表現。與新抗原特異性結合的T細胞免受胸腺的陰性篩選，因此腫瘤新抗原對正常組織的破壞性較低，具備高度的腫瘤特異性以及較少的非靶向毒性。因此，腫瘤新抗原被廣泛認為是腫瘤治療中的理想治療目標。
新抗原可以根據MHC分子型別分為兩類，即MHC I類新抗原和MHC II類新抗原。MHC I類新抗原通常較短，由8-13個氨基酸組成，主要來源於內源蛋白。而MHC II類新抗原通常較長，由13-22個氨基酸組成，主要來源於外源蛋白。在細胞內經過一系列加工和呈遞過程後，腫瘤細胞中的突變基因會轉錄成mRNA，並翻譯為相應的突變蛋白。這些異常蛋白質會被蛋白酶體降解成大量的多肽，並與腫瘤細胞中的HLA（人類MHC）分子結合。隨後，這些多肽會被呈遞到腫瘤細胞表面。其中一部分突變多肽能夠被T細胞受體（T cell receptor, TCR）所識別，引發免疫應答併發揮腫瘤免疫殺傷作用。這些僅存在於腫瘤細胞中且能夠被T細胞特異性識別的突變多肽段即被稱為"新抗原"。
圖1 腫瘤新抗原的產生、呈遞以及與MHC的結合過程
質譜檢測免疫多肽和新抗原的優勢
新抗原的鑑定和篩選是基於新抗原的免疫療法的關鍵環節之一。透過免疫純化技術原位富集結合到MHC的免疫多肽，並使用質譜分析技術解析免疫多肽的氨基酸組成，可以顯著提高新抗原篩選的陽性率。質譜分析方法能夠在氨基酸水平捕獲經過加工和呈遞的免疫多肽，從而顯著減少傳統抗原呈遞預測方法引起的誤差。
基於質譜策略的新抗原篩選步驟主要包括以下幾個方面：
1）免疫純化MHC結合肽；
2）運用液相串聯質譜（LC-MS/MS）方法對MHC結合肽進行精細分離和分析，獲得質譜資料；
3）建立使用者定製的蛋白質序列資料庫，包括突變蛋白和人類標準蛋白；
4）藉助蛋白組學分析軟體（如PEAKS、Mascot、pFind、MaxQuant等），對質譜資料進行序列資料庫搜尋，鑑定與MHC結合的潛在免疫肽段；
5）利用計算機輔助手段（如預測MHC與免疫肽段的結合親和力），對候選肽段進行篩選；
6）對計算機篩選出的免疫肽段進行體外免疫原性驗證，最終確認有效的腫瘤新抗原。這種基於質譜技術的方法，可以準確、高效地鑑定和篩選與MHC結合的新抗原，為個體化的腫瘤治療提供重要資訊和依據。
圖2 基於質譜的免疫多肽以及腫瘤新抗原篩選的原理
免疫多肽組學的應用
隨著質譜在腫瘤新抗原鑑定中的應用備受關注。基於質譜的蛋白質組學技術是目前唯一能夠直接在氨基酸水平測定腫瘤新抗原的方法。腫瘤新抗原在癌症治療中具有廣泛的應用前景，主要體現在以下三個方面：
1.免疫細胞治療：
透過從患者的腫瘤組織或外周血中分離和純化能夠特異性識別新抗原的免疫T細胞，可以獲得具有更強抗癌能力且副作用較小的免疫細胞。相比普通的TIL細胞或CIK細胞，這些免疫細胞對腫瘤的殺傷作用更強。
2.腫瘤新抗原疫苗：
新抗原疫苗是一種有效激發、增強和多樣化抗腫瘤T細胞應答的方法。透過利用多肽合成技術獲得新抗原並製備成新抗原疫苗，可以在患者體內激發特異性T細胞的免疫應答，從而發揮腫瘤殺傷作用。新抗原疫苗具有製備簡單、可行性高和整體安全性高的優點。
3.聯合其他腫瘤治療方法：
在PD-1抑制劑治療的基礎上，進一步聯合新抗原的應用可以提高腫瘤患者的治療效果。儘管抗CTLA-4和抗PD-1抗體在黑色素瘤患者中取得了良好的效果，但也伴隨著一些副作用。然而，某些患者共享一些由體細胞突變產生的新抗原肽段，這些共享的新抗原能夠促進腫瘤的免疫應答，從而使得CTLA-4檢查點治療在黑色素瘤患者中更加有效。
透過以上應用方式，免疫多肽的質譜檢測為腫瘤新抗原的研究和應用提供了重要的支援和指導。
圖3 新抗原在腫瘤治療中的應用
新抗原發現一站式解決方案
百泰派克生物科技新抗原發現一站式解決方案，提供包括多肽合成、用於個體化癌症疫苗和T細胞療法的新抗原候選功能篩選、個體化癌症疫苗動物試驗和臨床階段疫苗免疫原性試驗。
結果交付
1.所有鑑定的免疫多肽列表，新抗原肽以及腫瘤相關抗原肽列表
2.免疫多肽組資料質量分析，如研究案例中的資料包告
文獻引用
[1] Xie N, Shen G, Gao W, Huang Z, Huang C, Fu L. Neoantigens: promising targets for cancer therapy. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):9. Published 2023 Jan 6. doi:10.1038/s41392-022-01270-x
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