利用质谱为基础的蛋白基因组学方法发现和分析肿瘤特异性新抗原

The clinical benefit of immune checkpoint therapy and adoptive cell transfer conceptually proved the important role of T-cell in immunesurvelliance. The characterization of epitopes that drive the immune response in cancer is critical to the understanding and manipulation of T-cell immune responses. Tumor specific neoantigens are critical targets of T cell based antitumor immune responses, but identification of these antigens has remained a challenge. Here we will firstly develop a highly sensitive mass spectrometry method combined with exome and transcriptome sequencing analysis to identify tumour-associated mutated MHCI-peptides in cancer patient species derived from different type of cancer, and it will be also interesting to study how radiation/chemo therapy modulate the expression and repertoire of the neo-antigens and corresponding TCR. Discovery of novel neoantigens will provide a pool of new targets for cancer immunotherapy and significantly advance our understanding of interaction between immune system and tumor tissues. Our work will facilitate development of novel immune diagnostic and therapeutic strategy for cancer patient and contribute to the progression of precision medicine.

免疫检验点疗法和过继免疫细胞输注疗法在临床试验上的巨大成功从概念上证明了免疫系统尤其是 T 细胞在对肿瘤免疫监视及控制中的重要作用。理解和调节T细胞免疫治疗的关键是确认什么样的抗原表位可以有效刺激针对肿瘤细胞的免疫反应。肿瘤特异性新抗原是 T 细胞抗肿瘤免疫反应的关键靶标,但这些抗原的识别鉴定对我们仍然是一个巨大挑战。在这里,我们将首先与外显子组和转录组测序分析相结合利用高度敏感的质谱方法从不同类型肿瘤病人样本中识别肿瘤相关的突变 MHCI 肽,然后此技术平台去研究分析放射/化疗治疗如何调节这些肿瘤新抗原和相应的 T 细胞受体的表达及多样性,新发现会使我们更深入的理解免疫系统如何与肿瘤互动,新肿瘤抗原也将为我们肿瘤免疫治疗供大量全新特异靶标。我们的工作将促进癌症患者有机会使用新的免疫诊断和治疗策略,促进精准医疗的发展。

免疫检验点疗法和过继免疫细胞输注疗法在临床试验上的巨大成功从概念上证明了免疫系统尤其是 T 细胞在对肿瘤免疫监视及控制中的重要作用。理解和调节T细胞免疫治疗的关键是确认什么样的抗原表位可以有效刺激针对肿瘤细胞的免疫反应。肿瘤特异性新抗原是 T 细胞抗肿瘤免疫反应的关键靶标,但这些抗原的识别鉴定对我们仍然是一个巨大挑战。在这里,我们将首先与外显子组和转录组测序分析相结合利用高度敏感的质谱方法从不同类型肿瘤病人样本中识别肿瘤相关的突变 MHC-I 肽,然后以此技术平台去研究分析放射/化疗治疗如何调节这些肿瘤新抗原和相应的 T 细胞受体的表达及多样性,新发现会使我们更深入的理解免疫系统如何与肿瘤互动,新肿瘤抗原也将为我们肿瘤免疫治疗供大量全新特异靶标。基于此，我们建立和完善了利用肿瘤细胞、肿瘤组织进行抗原多肽质谱分析的免疫共沉淀的标准化方法流程。同时，建立和完善利用肿瘤细胞、肿瘤组织进行抗原多肽质谱分析的方法流程和质谱上机参数设置。同时，我们在Bel-7402细胞中发现， INDEL（ Insertion and Deletion）、SNV（ Single Nucleotide Variants）和CNV（ Copy Number Variation ）引起的突变基因，往往其蛋白多肽链的非突变区由MHC-1分子呈递。这其中，MHC-1分子呈递的突变蛋白内的非突变肽段在SNV中占有24条，在CNV中有3条，在INDEL中占有1条。通过对这些肽段进行MHC-I结合能力分析，我们发现，由MHC-I呈递的SNV、CNV和INDEL突变蛋白非突变序列与MHC-1分子均表现出较强的结合能力。进一步，通过将质谱Denovo数据结果和RNA突变-蛋白数据库进行比对，发现由MHC-I分子呈递的肽段来源于RNA突变-蛋白包括：在A375辐照组细胞中，由质谱技术检测到的肽段（AVFLAKA）来自于MTMR6基因，MTMR6蛋白第319个氨基酸由I突变为V。同样，在Bel-7402细胞中，由质谱技术检测到的肽段（KKPPMM）来自于PPARGC1B基因，PPARGC1B蛋白第203个氨基酸由A突变为P。