免疫概述

介绍免疫肽体组学

主要组织相容性复合体 (MHC) 通过抗原呈递在适应性免疫中发挥着关键作用。来自内源性或外源性蛋白的 MHC 相关抗原被 T 细胞识别并触发免疫反应。基于质谱的免疫，是一种快速增长的蛋白质组学应用，它能够鉴定从生物样品中提取的 MHC 相关抗原。靶向基于质谱的免疫而分离的 MHC 抗原为科学家提供了预测癌症治疗，疫苗开发，免疫治疗和药物发现等应用抗原的新方法。

虽然先天免疫激活了快速，非特异性的炎症应答，但适应性免疫产生记忆 T 细胞和 B 细胞，以便在一生中对再感染做出持久，有效的反应。暴露于病原体或疫苗接种的抗原后，可能发生适应性免疫。抗原由其来源描述；因此，自身抗原 (或自抗原) 来源于体内细胞内产生的蛋白，而非自身抗原来自体内外部，且可能来自病原体，毒素或移植组织等外部来源。免疫系统区分自身和非自身抗原的能力对于维持免疫稳态和防止自身免疫反应至关重要，因为免疫系统将错误靶向自身抗原。

辅助性 T 细胞，杀伤 T 细胞和巨噬细胞是参与细胞介导免疫的三种主要淋巴细胞。当 T 细胞识别附着在 MHC 分子上的外源片段时，它们与 MHC- 肽复合物结合并激活免疫反应。naïve γ T 细胞成熟和分化为辅助性或杀伤 T 细胞取决于 MHC 蛋白与外抗原的结合特异性。 T 细胞受体 (TCR) 与 I 类或 II 类 MHC 分子的结合直接影响选定细胞分化为 CD4+ (辅助性) 或 CD8+ 细胞毒性效应细胞和记忆细胞 (杀伤) T 细胞，以介导直接免疫反应。TCR 的配体始终是与 MHC 分子结合的肽；细胞毒性 T 细胞上的 CD8 受体只能与 MHC-I 结合，辅助性 T 细胞上的 CD4 受体只能与 MHC-II 结合

与 I 类 MHC 分子结合的肽通常来源于细胞内蛋白 (即细胞质) ，并由蛋白酶体生成，转运至内质网，装载到 MHC 分子上，并显示在细胞表面为循环 T 淋巴细胞。肽 /MHC-I 复合物与 TCR 结合，触发了细胞毒性反应。在 II 类 MHC 分子上，结合的肽通常来源于蛋白内涵体蛋白水解产生的细胞外抗原，这些抗原被专门的抗原呈递细胞 (如 B 细胞) 内吞。此类肽 /MHC-II 复合物的 TCR 识别可触发细胞因子释放，在细胞中产生炎症反应，如抗体分泌。

虽然 T 细胞的核心作用是刺激体液和细胞免疫反应，但 T 细胞不与自身蛋白发生反应是至关重要的。在健康细胞中， MHC 分子呈自身肽，而 T 细胞无反应。B 细胞通常需要 T 细胞的帮助来分泌抗体。在正常情况下，受体突变使其自我反应的任何给定 B 细胞都会因缺乏自我反应性 T 细胞而无法生成抗体，从而提供辅助细胞来对抗免疫。

自身免疫性疾病由靶向自身抗原的自身抗体和 / 或自反应性 T 细胞引起。多态性，表观遗传修饰和翻译后修饰 (PTM) 导致基因表达和功能改变，这反过来可改变肽，从而导致自身免疫性疾病的 T 细胞反应异常。乳糜泻， 1 型糖尿病，炎症性肠病 (IBD) ，多发性硬化，自体免疫甲状腺疾病，系统性红斑狼疮 (SLE) 和类风湿性关节炎 (RA) 等常见自身免疫性疾病已与免疫系统误认为对其自身组织进行了攻击。基于质谱的免疫变体为识别包含 PTM 等改变的 MHC 配体提供了一种有价值的机制，以深入了解自身免疫性疾病的发病机制和治疗选择。

immundome 由不同浓度但长度相似的复杂肽混合物组成，使免疫组学分析复杂化。可以将原代细胞和组织，细胞系和疾病状态组织裂解，以将 MHC 相关肽复合物释放到溶液中以进行纯化。由于细胞表面 MHC 结合肽的低丰度，检测和鉴定这些肽可能具有挑战性，因此很难使用传统的质谱分析工作浓度来有效测量和鉴定这些肽。因此，免疫组学分析需要从起始组织材料中提取大量肽，以及用于鉴别可同时分析多达数千种肽序列的结合肽。

