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Nature综述:抗原加工与呈递缺陷的生物学机制及在肿瘤疫苗研发的运用

Nature综述:抗原加工与呈递缺陷的生物学机制及在肿瘤疫苗研发的运用
来源于:微信公众号·精诚智研 | 作者:纳米医学网 | 发布时间:2026-09-01 | 浏览:24

通过诱导或增强内源性抗肿瘤T细胞应答来实现的癌症免疫疗法,依赖于癌细胞表面人白细胞抗原(HLA)分子所呈递的肿瘤特异性抗原。尽管癌细胞直接呈递肿瘤抗原对于T细胞介导的肿瘤清除至关重要,但T细胞的初始激活发生在淋巴结中,在此处,树突状细胞先在肿瘤微环境(TME)内捕获抗原,随后迁移至淋巴结以启动免疫应答。由蛋白酶、肽酶、转运蛋白、分子伴侣及其他多种酶组成的专门细胞机器,负责对胞内及胞外蛋白质组进行取样和加工处理,并将所产生的降解肽段产物与HLA分子形成复合物而予以呈递。抗原呈递是一个动态过程,其抗原性免疫肽组的组成在肿瘤发生发展、演进、转移及对治疗应答的过程中持续变化。

在健康和癌细胞中,细胞蛋白均由蛋白酶体及其他细胞蛋白酶和肽酶降解为短肽。随后这些肽段被转运至内质网,以加载至新合成的HLA-I分子上,每个HLA-I分子均与一个β2-微球蛋白(B2M)亚基形成复合物。尽管每个HLA-I复合物仅结合一条肽段,但癌细胞表面通常表达数十万个HLA-I复合物,从而形成丰富且多样的肽段库,这些肽段被持续取样并呈递给CD8+ T细胞。此外,部分癌细胞表达HLA-II分子。HLA-II呈递机制能够降解、加工并呈递细胞摄取的外源蛋白,以及内吞区室内的胞内蛋白(如循环利用的跨膜蛋白)。与HLA-I向CD8+T细胞的呈递类似,HLA-II复合物向CD4+T细胞呈递丰富的肽段库。肽段与HLA-I/II分子的结合特异性由肽段的氨基酸残基与HLA结合口袋内氨基酸残基之间的相互作用决定。此外,结合口袋的组成决定了肽段的优选长度,HLA-I类主要为9–11个氨基酸残基,HLA-II类则主要为13–18个氨基酸残基。因此,每种HLA同种异型所特有的结合基序和肽段长度偏好,使得我们能够预测可能结合并被呈递给CD8+和CD4+T细胞的肽段序列。

在TME中,死亡细胞释放的蛋白质被专业抗原呈递细胞(pAPCs),如树突状细胞和巨噬细胞所摄取。pAPCs通过其HLA-II呈递机制或HLA-I交叉呈递对这些抗原进行加工和呈递。随后,pAPCs迁移至引流淋巴结,将其抗原负荷转移给驻留于淋巴结的树突状细胞,后者能够激活初始T细胞。然而,初始T细胞的激活需要共刺激信号和足够高的抗原负荷,因此并非所有抗原肽均能被T细胞识别。肿瘤抗原表达水平、HLA–肽复合物的亲和力及稳定性等因素决定了有效的初始激活及其免疫原性。此外,初始T细胞谱系在胸腺发育过程中形成,中枢免疫耐受机制确保了那些以高亲和力识别自身肽的自身反应性T细胞被清除。初始激活后,T细胞被活化、增殖、分化为效应T细胞和记忆T细胞,随后在外周循环,扫描其同源表位。在TME中,记忆T细胞的后续激活所需抗原负荷低于初始T细胞初始激活所需水平。

