腫瘤抗原的分類
基因組測序的最新進展表明，在起始和發展過程中，癌癥獲得了數萬種不同的體細胞突變。這些突變中的大多數沒有內在的生長優勢(乘客突變)，通常是腫瘤內基因組不穩定性的結果。
少量的癌癥突變干擾正常的細胞調節，并有助于推動癌癥生長和對靶向治療的耐藥性(驅動突變)。到目前為止，大約有140個基因已經被鑒定出來，它們可以驅動腫瘤的發生。然而，驅動突變和乘客突變都可以改變氨基酸編碼序列，統稱為非同義突變，導致腫瘤表達正常細胞不表達的突變蛋白。這些異常蛋白序列被加工成短肽，并與主要組織相容性復合體結合(MHC；在人類中也稱為人類白細胞抗原HLA)，從而變得可被T細胞識別為外來抗原[1]。
由于它們在腫瘤中的選擇性表達，由非同義突變和其他遺傳改變產生的腫瘤特異性抗原(TSA)被稱為新抗原。在具有病毒病因的人類腫瘤亞群中，如與默克爾細胞多瘤病毒(MCPyV)相關的默克爾細胞癌(MCC)以及與人類乳頭瘤病毒(人乳頭瘤病毒)相關的宮頸癌、口咽癌和其他部位癌，由病毒開放閱讀框編碼的蛋白質是另一種類型的新抗原。除了TSAs，還有兩大類腫瘤抗原。腫瘤相關抗原(TAAs)在惡性細胞中過度表達，但在正常細胞中也以低水平表達。癌癥/睪丸抗原(CTA)由各種腫瘤類型和生殖組織(例如睪丸、胎兒卵巢和滋養層)表達，但在成人的其他正常組織中表達有限，并且通常不存在于正常生殖細胞中，因為這些組織不表達MHC類分子。新抗原可以通過SNVs、堿基插入和基因融合在基因組水平上發生，通過選擇性剪接、聚腺苷酸化(pA)、RNA編輯和所謂的非編碼區在轉錄水平上發生，以及通過失調的翻譯和蛋白質翻譯后修飾在蛋白質組水平上發生。
▲腫瘤抗原的大類[1]
HLA的分類
T細胞的激活依賴于對外來肽片段和自身MHC分子的同時識別，這種現象稱為MHC限制。CD8+t細胞受MHC-I和的限制，CD4+t細胞受到MHC-II的限制。主要組織相容性復合體(MHC)，在人類中稱為人類白細胞抗原(HLA)，編碼在人類基因組的6號染色體上。是一種非常多態的基因復合體，編碼專門呈遞和識別自身和非自身肽的細胞表面分子。HLA根據功能和結構分為三類:HLA-I，HLA-II，HLA-III。HLA類分子在有核細胞表面表達，但生殖系和一些神經元細胞除外。與HLA-I類分子相反，HLA-II類分子通常只存在于專職抗原呈遞細胞(APCs) (B細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、朗格漢斯細胞)、胸腺上皮和活化(而非靜止)T細胞上。HLA-III類分子的結構和功能還不清楚。它們不參與抗原結合，但參與炎癥過程。
HLA進一步分為經典和非經典基因。經典HLA-I基因包括HLA-A、HLA-B和HLA-C，而非經典等位基因包括HLA-E、HLA-F和HLA-G。經典HLA-II基因包括HLA-DR、HLA-DP和HLA-DQ，而非經典等位基因包括HLA-DO和HLA-DM。人CD8+t細胞識別由經典HLA-A和HLA-B呈遞的肽，并在較小程度上識別HLA-C。人類CD4+t細胞識別由HLA-DR、HLA-DQ和HLA-DP呈遞的肽。HLA-I包含由三個胞外結構域(α1,α2，和α3)非共價連接到β2微球蛋白分子。HLA-II是一種異二聚體，由α和一個β鏈條組成。HLA的胞外域形成一個抗原結合裂縫，由圍繞反平行-β折疊層的兩個a-螺旋組成。這就產生了一個平臺，可以容納一個短的氨基酸(aa)片段，稱為肽。這些肽通過特定氨基酸(稱為錨定殘基)與特定肽結合袋的相互作用結合到結合槽的底部。由于HLA-I結合裂縫的封閉結構，通常結合8-10個氨基酸的小肽。HLA-II可結合大于11個氨基酸的較長的肽。
▲成人彌漫性神經膠質瘤的分類[2]
新抗原的呈遞
