惡性胸膜間皮瘤（MPM）是一種預(yù)后不良的侵襲性腫瘤，鑒于其含有T細(xì)胞浸潤(rùn)，適用于接種治療性癌癥疫苗。然而，現(xiàn)在對(duì)于其中參與細(xì)胞毒性CD8+ T細(xì)胞的治療靶點(diǎn)知之甚少。

芬蘭加赫爾辛基大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用基于質(zhì)譜的免疫肽組學(xué)在小鼠和人類(lèi)細(xì)胞系以及患者原發(fā)腫瘤中鑒定了惡性細(xì)胞表面呈遞的MHC I肽，然后利用最有前景的多肽開(kāi)發(fā)了一種基于溶瘤病毒的精確免疫療法(PeptiCRAd)，并在雌性小鼠間皮瘤小鼠模型中測(cè)試了其療效。該成果“Development of mesothelioma-specific oncolytic immunotherapy enabled by immunopeptidomics of murine and human mesothelioma tumors” 于2023年11月發(fā)表在國(guó)際著名期刊Nature Communications ( IF=16.6 )上。

研究策略

• 樣本類(lèi)型：小鼠（AB12 細(xì)胞系）和人細(xì)胞系（H28、MSTO-211H、H2452和 JL1）以及MPM患者原發(fā)腫瘤

• 研究方法：通過(guò)MHC-I抗體進(jìn)行免疫沉淀后，使用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS/MS）鑒定相關(guān)免疫肽

圖1：免疫肽組學(xué)實(shí)驗(yàn)流程

結(jié)果速遞

一、MPM免疫肽組學(xué)分析

研究人員首先使用流式細(xì)胞術(shù)評(píng)估了人間皮瘤細(xì)胞系表面MHC-I分子的表達(dá)水平，證實(shí)了MHC-I在所有細(xì)胞系中都有高表達(dá)。為了進(jìn)一步研究免疫肽組學(xué)數(shù)據(jù)集的質(zhì)量，使用無(wú)監(jiān)督聚類(lèi)方法研究了洗脫肽的MHC-I結(jié)合基序，觀察到該算法可以確定所有預(yù)期MHC等位基因的大多數(shù)預(yù)期結(jié)合基序（圖2a）。基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法分配的肽特異性為復(fù)雜單倍型的HLA結(jié)合特異性提供了更直觀的表示和更高的分辨率（圖2b）。

圖2：洗脫多肽結(jié)合特異性分析

二、免疫肽顯示出作為癌癥抗原的潛力

為了證明免疫肽組學(xué)鑒定的MHC-I多肽可用于治療性癌癥疫苗的開(kāi)發(fā)，研究人員評(píng)估了它們激活CD8+ T細(xì)胞的能力。優(yōu)先考慮了MHC結(jié)合親和力最高的長(zhǎng)度為9個(gè)氨基酸的肽(圖3a)。研究人員將健康供體的HLA型PBMCs與選擇的肽共同孵育，發(fā)現(xiàn)多肽8和多肽9具有最高的激活能力，在患者的PBMCs觀察到多肽9具有很高的。

圖3：特定人 MHC-I 限制性表位的體外免疫原性評(píng)價(jià)

隨后，研究人員評(píng)估了CD8+ T細(xì)胞對(duì)單肽再刺激反應(yīng)的特異性，觀察了不同肽再刺激后CD8+ T細(xì)胞的可變激活情況（圖3d）。此外，觀察到T細(xì)胞與 H28 腫瘤裂解物共同孵育導(dǎo)致對(duì)肽 1、6、8 和9具有特異性的 T 細(xì)胞擴(kuò)增，供體的T細(xì)胞與H2452腫瘤裂解液共孵育導(dǎo)致了只針對(duì)肽1和6的T細(xì)胞的擴(kuò)增（圖3e）。綜上研究結(jié)果表明，通過(guò)免疫肽組學(xué)鑒定的一些肽顯示出良好的免疫原性，在MPM治療性癌癥疫苗開(kāi)發(fā)中具有非常大的潛力。

三、免疫肽可用于開(kāi)發(fā)治療性癌癥疫苗

為了測(cè)試使用新鑒定的抗原配制治療性疫苗的管道的穩(wěn)健性，研究人員對(duì)暴露于石棉纖維的小鼠惡性間皮瘤腫瘤模型（AB12）進(jìn)行了免疫肽組學(xué)分析。結(jié)果得到2000個(gè)不同長(zhǎng)度的肽，其中，約有1000個(gè)是獨(dú)特的9肽（占所有洗脫肽的50%）（圖4a-c）。通過(guò)分析洗脫肽對(duì)應(yīng)的基因表達(dá)水平、結(jié)合親和力、差異倍數(shù)、可重復(fù)性等最終確定了15個(gè)候選肽用于腫瘤疫苗（圖4d）。通過(guò)免疫不同疫苗接種方案的小鼠隊(duì)列（圖4e-f），皮下注射短合成肽和poly I:C的復(fù)合佐劑，來(lái)評(píng)估候選肽的免疫原性。結(jié)果顯示肽 5、11 和 12 顯示出更一致的免疫原性（圖4g-h）。進(jìn)一步在AB12腫瘤模型中證實(shí)肽11和12最具免疫原性的候選多肽。

圖4：特定人 MHC-I 限制性表位的體外免疫原性評(píng)價(jià)

最后，為了證實(shí)對(duì)肽11和12的免疫反應(yīng)可能影響體內(nèi)腫瘤進(jìn)展，研究人員用這些多肽構(gòu)建了一種基于溶瘤病毒的精確免疫治療（PeptiCRAd）對(duì)小鼠免疫，然后進(jìn)行AB12腫瘤移植，觀察到免疫小鼠的腫瘤生長(zhǎng)確實(shí)減少了（圖4i-m）。

研究結(jié)論

該研究通過(guò)免疫肽組學(xué)鑒定的免疫肽具有腫瘤特異性，影響體內(nèi)腫瘤進(jìn)展。通過(guò)PeptiCRAd技術(shù)包被免疫肽在AB12腫瘤內(nèi)給藥，可誘導(dǎo)一種強(qiáng)大的抗腫瘤免疫反應(yīng)，抑制荷瘤小鼠AB12腫瘤生長(zhǎng)。綜上，基于質(zhì)譜的免疫肽組學(xué)在新抗原肽的發(fā)現(xiàn)以及腫瘤疫苗的開(kāi)發(fā)中具有巨大潛力。