T细胞受体(TCR)与HLA–肽复合物的特异性结合由数量有限的关键相互作用位点所介导。因此,任一给定的HLA–肽复合物均可被多种不同的TCR所识别,而单个TCR也可与多个肽段发生交叉反应(尽管罕见,也可能识别不同HLA同种异型所呈递的相同肽段),每种TCR相互作用均表现出其特征性的亲和力。这种称为TCR交叉反应性的特性是适应性免疫系统功能的固有特性,允许免疫系统能够识别尽可能广泛的“已知”和“未知”抗原。在识别抗原后,CD8+和CD4+ T细胞分泌IFNγ及其他细胞因子,从而上调肿瘤细胞及pAPCs上的HLA-I和HLA-II呈递水平。CD8+ T细胞以抗原特异性方式直接杀伤肿瘤细胞。尽管CD4+T细胞也已被证明具有直接杀伤能力,但其关键作用在于将TME重塑为促炎性环境,从而提高pAPCs摄取抗原的敏感性,维持癌症-免疫循环。

免疫肽组学通过质谱技术无偏倚地鉴定HLA结合肽段,对表征天然呈递的肿瘤抗原作出了巨大贡献。借助新一代质谱仪和自动化样本制备技术,可在药物治疗及疾病进展后,可常规地从肿瘤及良性组织、患者来源异种移植瘤、原代及已建立的癌细胞系、经过基因改造的单HLA等位基因细胞系、类器官、血浆样本以及基因修饰小鼠模型中鉴定出数千种肽段。免疫肽组学与蛋白质基因组学方法(包括基因组学、转录组学、核糖体谱分析、深度RNA测序及单细胞RNA测序)整合所取得的进展,不仅通过揭示新靶点拓展了潜在肿瘤特异性抗原的来源,还阐明了癌细胞中转录、翻译及翻译后过程发生失调的多种机制,所有这些都会导致免疫肽组发生改变。事实上,免疫肽组学研究已揭示的HLA结合肽段,其来源包括:单核苷酸变异、融合基因、插入或缺失,以及选择性剪接转录本、5′-非翻译区、外显子–内含子交界区、内含子区、非经典阅读框、反义转录本、环状RNA、转座元件及转座元件嵌合转录本的翻译产物、癌病毒衍生态、肿瘤内细菌的肽段,以及携带磷酸化、糖基化等翻译后修饰的肽段(图1)。然而,迄今为止,这些抗原中只有一小部分被证实具有免疫原性并能够诱导特异性T细胞应答,而能够介导人体肿瘤消退的则更为稀少。

大多数免疫肽组学研究采用已建立的癌细胞系或大块肿瘤组织作为样本;因此,将肽段严格分类为肿瘤特异性具有挑战性。匹配的癌旁健康组织样本通常难以获得,这使得研究人员有必要依赖良性组织的免疫肽组学和转录组学图谱,以确保目标肿瘤抗原在非癌细胞中表达极低甚至不表达。

图1 源于基因组、转录组、翻译组、蛋白质组和免疫肽组改变的肿瘤特异性抗原来源

抗原加工与呈递的缺陷在癌症中很常见(表1)。通常与因编码HLA、B2M亚基或参与抗原加工和呈递机制的其他蛋白质的基因发生基因组或表观遗传改变而逃避免疫监视的克隆的选择相关。此外,免疫压力可导致免疫原性抗原表达下调至一定程度,从而限制T细胞识别的水平,进而实现免疫逃逸。例如,致癌病毒已进化出通过直接调控负责抗原呈递的蛋白质(例如,阻断抗原性病毒肽段向内质网的转移以及干扰HLA复合物加载和稳定性)来逃避免疫识别。癌症中抗原呈递缺陷的细微差异可通过检测到的免疫肽组,结合基因组学、转录组学和多重免疫荧光成像进行探索。尽管部分HLA呈递缺陷是可逆的,并且可通过IFNγ等药物缓解,但大多数缺陷是有害的,可导致异质性、侵袭性肿瘤,且通常对治疗耐药。为解决抗原呈递缺陷,治疗策略正在积极研究中。自然杀伤(NK)细胞能够识别并清除缺乏HLA I类表达的肿瘤细胞,通过IL-15激动剂、NKG2A检查点抑制剂和过继性NK细胞疗法等治疗手段,提供了有前景的途径。