MHC-I蛋白呈遞主要來源于細胞內的肽。在體內平衡期間，細胞蛋白質被蛋白酶體降解并產生小肽。蛋白酶體是一種多聚體蛋白質復合物，其將蛋白質降解成小肽片段。在病毒感染期間，干擾素的作用誘導形成一種替代的蛋白酶體復合物，稱為免疫蛋白酶體，它增強了MHC-I呈遞肽的生成。因此，當合成病毒蛋白質時，它們被免疫蛋白酶體靶向降解，要么作為完全折疊的蛋白質，要么作為有缺陷的核糖體產物。這導致產生來源于感染病毒的小肽片段，這些小肽片段可以被細胞質氨肽酶進一步修飾。然后，這些肽片段通過一種稱為抗原加工相關轉運蛋白(TAP)的蛋白質轉運到內質網(er)中，這種蛋白質跨越ER膜，通過TAP易位后，任何對于MHC-I結合來說太長的肽都可以通過er駐留氨肽酶(ERAP1)進一步修飾。在ER中，空的MHC-I分子與肽裝載復合物(PLC)相關，該復合物包括伴侶蛋白如Tapasin和Calnexin。PLC將空的MHC-I保持在肽接受構象中，當肽被TAP易位時，該構象促進肽的結合，TAP也是PLC的一部分。肽結合穩定了MHC-1蛋白，使其從內質網質量控制伴侶中釋放出來，并通過高爾基體轉運到細胞表面。這使得CD8+t細胞，以調查細胞內蛋白質組的感染或惡性腫瘤的跡象。然而，在樹突細胞的特定亞群中，存在替代途徑，這一過程被稱為交叉呈遞，涉及細胞外抗原的攝取、其從吞噬體到細胞質的反向轉移，以及隨后通過蛋白酶體和ER中的MHC-I負載的降解。
▲新抗原產生和呈遞途徑[3]
人類有超過24，000個不同的HLA-I (HLA-A、-B和-C)和HLA-II (HLA-DR、HLA-DQ和HLA-DP)等位基因，它們的混合導致多態性多樣性?；颊叩腍LA等位基因決定了其腫瘤特異性新抗原庫，這些新抗原庫將被呈遞供T細胞識別。此外，HLA-LOH，發生在40%的非小細胞肺癌，損害了新抗原的呈遞，促進了免疫逃避。因此，新抗原預測中最重要的初始步驟之一是確定患者的HLA基因型。現在可以用NGS數據應用幾種計算方法來達到這個目的。
基于新抗原的治療策略
由于缺乏胸腺選擇和中樞耐受，由基因改變產生的腫瘤特異性新抗原引發高親和力T細胞?；谄淠[瘤特異性和免疫原性的優勢，新抗原可以作為腫瘤免疫治療的新興靶點，包括腫瘤疫苗、act和基于抗體的治療，以及ICBs的潛在預測因子[3]。
▲兒童彌漫性高級別膠質瘤分子特征[3]
新抗原由特異性針對每個患者的個性化新抗原或在許多癌癥患者中表達的共有新抗原組成。基于公共新抗原的現成療法比個體化新抗原療法更節省資源和時間。因為個性化的新抗原是患者特異性的，它們不能用于靶向大量患者。隨著高通量測序的最新進展，個性化的新抗原使得免疫系統能夠在沒有預定義的公共抗原的情況下適當地靶向惡性腫瘤上的免疫原性表位[4]。
TMB與TNB的關系
大多數黑色素瘤患者的TMB>10，能夠產生更多有效的新生抗原?；谶@些數據,可以預計：如果腫瘤中TMB>10，那么會產生比較多的新生抗原；如果腫瘤中1<tmb<10,< span="">仍然有可能攜帶新生抗原；如果腫瘤中TMB<1，通常很難產生可以被T細胞識別的新生抗原。TMB水平高（>10）的腫瘤患者，代表其腫瘤細胞表面的腫瘤新生抗原數量更多，免疫細胞能對腫瘤細胞產生更有效的殺傷作用，同時腫瘤患者能對免疫檢查點抑制劑藥物有更好的治療響應。
▲腫瘤TMB及產生新生抗原的可能性[4]
臨床應用的挑戰
1.基于新抗原的免疫療法僅在少數記錄良好的患者反應中顯示出客觀療效。因此，需要相當大的改進來提高臨床結果，包括增加新抗原預測的準確性、克服免疫逃避和優化生產過程的流水線。
2.新抗原預測的準確性有限：由于突變負荷的異質性和不同腫瘤類型之間顯著不同的新抗原呈遞，個體化免疫療法的廣泛應用受到靶向癌癥新抗原的有限發現的限制。只有10%的非同義腫瘤細胞突變可以產生具有高MHC親和力的突變肽，并且只有1%的MHC結合肽被患者T細胞識別。
3.新抗原的丟失：腫瘤特異性新抗原的缺失可能是腫瘤的一種重要免疫逃避策略，新抗原缺失可由多種途徑誘導，如拷貝數丟失、轉錄抑制、表觀遺傳沉默和翻譯后機制。
4.新抗原特異性T細胞產生不足：飛朔生物全景602基因檢測產品包含HLA-I雜合性缺失檢測，輔助免疫治療獲益評估。同時還包含靶向，化療，TMB，TNB，免疫正負相因子等用藥、分型、預后、遺傳等相關信息，給予患者最大獲益可能。
參考文獻
1.Nat Rev Cancer.?2017 Apr;17(4):209-222.
2.Viral Immunol. 2020 Apr;33(3):160-178.
3.Signal Transduct Target Ther. 2023 Jan 6;8(1):9.
4.Science. 2015 Apr 3;348(6230):69-74.
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