个性化肿瘤治疗：免疫多肽组学与质谱检测揭示肿瘤新抗原的奥秘
免疫多肽组学的研究专注于探究与抗原递呈过程相关的全部多肽。这些多肽在细胞介导和体液反应介导的免疫原表位中扮演着至关重要的角色。免疫多肽组是指对有核细胞在参与抗原呈递途径中的MHC I类或II类分子上所呈递的多肽的全集进行研究。它们对于探究细胞介导和体液反应介导的免疫原性表位至关重要。免疫多肽组分析是对 MHC I 类和 MHC II 类免疫肽的定性和定量分析，不仅能够发现个性化癌症免疫疗法的靶点（如肿瘤特异性突变的新抗原或肿瘤相关抗原），还有助于开发新的多肽疫苗和免疫细胞疗法。近年来，随着质谱技术的革新和细胞免疫疗法的不断进步，免疫多肽组学也得到了强劲推动和发展。
肿瘤新抗原（Neoantigen）是由肿瘤特异性突变基因编码的抗原，属于免疫多肽中一类具有广阔应用前景的重要成员。这些新抗原主要以点突变的方式存在，仅在肿瘤组织中表达，在正常组织细胞中则没有表现。与新抗原特异性结合的T细胞免受胸腺的阴性筛选，因此肿瘤新抗原对正常组织的破坏性较低，具备高度的肿瘤特异性以及较少的非靶向毒性。因此，肿瘤新抗原被广泛认为是肿瘤治疗中的理想治疗目标。
新抗原可以根据MHC分子类型分为两类，即MHC I类新抗原和MHC II类新抗原。MHC I类新抗原通常较短，由8-13个氨基酸组成，主要来源于内源蛋白。而MHC II类新抗原通常较长，由13-22个氨基酸组成，主要来源于外源蛋白。在细胞内经过一系列加工和呈递过程后，肿瘤细胞中的突变基因会转录成mRNA，并翻译为相应的突变蛋白。这些异常蛋白质会被蛋白酶体降解成大量的多肽，并与肿瘤细胞中的HLA（人类MHC）分子结合。随后，这些多肽会被呈递到肿瘤细胞表面。其中一部分突变多肽能够被T细胞受体（T cell receptor, TCR）所识别，引发免疫应答并发挥肿瘤免疫杀伤作用。这些仅存在于肿瘤细胞中且能够被T细胞特异性识别的突变多肽段即被称为"新抗原"。
图1 肿瘤新抗原的产生、呈递以及与MHC的结合过程
质谱检测免疫多肽和新抗原的优势
新抗原的鉴定和筛选是基于新抗原的免疫疗法的关键环节之一。通过免疫纯化技术原位富集结合到MHC的免疫多肽，并使用质谱分析技术解析免疫多肽的氨基酸组成，可以显著提高新抗原筛选的阳性率。质谱分析方法能够在氨基酸水平捕获经过加工和呈递的免疫多肽，从而显著减少传统抗原呈递预测方法引起的误差。
基于质谱策略的新抗原筛选步骤主要包括以下几个方面：
1）免疫纯化MHC结合肽；
2）运用液相串联质谱（LC-MS/MS）方法对MHC结合肽进行精细分离和分析，获得质谱数据；
3）建立用户定制的蛋白质序列数据库，包括突变蛋白和人类标准蛋白；
4）借助蛋白组学分析软件（如PEAKS、Mascot、pFind、MaxQuant等），对质谱数据进行序列数据库搜索，鉴定与MHC结合的潜在免疫肽段；
5）利用计算机辅助手段（如预测MHC与免疫肽段的结合亲和力），对候选肽段进行筛选；
6）对计算机筛选出的免疫肽段进行体外免疫原性验证，最终确认有效的肿瘤新抗原。这种基于质谱技术的方法，可以准确、高效地鉴定和筛选与MHC结合的新抗原，为个体化的肿瘤治疗提供重要信息和依据。
图2 基于质谱的免疫多肽以及肿瘤新抗原筛选的原理
免疫多肽组学的应用
随着质谱在肿瘤新抗原鉴定中的应用备受关注。基于质谱的蛋白质组学技术是目前唯一能够直接在氨基酸水平测定肿瘤新抗原的方法。肿瘤新抗原在癌症治疗中具有广泛的应用前景，主要体现在以下三个方面：
1.免疫细胞治疗：
通过从患者的肿瘤组织或外周血中分离和纯化能够特异性识别新抗原的免疫T细胞，可以获得具有更强抗癌能力且副作用较小的免疫细胞。相比普通的TIL细胞或CIK细胞，这些免疫细胞对肿瘤的杀伤作用更强。
2.肿瘤新抗原疫苗：
新抗原疫苗是一种有效激发、增强和多样化抗肿瘤T细胞应答的方法。通过利用多肽合成技术获得新抗原并制备成新抗原疫苗，可以在患者体内激发特异性T细胞的免疫应答，从而发挥肿瘤杀伤作用。新抗原疫苗具有制备简单、可行性高和整体安全性高的优点。
3.联合其他肿瘤治疗方法：
在PD-1抑制剂治疗的基础上，进一步联合新抗原的应用可以提高肿瘤患者的治疗效果。尽管抗CTLA-4和抗PD-1抗体在黑色素瘤患者中取得了良好的效果，但也伴随着一些副作用。然而，某些患者共享一些由体细胞突变产生的新抗原肽段，这些共享的新抗原能够促进肿瘤的免疫应答，从而使得CTLA-4检查点治疗在黑色素瘤患者中更加有效。
通过以上应用方式，免疫多肽的质谱检测为肿瘤新抗原的研究和应用提供了重要的支持和指导。
图3 新抗原在肿瘤治疗中的应用
新抗原发现一站式解决方案
百泰派克生物科技新抗原发现一站式解决方案，提供包括多肽合成、用于个体化癌症疫苗和T细胞疗法的新抗原候选功能筛选、个体化癌症疫苗动物试验和临床阶段疫苗免疫原性试验。
结果交付
1.所有鉴定的免疫多肽列表，新抗原肽以及肿瘤相关抗原肽列表
2.免疫多肽组数据质量分析，如研究案例中的数据报告
文献引用
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