来源：百小蓁发布时间：2023-03-24浏览量：28次
编制按：
CD8 T细胞的抗肿瘤反应依赖于对癌症细胞上MHC I类免疫肽或抗原的识别。肿瘤相关抗原在肿瘤组织上过度表达，且特异性较低，免疫激活的效果不是很好；肿瘤特异性抗原（或被称为新抗原）由体细胞癌症突变产生的，且具有高度的患者特异性，可以激发有效的抗肿瘤反应。此外还有异常表达的肿瘤特异性抗原（aeTSAs），可能来自蛋白质非编码区，包括非翻译区、移码区等，这些异常表达的抗原比肿瘤特异性抗原更常见，在癌症类型中高度共享，这也是肿瘤疫苗设计强吸引力的靶点。
诱导性多能干细胞（iPSCs）是由体细胞诱导而成的，具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性，研究人员已经认识到胚胎和肿瘤之间的抗原相似性，几项研究表明，用胚胎干细胞或诱导多能干细胞免疫小鼠可获得有效的长期保护，抵抗多种癌症类型，多能干细胞中特异性表达的MHC I类抗原肽是aeTSA的重要来源。
2022年8月，来自加拿大蒙特利尔大学免疫与癌症研究所Claude Perreault团队在Cell Reports（IF=8.109）发表了题为“Induced pluripotent stem cells display a distinct set of MHC I-associated peptides shared by human cancers”的文章。该研究为了发现与人类癌症共享的多能性相关MHC I型的多肽（paMAPs），通过质谱法对诱导多能干细胞（iPSCs）进行HLA-I免疫肽的分析，分析结果揭示了一组46个多潜能相关的HLA-I免疫肽，它们在多种成体癌症中表达。通过免疫原性的验证，发现其中的5个paMAP是有免疫原性的，可用于癌症的免疫治疗。
研究结果：
1. 利用质谱进行paMAPs的鉴定
为了鉴定所有可能的MHC I型免疫肽，作者利用质谱将添加了72小时干扰素g处理后的诱导多能干细胞（iPSCs）进行免疫肽数据的检测，利用PEAKS软件对构建的特异性蛋白数据库进行免疫肽的鉴定，结果显示干扰素处理后的细胞可以鉴定到3000多个免疫肽，从而扩大了对paMAP的搜索空间（图1）。
图1.技术路线图
2. 鉴定到的免疫肽具有多能性状态
MHC I型免疫肽出现在细胞表面的概率主要取决于两个因素，首先是取决于MHC I基因的表达，MHC I在造血细胞和胸腺髓质上皮细胞中表达较高，但在非炎症的胸腺外非造血细胞中表达较低。其次是取决于免疫肽编码序列的表达。事实上，免疫肽编码序列的表达低于8.55 RPHM（每亿读数）对应于髓系细胞中MHC I型免疫肽生成的概率低于5%，在胸腺外非造血细胞的概率甚至更低。结果显示，有72个免疫肽的表达低于8.55 RPHM（图2A），其中46个免疫肽被认为是多能性相关的paMAPs（图2B）。值得注意的是，48%的paMAP来自非编码基因组区域，如来自注释的非编码RNA和基因间和内含子序列（图2B和2C）。paMAP相关的基因唯一显著富集的生物途径是多能干细胞的转录调节，由多能性调节基因LIN28A、ZSCAN10、PRDM14和DPPA4组成（图2E），说明了鉴定到的paMAP与多能性的相关性。
图2. 诱导多能干细胞的免疫肽反映了其多能性状态
3. paMAP在癌症类型中共享
为了评估了癌症细胞是否存在paMAPs的异常表达，作者分析了来自TCGA中33种癌症类型样本的paMAP的表达情况，发现46个paMAP中有40个在TCGA多达14种癌症类型中至少10 %的样本中表达，其中9个paMAPs在一种或两种癌症类型中超过50 %的样本共享（图3）。在所有paMAP中，有8个是先前在癌症免疫治疗中报告的，并且与许多TCGA癌症类型共享（图3，粗体）。因此，常见表达的paMAP编码序列很有可能在多种癌症类型的患者间产生共享肿瘤特异性抗原。
图3. 诱导多能干细胞（iPSCs）的paMAP在癌症类型中共享
4. 人类肿瘤与paMAP表达联系
作者分析了33种癌症类型样本中paMAP的表达水平（TCGA数据），分析发现每个样品表达的paMAP的数量从0到19不等，表达的paMAPs的数量随着肿瘤样品纯度的增加而增加，说明paMAP在癌症细胞中特异性表达（图4B）。此外，在结果中显示paMAP优先在预后不良或晚期的癌症亚型中表达（图4F）。在乳腺癌症（BRCA）中，基础亚型的paMAP数量最高，其次是HER2亚型以及管腔A和管腔B亚型。胶质母细胞瘤（GBM，G4）样本与低级别胶质瘤相比，paMAPs的数量也显著增加，而III期和IV期子宫内膜癌（UCEC）的paMAPs表达量高于早期肿瘤。同样，与原发性病变相比，转移性黑色素瘤样品表达了更多的paMAP（图4F）。
图4. 肿瘤与paMAP表达关系
5. paMAPs的免疫原性
作者基于四个标准进行paMAPs验证的筛选：（1）免疫原性预测评分排名；（2）HLA-A*02:01或HLA-B*53:01特定HLA亚型的肽段；（3）在一种TCGA癌症类型至少有10%的样本出现（图3）；（4）以前未报告的免疫肽。利用HLA四聚体染色或更灵敏的特异性T细胞功能扩增（FEST）测定了11个paMAP的CD8 T细胞应答。结果显示在至少一次T细胞试验中，有五个以前未报告的paMAP具有免疫原性。他们在癌症样本中的表达显著高于相应的正常组织（图2A和图3）。此外，在之前的研究中，从MAGEA4中获得的两个paMAP（GVYDGREHTV和KVLEVRVRV）在癌症样本中过度表达，都具有免疫原性，从而增强了paMAP的治疗潜力。
图5. paMAPs的免疫原性
本文通过质谱的方式对诱导多能干细胞（iPSCs）的免疫肽进行了鉴定，结果显示共鉴定到3000多个免疫肽，其中46个免疫肽被认为是多能性相关的paMAPs，这些paMAP在正常组织和成体干细胞的转录组中不存在，但在多种成人癌症中表达。经过免疫原性的验证，发现有五个以前未报告的paMAP具有免疫原性，该项研究为肿瘤的免疫治疗提供了新的靶点和思路。
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A
B
Reported Sequences | Found in DeepImmu | Foundby |
SLLGSSEILEV | Y | DB |
KLAQIIRQV | Y | DB |
LPMWKALLF | Y | DeepNovo |
FLLPGVLLSEA | Y | DB |
ALYPQPPTV | Y | DeepNovo |
VTLSTYFHV | Y | DeepNovo |
在肽段序列准确性的质控中，作者采用了预测保留时间和实测保留时间进行回归方程拟合，在DeepImmu分析中，我们给出了相关性更高的结果，说明多肽序列的准确度更高。（下图7所示）
图7 多肽保留时间预测与实测回归方程比较