为了识别HLA等位基因中的基因组和转录组改变,近期开发了MHC Hammer计算工具套件,该工具可助力研究这些等位基因在癌症发生发展中的作用。据报道,在40%的非小细胞肺癌原发肿瘤中发生HLA-I LOH。此外,HLA-I等位基因特异性表达缺失是一个常见事件,在不同肿瘤类型中普遍存在。例如,在默克尔细胞癌患者中,单细胞RNA测序鉴定出,在强烈的CD8介导免疫压力驱动下,呈递免疫原性病毒新表位的特定HLA等位基因发生动态转录抑制。转录抑制与遗传性HLA丢失不同,前者可通过药物处理(如IFNγ或去甲基化药物5-氮杂胞苷)得以逆转。

此外,HLA基因的可变剪接可通过外显子5跳跃导致非功能性HLA分子或可溶性HLA(sHLA),从而降低表面HLA表达水平。sHLA可被分泌或通过金属蛋白酶主动从细胞内切割释放,这导致细胞表面抗原呈递减少,并促进这些分子从细胞中释放,从而使其可在血液中被识别。HLA等位基因转录抑制、可变剪接、外显子5跳跃和sHLA分泌在不同肿瘤类型中普遍存在,但在健康组织中也有观察到,尽管程度有所不同。事实上,研究已发现癌症、病毒感染、自身免疫病或过敏个体的血清中sHLA-I分子水平升高。例如,急性髓系白血病患者的sHLA-I水平显著高于对照组(P < 0.001),多变量分析显示较低的sHLA-I水平能够高度预测完全缓解、生存期和完全缓解持续时间。基于质谱的免疫肽组学研究表明,血浆sHLA-I分子正确折叠,且sHLA-I免疫肽组包含天然呈递于患者匹配的肿瘤膜HLA-I分子上的肿瘤特异性抗原。此外,据报道高水平的sHLA分子会损害树突状细胞和NK细胞的正常功能,并促进CD8⁺ T细胞凋亡。这些发现与提出假说一致,即相较于健康细胞,癌细胞向循环中释放更多的sHLA,这有助于逃逸T细胞介导的抗癌免疫应答。

抗原呈递过程中的更严重的抗原呈递缺陷由B2M基因的缺失介导。对17例接受ICI治疗的转移性黑色素瘤患者的肿瘤活检样本进行纵向分析显示,近30%的疾病进展患者存在B2M基因的点突变、缺失或LOH。在两个独立的接受CTLA4或PD-1靶向治疗的黑色素瘤患者队列中,B2M LOH在无应答者中的发生率(29.4%)是应答者(9.5%)的三倍,且B2M LOH与较差的总生存期相关。值得注意的是,B2M两个拷贝的缺失仅仅在无应答者中观察到。另一项研究通过比较两例患者的脑转移灶和原发性肿瘤的突变谱,探讨了错配修复缺陷型结肠癌患者在接受PD-1靶向治疗初始应答后出现疾病进展的获得性耐药机制。在两例病例中,脑转移灶均含有B2M基因突变。在第一例患者中,在转移灶中鉴定出截短突变(L15Ffs41),而在原发肿瘤中并未发现;在第二例患者中,原发肿瘤携带B2M截短突变(V69Wfs34),而转移灶获得了额外的B2M突变。据报道,一例对ICI治疗产生获得性耐药的非小细胞肺癌患者存在B2M纯合性缺失,另一例患者在治疗进展后出现杂合性缺失。类似地,我们近期报道了一例晚期黑色素瘤患者存在B2M p.Glu67fs突变,同时伴有B2M和HLA-I LOH事件;另一例黑色素瘤患者存在B2M移码突变p.Ser31fs合并B2M LOH,两例患者均在ICI治疗中出现疾病进展。综上所述,这些研究表明B2M缺失是多种肿瘤类型中对CTLA4和PD-1靶向治疗耐药的普遍机制。

