学术研究报告：黑色素瘤和非小细胞肺癌中肿瘤抗原主要来源于未突变基因组序列
作者及机构
本研究由来自加拿大蒙特利尔大学、瑞士路德维希癌症研究所等机构的跨学科团队完成，通讯作者为Pierre Thibault和Claude Perreault。论文于2025年4月14日在线发表于Nature Cancer，标题为《Tumor antigens preferentially derive from unmutated genomic sequences in melanoma and non-small cell lung cancer》。
研究领域：肿瘤免疫学与免疫治疗。
科学问题：尽管黑色素瘤和非小细胞肺癌（NSCLC）具有高突变负荷，但免疫检查点阻断（ICB）疗法的响应率仅部分与突变肿瘤抗原（mTSAs，mutated tumor-specific antigens）相关。既往研究假设ICB疗效依赖于mTSAs的免疫识别，但临床观察发现部分低突变负荷患者对ICB响应良好，而高突变负荷患者可能无响应，提示存在其他关键抗原类型。
研究目标：通过多组学分析，系统性鉴定黑色素瘤和NSCLC中肿瘤抗原（TAs）的来源，揭示其免疫原性及对ICB治疗的潜在贡献。
1. 样本与数据收集
- 样本类型：26例NSCLC活检组织、12例原发性黑色素瘤组织、7例黑色素瘤细胞系（来自Chong et al.的公开数据）。
- 技术平台：
- RNA测序（RNA-seq）：构建样本特异性数据库，包含经典和非经典（如非编码区）翻译产物。
- 质谱分析（MS/MS）：通过免疫沉淀富集MHC I类结合肽（MAPs），使用PEAKS和Comet软件鉴定肽段序列。
2. 肿瘤抗原分类与验证
- 分类标准：
- 突变抗原（mTSAs）：源自非同义突变，需满足（1）RNA表达支持、（2）不在正常组织中表达。
- 未突变抗原：包括三类：
- 异常表达肿瘤特异性抗原（AETSAs）：癌症特异性非经典序列（如内含子、非编码RNA）。
- 肿瘤相关抗原（TAAs）：癌症中过表达的经典蛋白。
- 谱系特异性抗原（LSAs）：仅源于肿瘤细胞起源组织（如黑色素细胞或肺泡上皮）。
- 验证方法：
- 靶向质谱：对预测的mTSAs进行高灵敏度验证，仅1/20候选肽被检测到。
- 免疫原性测试：通过功能性T细胞扩增（FEST）和细胞毒性实验评估AETSAs的免疫原性。
3. 数据分析
- 基因组热点分析：定义“MAP热点”为高频产生MAPs的基因组区域（如高转录/翻译活性区），评估mTSAs与热点的重叠性。
- 表观调控分析：通过TCGA多组学数据（甲基化、拷贝数变异）解析TAs的表达调控机制。
1. 未突变抗原占主导地位
- 共鉴定589个TAs（黑色素瘤505个，NSCLC 90个），其中99%为未突变抗原（AETSAs 37.4%，TAAs 28.0%，LSAs 33.6%），仅1%为mTSAs。
- 关键数据：
- mTSAs稀缺的原因为：（1）83%预测的mTSAs RNA表达极低；（2）仅25-33%的突变位于MAP热点内（图4）。
- AETSAs中50%以上源自非经典区域（如内含子、非编码RNA），且表观遗传调控显著（启动子低甲基化）。
2. AETSAs的免疫原性与临床关联
- 免疫原性验证：12个AETSAs均能诱导多克隆CD8+ T细胞扩增（4-14个克隆），细胞毒性实验显示其对表达AETSAs的肿瘤细胞杀伤效率与病毒抗原相当（图6）。
- ICB响应相关性：在抗PD-1治疗的黑色素瘤患者中，响应者（PR/CR）的AETSAs-HLA配对数量显著下降，且与T细胞克隆扩增数呈线性相关（图5）。
3. 抗原共享性与调控机制
- 共享性：AETSAs和TAAs在患者间共享率高（如黑色素瘤中UHRF1基因编码的TAAs）。
- 表观调控：TAAs表达与拷贝数变异正相关，AETSAs与启动子低甲基化相关，而LSAs在非吸烟者NSCLC中富集（图7）。
科学价值：
1. 挑战传统范式：证明高突变负荷肿瘤的免疫识别主要依赖未突变抗原，而非mTSAs。
2. 治疗靶点拓展：AETSAs因其高共享性、免疫原性及逃逸免疫编辑的特性，成为免疫治疗的理想靶标。
3. 临床转化意义：为基于非突变抗原的个性化疫苗设计提供理论依据，尤其适用于低突变负荷患者。
应用前景：
- 开发靶向AETSAs的疫苗或联合ICB，可能提高疗效并减少耐药。
- 基于表观调控（如去甲基化药物）可增强AETSAs表达，提升免疫治疗敏感性。
局限与展望：需在更大队列中验证AETSAs的预测价值，并探索其与肿瘤异质性的关系。