《自然》：抗癌能用的新抗原，比我们想的多多了！

*仅供医学专业人士阅读参考
肿瘤的发生发展通常意味着局部组织的一些异常变化，比如复杂的基因突变，非自身蛋白的表达或自身蛋白的异常表达等。
类似病毒感染后细胞中的外来肽，肿瘤细胞也会将突变产生的新抗原通过MHC-I呈递，这导致它们被CD8+T细胞识别，驱动抗肿瘤免疫反应[1]发生。如果把所有由MHC-I所呈递的肽放在一起，它们通常被统称为免疫肽组[2] 。
目前，肿瘤免疫治疗的关注度非常高，例如免疫检查点抑制剂、免疫细胞过继治疗、新抗原疫苗等， MHC-I抗原呈递的效率被证明能一定程度上解释疗效[3 ， 4]；筛选或预测这些新抗原，将有助于肿瘤免疫疗法的开发。
实际上，许多蛋白质组学、免疫学实验方法已被用于发现新抗原，但均仅限于体外研究或使用混合的肿瘤裂解物，并且缺乏肿瘤微环境或组织特异性刺激。因此，之前的研究并不能反应肿瘤免疫肽组的全貌。
近日，来自麻省理工学院的TylerJacks团队，使用基因工程小鼠模型（GEMMs）在体内研究肿瘤免疫肽组，试图揭示体内肿瘤抗原呈递的特征。
他们构建了一种可以在体内实现纯化细胞特异性pMHC（peptide-MHC）的模式小鼠。通过这一工具，他们发现在肿瘤进化过程中，癌症免疫肽组的细胞特性丧失，且癌症特异性抗原的呈递并非由该抗原RNA的丰度或翻译效率所驱动。
此外，他们还鉴定了在肺腺癌（LUAD）细胞上呈递的免疫原性表位，证明了癌症中可靶向抗原的范围可能比目前所知的更为广泛。这一研究成果发表在《自然》杂志上[5] 。

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为了构建上文提到的模式小鼠， Jacks团队构造了一个Cre重组酶诱导的、编码高度特异性亲和力标签StrepTagII（该标签将用于MHC-I复合物的亲和力纯化）的外显子，该外显子位于H2-K1的1号内含子中（KbStrep）。
随后，他们将KbStrep等位基因敲入携带KrasLSL-G12D/+Trp53fl/fl（KP）基因型小鼠的胚胎干细胞中。如此一来，在Cre重组酶腺病毒诱导StrepTagII表达后，就能从模式小鼠体内纯化肿瘤特异性MHC-I复合物（图2a-b) 。
图2KP/KbStrep小鼠模型的设计
为了检验这一模型的有效性， Jacks团队将KP/KbStrep模型应用于原位LUAD（图3c），证明确实可以进行特异性较高、覆盖度较深的免疫肽组分析。
基于抗体的免疫沉淀法分离，他们得到了来自健康肺或16周荷瘤肺的H2-Kb肽；基于肿瘤细胞特异性亲和力纯化，他们则得到了来自16周KP/KbStrep类型（有亲和力标签）肿瘤以及KP/KbWT类型（无亲和力标签）肿瘤的肽（图3d）。
其中，除了KP/KbWT肿瘤样本，其他样本中获得的肽段均具有一定的长度分布、预测的亲和力和反映Kb结合的氨基酸基序，且来自KP/KbStrep肿瘤样本的肽段具有更高的特异性（图3e-h）。

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图3KP/KbStrep小鼠模型的验证
为了更进一步探索通过亲和纯化分离得到的免疫肽组是否具有较高的细胞特异性，研究者们结合小鼠健康肺的scRNA-seq数据（用于将免疫肽组信息定位至相应细胞表型），比较了来自健康肺（Normal）、荷瘤肺（Ab）或表达Strep的癌细胞（Strep）中的肽（图4a）。
他们发现， Strep中肺泡2型（AT2）细胞表型显著富集（图4b），说明肿瘤特异性免疫肽主要来源于AT2细胞，该结果可解释为由AT2细胞特异性SPC启动子表达的Cre重组酶驱动了肿瘤起始（图3d）。
此外，他们还借助杂交手段获得了SftpccreERT2H2-K1Strep/Strep小鼠模型，该模型可通过三苯氧胺诱导StrepTagII特异性掺入健康肺组织中的AT2细胞（图4c）。以此模型作为对照，他们评估了处于8周（早期）、12周（中期）和16周（晚期）肿瘤进展时期的LUAD免疫肽组，发现肿瘤的免疫肽组特征随着肿瘤进展逐渐偏离正常组织，且富集肿瘤免疫肽组的细胞表型，从AT2细胞转向了club/BASC细胞和基底细胞（图4d-f）。