在接受个性化癌症疫苗的患者中也观察到了与B2M缺失相关的免疫逃逸现象。2017年,一项针对晚期黑色素瘤患者、基于RNA的个性化疫苗I期试验的结果被报道,该疫苗靶向患者体内的突变。所有患者均针对多种疫苗特异性新抗原产生了T细胞应答。疫苗接种显著降低了转移事件发生率(P < 0.0001),从而延长了无进展生存期。在5例转移性疾病患者中,有两例对疫苗表现出客观缓解。然而,其中一例后来因B2M缺陷型黑色素瘤细胞增殖而复发,这成为一种获得性耐药机制。

B2M下调已被广泛报道与多种癌症的不良预后相关,因其通过降低HLA-I呈递的肽段水平而促进免疫逃逸。矛盾的是,高水平的B2M表达也与某些癌症(包括胶质瘤、胶质母细胞瘤和结直肠癌)的不良预后相关。在结直肠癌中,这一现象与HLA-E的共表达上调有关,HLA-E与CD8⁺ T细胞和NK细胞上的CD94/NKG2A抑制性受体结合,从而抑制其细胞毒活性。

IFNγ是一种关键细胞因子,具有多种不同功能,包括上调参与HLA-I/II类呈递机制的基因。IFNγ信号在抵御肿瘤发生发展中具有关键作用。抗原呈递通路的缺陷已被认为在ICI耐药中起关键作用,并在对伊匹单抗和帕博利珠单抗表现出原发耐药的黑色素瘤患者中观察到。在与IFNγ感知和信号通路相关的基因中发现了与ICI耐药相关的功能缺失突变,例如编码干扰素-γ受体(IFNGR1和IFNGR2)、干扰素受体相关Janus激酶1(JAK1)或Janus激酶2(JAK2)的基因。这些突变结合野生型等位基因的缺失,导致对IFNγ无反应,使癌细胞对其抗增殖作用不敏感。此外,在黑色素瘤细胞系中,研究表明JAK1/2突变导致在IFNγ暴露时PDL1表达缺失,这是由于通过IFNGR通路的信号传导受损所致。这最终导致对PD-1阻断疗法的原发性耐药。

除了上述组分之外,抗原呈递机制的其他成分在塑造抗肿瘤免疫和影响治疗结局中也具有关键作用。例如,干扰素调节转录因子IRF2在原发癌症中常下调表达,并作为HLA-I抗原呈递通路中若干关键元件(如免疫蛋白酶体、TAP和ERAP1)的转录激活因子。当IRF2缺失时,肽段从胞质向内质网的转运以及N端肽段修剪成为抗原呈递过程中的限速步骤。抗原加工相关转运体(TAP1和TAP2)负责确保肽段易位至内质网以供HLA-I装载,其缺陷是人类疾病中免疫逃逸的常见机制。有趣的是,TAP非依赖性加工通路被报道为免疫原性抗原的来源。类似地,tapasin(一种定位于内质网分子伴侣,可增强肽段-HLA复合物的稳定性)的缺失已被证实与结直肠癌中CD8⁺ T细胞浸润减少及患者生存期降低相关。钙网蛋白(calreticulin)是另一种参与多种细胞过程中定位于内质网的分子伴侣,它是肽段装载复合物的组成部分,可稳定HLA-I重链并参与HLA-I的再循环。钙网蛋白的缺乏与HLA-I装载分子减少50–80%相关。

表1 不同肿瘤类型中HLA-I LOH与B2M缺失的发生情况

首批靶向黑色素瘤和其他癌症中共同肿瘤相关抗原的治疗性疫苗对患者的获益有限。在过去10至15年间,创新的疫苗递送平台(如合成长肽(SLPs)和封装在LNP中的mRNA疫苗)开始靶向高度肿瘤特异性的个体化新抗原,且常与ICIs联合使用,已显示出对患者逐渐增大的临床获益。2015年和2017年的开创性I期临床试验表明,基于mRNA、长肽和树突状细胞负载的新抗原疫苗策略在制造上是可行的、安全性良好的,且能够诱导针对新抗原的强效T细胞介导免疫应答。

