T细胞能够识别肿瘤细胞表面的主要组织相容性复合体（MHC）呈递的抗原而触发免疫反应。MHC I类(MHC-I)分子与CD8+ T细胞相互作用，其呈递的肽主要来源于内源性胞质蛋白的蛋白酶体降解，而MHC II类(MHC-II)分子主要表达于专业抗原提呈细胞，与CD4+ T细胞相互作用，其呈递的肽来自通过内体途径降解的胞外和胞内蛋白(图1)。因此，识别由MHC分子呈递的肿瘤抗原对于设计依赖T细胞识别和杀死肿瘤细胞的有效和安全的癌症免疫疗法是至关重要的。基于质谱(MS)的免疫肽组学（Immunopeptidomics）能够从多种细胞系、肿瘤组织和健康组织中高通量、直接鉴定MHC结合肽。

拜谱生物全新推出免疫肽组检测服务，通过MHC抗体富集MHC及其结合肽，使用Orbitrap Astral全新一代高分辨质谱仪检测，直接得到免疫肽序列以及翻译后修饰信息，提高基因测序的真实度，并采用De novo从头测序技术，不依赖现有数据库，更高通量鉴定出MHC上呈递的多肽，发现更多非典型免疫肽，而且丰富的数据分析内容为医学研究中的新抗原鉴定、免疫治疗和疫苗开发提供支持。欢迎大家咨询!

图1 MHC-I和MHC-II呈递肿瘤抗原的途径

（图源：Xie et al.Signal Transduction Targeted Ther. 2023）

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案例分析

01 机制研究

文章题目：The nuclear export protein XPO1 provides a peptide ligand for natural killer cells

发表杂志：Science Advances IF：11.7 2024

XPO1 (Exportin-1/CRM1)是一种核输出蛋白，在癌症中经常过表达，并作为肿瘤发生的驱动因素。目前，靶向XPO1的小分子正被用作临床抗癌药物。

作者发现XPO1是自然杀伤(NK)细胞的靶标。利用免疫肽组学，作者鉴定出一种衍生自XPO1的肽，它可以在人类白细胞抗原- C的背景下被激活的NK细胞受体KIR2DS2识别。该肽可以内源性加工并通过该受体特异性地激活NK细胞。虽然XPO1在癌症中的高表达通常与不良预后相关，但研究发现，如果有NK细胞浸润的证据，特异性癌症(如肝细胞癌)的预后可以大大改善。因此，作者确定XPO1是NK细胞识别的真正的肿瘤抗原，为NK细胞治疗实体瘤的个性化方法提供了机会。

图2 一种源自XPO1的肽是KIR2DS2的配体

（图源：Blunt, Matthew D et al.,Sci Adv. 2024）

02 肿瘤-免疫治疗

文章题目：Development of mesothelioma-specific oncolytic immunotherapy enabled by immunopeptidomics of murine and human mesothelioma tumors

发表杂志：Nature Communications IF：16.6 2023

恶性胸膜间皮瘤(MPM)是一种预后不良的侵袭性肿瘤。由于现有的治疗方案缺乏疗效，因此迫切需要新的治疗策略。鉴于其T细胞浸润，作者假设MPM是一个合适的治疗性癌症疫苗的目标。

迄今为止，对间皮瘤的研究一直集中在识别分子标记以更好地对该疾病进行分类和表征，对涉及细胞毒性(CD8+) T细胞的治疗靶点知之甚少。在这项研究中，作者利用基于质谱的免疫肽组研究了小鼠(AB12细胞系)和人细胞系(H28、MSTO-211H、H2452和JL1)以及患者原发性肿瘤中MPM的抗原呈递景观。作者使用来自人类健康供体和癌症患者的T细胞体外表征了洗脱肽的免疫原性特征。此外，作者选择最有前景的肽搭配PeptiCRAd方法,在雌性小鼠的间皮瘤小鼠模型中测试其疗效。总的来说，作者证明了免疫肽组学分析与溶瘤免疫疗法相结合的使用代表了一种解决不可治疗肿瘤的可行且有效的策略。

图3 恶性胸膜间皮瘤免疫肽组学检测

（图源：Chiaro, Jacopo et al.,Nat Commun. 2023）

03 细菌mRNA疫苗开发

文章题目：Immunopeptidomics-based design of mRNA vaccine formulations against Listeria monocytogenes

发表杂志：Nature Communications IF：16.6 2023

单核细胞增生李斯特菌是一种导致人类李斯特菌病的食源性细胞内细菌病原体。尽管死亡率高且抗生素耐药性增加，但仍没有临床批准的针对李斯特菌的疫苗可用。为了鉴定新的抗原，作者通过基于质谱的免疫肽组学来筛选呈现在受感染的人类细胞系表面的李斯特菌肽。在超过15000种人类自身肽中，作者检测到来自42种不同细菌蛋白的68种李斯特菌免疫肽，包括几种已知抗原。呈现在不同细胞系上的肽通常来自相同的细菌表面蛋白，将这些抗原归类为潜在的候选疫苗。在脂质纳米粒mRNA疫苗制剂中编码这些高度呈递的抗原导致特异性CD8+ T细胞应答，并在小鼠的疫苗接种攻击实验中诱导保护。研究结果可以作为开发针对李斯特菌的临床mRNA疫苗的起点，证明了基于质谱的免疫肽组学在下一代细菌疫苗开发中的作用。

图4 在李斯特菌感染的Hela细胞和HCT-116细胞中鉴定MHC I呈递的抗原肽。

（图源：Mayer, Rupert L et al.,Nat Commun. 2022）

拜谱小结

免疫肽组学是蛋白质组学的一个快速发展的分支，它专注于研究免疫系统中由主要组织相容性复合体（MHC）或人类白细胞抗原（HLA）分子呈递的免疫肽。这些免疫肽是细胞表面呈递的肽段，能够被T细胞识别，从而触发免疫反应。基于质谱的免疫肽组学已经成为鉴定MHC蛋白呈递肽的金标准方法，能够直接鉴定不同生理和病理状态下不同组织和细胞类型中的免疫肽组，例如实体瘤或病毒感染的细胞。

拜谱生物作为国内领先的多组学公司，可提供完善成熟的蛋白组学、代谢组学、转录组学等多组学产品技术服务体系。全新推出的免疫肽组检测服务，通过MHC抗体特异性富集，高分辨质谱检测结合De novo从头测序技术，能够准确且直接提供免疫肽序列，发现更多非典型免疫肽，层层筛选出可靠新抗原，有助于医学研究人员理解免疫系统的机制、开发疫苗、个性化癌症免疫疗法以及深入了解各种疾病的发病机制。

参考文献

1. Xie N,Shen G,Gao W, et al. Neoantigens: promising targets for cancer therapy. Signal Transduct Target Ther. 2023;8 (1):9. doi:10.1038/s41392-022-01270-x

2. Blunt MD,Fisher H,Schittenhelm RB, et al. The nuclear export protein XPO1 provides a peptide ligand for natural killer cells. Sci Adv. 2024;10 (34):eado6566. doi:10.1126/sciadv.ado6566

3. Chiaro J,Antignani G,Feola S, et al. Development of mesothelioma-specific oncolytic immunotherapy enabled by immunopeptidomics of murine and human mesothelioma tumors. Nat Commun. 2023;14 (1):7056. doi:10.1038/s41467-023-42668-7

4. Mayer RL,Verbeke R,Asselman C, et al. Immunopeptidomics-based design of mRNA vaccine formulations against Listeria monocytogenes. Nat Commun. 2022;13 (1):6075. doi:10.1038/s41467-022-33721-y