免疫肽組學驅動髓母細胞瘤抗原圖譜的全面繪制

髓母細胞瘤是兒童最常見的惡性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，占兒童顱內腫瘤的 25%，是兒童癌癥相關死亡的主要原因之一。目前的標準治療方法（如化療和全腦脊髓放療）缺乏針對性，且對兒童發(fā)育中的腦組織可能造成損害。T細胞免疫治療是一種潛在的有效方法，但其成功依賴于腫瘤細胞表面人類白細胞抗原（HLA）呈遞的腫瘤相關肽段。然而，髓母細胞瘤的自然抗原圖譜尚不清楚，限制了免疫治療的發(fā)展。

▶ 發(fā)表時間：2025年2月

▶ 期刊：《Nature Communications》

▶ 文章標題：Mapping naturally presented T cell antigens in medulloblastoma based on integrative multi-omics

▶ 核心內容：作者通過整合免疫肽組、轉錄組學、DNA甲基化分析等多組學技術，繪制髓母細胞瘤中自然呈現(xiàn)的 T 細胞抗原圖譜，為髓母細胞瘤的分子亞型提供個性化的抗原靶點，以支持未來精準免疫治療的設計。

本研究納入28例新診斷的髓母細胞瘤患者樣本，涵蓋WNT、SHH、Group 3和Group 4四個亞群，樣本收集自不同醫(yī)療中心，記錄患者的臨床信息和治療數(shù)據(jù)。通過對HLA分子表達，免疫肽組檢測，DNA甲基化分析確定亞群，以及T細胞功能測試的研究，揭示了髓母細胞瘤的抗原特異性免疫反應，為免疫治療提供了新靶點。

圖1.實驗工作流程

一、患者特征與分子亞型分析
研究納入 28 例髓母細胞瘤患者，涵蓋 WNT（n=4）、SHH（n=9）、Group 3（n=7）和 Group 4（n=8） 四個分子亞型。通過 DNA 甲基化分析確認分子亞型，并發(fā)現(xiàn)各亞型具有獨特的染色體拷貝數(shù)變異（CNV）模式。HLA I 類和 II 類分子 在腫瘤組織中均有表達，支持后續(xù)免疫肽組學分析。

二、HLA I和HLAII型免疫肽段的鑒定
研究鑒定到32,199條HLA I肽段，長度多為 9 個氨基酸。這些肽段來自9821種蛋白，其中 77 種是僅在髓母細胞瘤中呈遞的特異性蛋白，其中 15 種 在 11%-29% 的腫瘤中高頻出現(xiàn)（如 SPINK8、WNT5A、SHISA9）。鑒定到25076條HLA II肽段，長度多為 13-18 個氨基酸。這些肽段來自4922種蛋白，其中60 種僅在腫瘤中呈遞的蛋白，其中 10 種 在 11%-36% 的腫瘤中高頻出現(xiàn)（如 IGFBPL1、CBX4、SYCP3）。其中 SYCP3 具有癌睪抗原（CTA）特征。

圖2.基于I型免疫肽組分析的髓母細胞瘤相關蛋白和肽段

三、抗原蛋白功能分析
GO功能分析顯示，髓母細胞瘤中HLA I類和II類呈遞的源蛋白在細胞區(qū)域、分子功能和生物學過程上存在顯著差異。與網(wǎng)絡癌癥基因（Network of Cancer Genes）數(shù)據(jù)庫對比發(fā)現(xiàn)，“泛癌兒科”和“髓母細胞瘤”基因集顯著富集，表明鑒定的候選靶點具有生物學相關性。此外，基因概念網(wǎng)絡（GeneConcept Network, CNET）圖展示了這些基因集之間的關聯(lián)。

圖3.抗原蛋白的GO功能分析

四、髓母細胞瘤目標抗原的亞群特異性差異表達
研究通過轉錄組測序發(fā)現(xiàn)髓母細胞瘤樣本根據(jù)DNA甲基化亞群聚類，驗證了亞群注釋的準確性。分析顯示，大多數(shù)目標抗原在不同亞群中差異表達，僅少數(shù)目標在所有亞群中均有表達。此外，髓母細胞瘤的免疫微環(huán)境中淋巴細胞和髓系細胞比例相當，其中細胞毒性CD8+ T細胞在Group 4中富集，所有亞群均表現(xiàn)出M0型巨噬細胞的基因表達特征。

圖4. 髓母細胞瘤目標抗原的亞群特異性

五、髓母細胞瘤相關候選肽的功能驗證
研究人員選取了頻率最高的4種HLA-A*02限制性候選肽段（分別來自CMKKLR1、WNT5A、DCLK1/2和BARHL1），并對其進行了免疫原性測試。這些肽段在患者中的頻率分別為29%、50%、7%和21%。通過使用人工抗原呈遞細胞（aAPC）對非自體的幼稚CD8+ T細胞進行激活，并利用HLA四聚體染色進行檢測，結果顯示CMKKLR1、WNT5A和DCLK1/2能夠誘導顯著的抗原特異性T細胞反應。這表明這些候選肽段能夠被T細胞特異性識別，并觸發(fā)免疫反應，從而證明了它們作為T細胞免疫治療靶點的潛力。

圖5. 髓母細胞瘤抗原肽實驗驗證

本文通過整合多組學分析，繪制了 28 例髓母細胞瘤（涵蓋 WNT、SHH、Group 3、Group 4 亞型）中自然呈遞的 T 細胞抗原圖譜，發(fā)現(xiàn)其富含腫瘤相關抗原，且多數(shù)具有亞型特異性，少數(shù)為四個亞型共享；功能驗證實驗證實部分候選抗原可誘導肽特異性 T 細胞反應，這些發(fā)現(xiàn)為兒童髓母細胞瘤的 T 細胞免疫療法提供了大量可轉化的靶點。