迄今为止,新抗原癌症疫苗的开发主要靶向HLA-I限制性新抗原,以刺激细胞毒性CD8+ T细胞的初始激活和活化。然而,CD4+ T细胞作为增强和维持抗肿瘤免疫的关键贡献者日益受到认可。除了作为CD8+细胞毒性T细胞的辅助和调节细胞这一核心功能外,某些CD4+ T细胞亚群已被证明能够动员树突状细胞以清除肿瘤,并通过细胞毒性机制直接破环表达HLA-II的肿瘤细胞。在小鼠模型中,自发性和免疫治疗诱导的抗肿瘤反应均被证实依赖于肿瘤抗原特异性CD8+和CD4+ T细胞的活性,即使在缺乏MHC II类表达的肿瘤中也是如此。此外,研究还表明CD4+ T细胞可与CD8+ T细胞及pAPCs相互作用,形成瘤内免疫三联体,使CD4+ T细胞能够重编程CD8+ T细胞,恢复其细胞毒性功能,从而防止免疫逃逸。并且,近期研究强调了CD4+ T细胞在HLA-I缺陷型肿瘤中驱动肿瘤清除的能力,而这类肿瘤是通过重编程肿瘤相关髓系细胞网络而逃逸CD8+介导的免疫应答。

在一项首次人体I期临床试验中,8例可手术切除的IIIB至IV期黑色素瘤患者接受了SLP个性化新抗原疫苗治疗。其中2例患者在完成疫苗接种后出现IV期肺转移,但在接受帕博利珠单抗的PD-1阻断治疗后,获得了完全影像学缓解。该疫苗引发了新抗原特异性的新生多功能CD4+和CD8+ T细胞应答。随后在一项扩大的Ib期研究评估了基于SLP的疫苗(现命名为NEO-PV-01)联合PD-1阻断在黑色素瘤、非小细胞肺癌或膀胱癌患者中的疗效,结果证实了表位扩散现象的存在,且该现象与无进展生存期的延长相关。

2017年发表的首项临床试验,评估了个性化mRNA疫苗在III期和IV期黑色素瘤患者中靶向新抗原的可行性。研究观察到,数名患者在疫苗接种后出现了新表位特异性的多功能T细胞扩增现象。值得注意的是,这些患者累积转移事件数量显著减少(P < 0.0001),且无进展生存期得到改善,这是临床疗效的一个积极信号。最近在一项随机、开放标签的II期试验中进一步证实了该疫苗的临床疗效。接受mRNA-4157(靶向个性化新抗原)联合帕博利珠单抗治疗的可手术切除的IIIB至IV期皮肤黑色素瘤患者,与接受帕博利珠单抗单药治疗的患者相比,无复发生存期和无远处转移生存期均获得延长。目前,一项关于mRNA-4157的随机、双盲、III期试验已启动。

尽管早期试验聚焦于黑色素瘤,但新兴证据表明mRNA疫苗也适用于其他肿瘤类型。事实上,多项研究证实,在接受手术切除的胰腺导管腺癌患者中,免疫原性与临床预后之间存在相关性。16名患者接受了PDL1靶向治疗(阿替利珠单抗),随后接种了靶向多达20种患者特异性新抗原的疫苗autogene cevumeman,并与标准化疗方案联合治疗。其中8例患者对疫苗产生了免疫应答,即诱导出新生新抗原特异性T细胞反应,且该反应与复发延迟相关。在此背景下,一项关于autogene cevumeran的随机、开放标签II期试验正式启动。总体而言,正在进行的临床试验正在评估新抗原疫苗联合ICIs在多个肿瘤适应症的一线转移性及辅助治疗中的应用,同时也探索其与其他旨在增强治疗性疫苗疗效的免疫疗法的联合应用。

近年来,已有多种用于鉴定和优先筛选新抗原以用于疫苗开发的生物信息学流程及工具被发表,并得到了广泛的综述。除了所实施算法之间的实质性技术差异外,这些流程在它们所报告的新抗原类型上也存在差异(图2)。尽管已有多种来源的肿瘤抗原被提出作为癌症免疫治疗的有前景靶点。但大多数流程主要集中于源自单核苷酸变异和插入或缺失的新抗原。少数工具通过支持优先筛选其他靶点(如基因融合衍生新抗原、肿瘤相关抗原、病毒抗原和非经典抗原)来拓宽这一研究范围。在自体环境中捕获新抗原特异性T细胞反应性的筛选试验中已揭示了一些与抗原加工、呈递和T细胞识别途径相关的生物物理和分子特征,这些特征与新抗原免疫原性呈正相关。例如,突变的致癌状态已被证实与免疫原性相关,突变转录本的丰度也已被证明与抗原免疫原性密切相关。蛋白酶体切割位点的可用性(该位点有助于突变蛋白降解为肽段)以及TAP介导的肽段向内质网转运的选择性,均已证明与抗原呈递相关,因此与免疫原性相关。此外,基于大规模质谱的免疫肽组学数据集正逐渐成为强有力的工具,可用于过滤掉那些源自蛋白质区域、但该区域并非天然加工以供HLA分子呈递的抗原。尽管如此,新抗原与HLA分子的结合亲和力仍然是其免疫原性最强的预测指标。目前已有多个HLA-I和HLA-II肽结合亲和力预测工具可供使用,整合多种预测工具的共识结果可大幅减少假阳性并提高预测准确性。然而,准确预测真正的肿瘤排斥抗原仍然具有挑战性,因为并非所有传统定义的新抗原(例如源于体细胞突变的新抗原)都能激发有效的抗肿瘤免疫应答,甚至那些能够诱导T细胞识别的新表位也常常无法在患者体内导致真正的肿瘤排斥。

最终,新抗原的免疫原性主要取决于T细胞对肽–HLA复合物的识别,而这一识别过程又受患者TCR库的影响。如前所述,胸腺选择过程倾向于识别非自身抗原的TCR。因此,诸如新抗原同源性(用于量化突变肽与野生型肽之间HLA结合特性的差异)和异源性(用于衡量新抗原与自身肽组的偏离程度)等指标,已被证明在优先识别T细胞反应性新抗原方面具有重要价值。然而,由于TCR库具有极大的多样性和变异性,预测肽–HLA复合物与TCR之间的相互作用仍具挑战性。目前已有数个预测工具被开发出来,用于评估TCR识别肽–HLA复合物的可能性。此外,近期一项研究表明,将TCR背景信息纳入新抗原免疫原性预测模型中,可显著提高其预测准确性。重要的是,不同的新抗原优先排序流程在纳入的特征子集及所应用的排序模型方面存在差异。尽管新抗原优先排序传统上基于主要依赖HLA结合预测的简单方法,但新免疫原性相关特征的发现及其可用性增加了该过程的复杂性。因此,在如pVACseq和pTuneos等流程中,针对多项特征整合了特定的规则和阈值。尽管基于规则的方法可以提供可靠的性能,但它们在可以纳入的特征数量方面受到限制,并且在准确加权这些特征方面存在挑战。因此,近期的研究聚焦于开发机器学习算法,这些算法纳入更多特征,能够实现更精确的加权,从而提高免疫原性新抗原排序的准确性。整合并处理来自单个患者的基因组学、转录组学和免疫肽组学肿瘤数据的端到端流程,支持新抗原的检测、优先排序及疫苗设计,有望加速这些创新技术在新抗原疫苗临床实践中的应用。

图2 个性化癌症疫苗最优设计的考量要点概述

将抗原呈递缺陷纳入疫苗设计

多区域测序在捕捉HLA-I/II LOH 的事件方面也具有重要价值,这些事件通常为亚克隆性,并可能促进肿瘤的免疫逃逸。这一现象已被观察到频繁影响HLA-I和HLA-II等位基因(表1),这些基因均集中分布于6号染色体短臂上一个约3 Mbp的小区域内。然而,在为个体化癌症疫苗设计时,应仔细考虑并根据具体目标优先选择那些被预测可与缺失的HLA-I等位基因编码的 HLA结合的免疫原性新抗原。当在疫苗接种前或转化研究中对患者进行新抗原特异性T细胞筛查时,检测到对由缺失的HLA-I等位基因编码HLA限制性新抗原具有反应性的T细胞,可能反映的是记忆性T细胞应答。这些免疫原性抗原对于研究抗肿瘤免疫至关重要,因为记忆性T细胞应答可能反映了先前存在的免疫活性,该活性促成了肿瘤中HLA-I LOH的选择性优势。疫苗接种后,疫苗诱导的新生应答可能通过pAPCs的T细胞初始激活所介导,这些pAPCs呈递来自加工后的SLP或mRNA疫苗编码的新抗原,尽管相应的HLA等位基因并非由所有癌细胞表达。在亚克隆性HLA-I LOH事件的背景下,使用由缺失的HLA-I等位基因编码HLA限制性免疫原性新抗原,可能通过抗原扩散提供治疗获益。但也可能促进缺乏相关HLA等位基因的肿瘤细胞的选择和扩增,进而导致肿瘤进展。既往研究表明,携带HLA-I LOH的肿瘤通常表现出较高的肿瘤突变负荷,且这种增加在很大程度上由预测可与缺失HLA等位基因所编码HLA的亚克隆新抗原所驱动。总体而言,如果HLA-I新抗原靶点数量充足,建议避免选择那些被预测仅与缺失HLA-I等位基因所编码的HLA分子结合的新抗原,这一策略已在NeoDisc流程中实施(图2)。类似的考虑也应适用于受转录抑制影响的HLA等位基因以及携带有害体细胞突变的HLA等位基因。在这种情况下,应优先选择预测结合于多种HLA或结合于表达良好等位基因所编码HLA的新抗原。

根据设计原理,包含CD8限制性新抗原的新抗原疫苗,无论是在mRNA或DNA分子中串联编码,还是包含在SLP(约20-30个氨基酸)中,都可以被pAPCs加工以产生CD4限制性新抗原。癌细胞通常缺乏HLA-II表达,其向CD4 T细胞呈递抗原的过程主要依赖于pAPCs。因此,在设计疫苗时,大多数情况下可忽略HLA-II LOH 的影响,因为对新抗原的免疫应答主要由APCs驱动,而非直接由肿瘤细胞识别所致。尽管已有大量证据支持在患者中疫苗可诱导CD4 T细胞介导的应答 ,但近期研究强调了疫苗中HLA-II结合新抗原适当剂量的重要性。在接种疫苗的荷瘤小鼠模型中,过量给予II类新抗原可导致表达MHC-II的肿瘤抗原呈递细胞(I型常规树突状细胞)被I型调节性T细胞选择性杀伤,最终损害疫苗疗效。

免疫肽组学和蛋白质基因组学方法的进展揭示了癌症中抗原景观的复杂性和多样性。这种多样性突显了肿瘤进化与免疫压力之间的动态相互作用,为治疗干预提供了机遇,同时也带来了由免疫逃逸机制带来的挑战。癌症中常见的抗原加工与呈递缺陷,包括HLA-I/II LOH、B2M缺失及转录抑制,强调了开发创新治疗策略以克服免疫逃逸的必要性。基于新抗原的治疗性疫苗已成为一种极具前景的疗法,展现出激发强烈且持久免疫应答的潜力,尤其是在与ICIs联合使用时。尽管在新抗原预测和优先排序方面已取得实质性进展,但整合高分辨率多组学数据和机器学习方法对于优化肿瘤特异性抗原识别、减轻免疫逃逸以及增强疫苗疗效至关重要。当前的新抗原优先排序流程为理解抗原景观及抗原呈递机制的功能提供宝贵见解,为指导免疫治疗临床试验中的患者筛选提供了潜在框架。未来的研究工作应重点致力于克服抗原呈递缺陷、解决肿瘤异质性问题,并根据患者的个体化免疫景观量身定制疫苗。个性化癌症疫苗领域的进展与新兴免疫治疗方法相结合,有望彻底改变癌症治疗模式,为多种癌症类型的预后改善带来希望。

https://doi.org/10.1038/s41577-025-01208-8

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