为了克服样品制备的这些障碍，通常通过使用抗体 (等位基因特异性或 PAN) 或来自裂解细胞或组织的工程化亲和标签系统分离与 MHC 结合的所需肽来制备免疫组学样品，以浓缩样品肽。除了使用配备 MHC 或 HLA 抗体的免疫亲和柱捕获分子和相关肽或特定亚型外，还可使用含蛋白 A ， G 和 A/G 的磁性和琼脂糖或琼脂糖微珠进行免疫亲和纯化。

靶向和非靶向数据采集质谱分析可以用于免疫体。科学家可能需要使用无标记定量， TMT 同量异序标记 或  在 gTechniques 中进行代谢 SILAC 标记，以进行发现 (或非靶向数据采集)。科学家还可以选择使用靶向数据验证方法通过质谱法来评估用于药物发现等应用的肽。一旦在发现过程中确定图谱，则使用质谱法进行靶向定量，使用 AQUA 定制肽 sor SureQuant 检测试剂盒 扫描等产品验证肽抗原，以完成分析。

免疫接种有助于了解疾病发病机制，特别是自体免疫疾病和癌症，方法是使用质谱分析免疫圆顶中的 MHC 相关肽。该方法可通过将免疫应答或疾病状态期间呈递的肽抗原与蛋白序列数据库进行比较，来鉴定其抗原。免疫表型通过识别患者肿瘤特异性抗原帮助开发个性化治疗方法，为癌症的免疫治疗和疫苗的开发做出了重大贡献。鉴别刺激稳健免疫反应的肽抗原，也有助于产生针对传染病的有效疫苗。免疫作用圆顶的分析为精准医学，免疫治疗以及提高对免疫相关疾病的理解提供了宝贵的见解。

癌症免疫治疗的表型分析

确定和表征癌组织的免疫屋顶，使发现新型肿瘤特异性抗原 (TSA) ，后者被用作癌症免疫治疗的靶标。为了开发针对特定肽的免疫疗法，使用 T 细胞抗原决定簇确定肿瘤的相关靶标。研究肿瘤细胞呈现的 MHC- 肽复合物可以深入了解抗癌的免疫反应，并有助于识别癌症生物标志物。

免疫组学允许鉴别肿瘤抗原，这是源自癌症细胞特异性表达但在正常 (对照) 细胞中未发现的突变蛋白的新型肽抗原。由于肿瘤抗原的表达可能因不同的癌症类型和个体而异，它们的鉴定和表征对于开发个性化免疫疗法非常重要，从而有助于获得改善治疗结果。随时间的推移对肽组库进行分析可以评估肿瘤免疫治疗的有效性，监测治疗反应，发现早期癌症检测的生物标志物并帮助预测患者疗效。

免疫组学研究已用于鉴定在三重阴性乳腺癌样本中丰度比正常乳腺组织高的 HLA I 类肽。这些肽作为癌症疫苗和 T 细胞免疫治疗的靶点正在进一步验证。免疫组学分析还用于分析卵巢肿瘤的生物上皮细胞，以确定癌组织中特异性表达的图谱，从而帮助免疫疗法开发。免疫表型通过为检测从头突变所需的微小肽变化提供了显著改进，并创造了 CAR-T 治疗可获得更好的患者治疗结果，改善癌症患者的生活的个性化药物。

免疫组学分析有助于疫苗开发

免疫在防治传染病方面发挥了重要作用。MHC 分子对病原体感染细胞上呈递的肽的鉴定可以揭示细菌和病毒抗原为疫苗开发候选物。病原体感染细胞的免疫组学分析已确定结核分枝杆菌和沙眼衣原体的 T 细胞表位，以及寄生虫利什曼原体主要的表位。最近，这种方法有助于鉴定病毒 T 细胞抗原决定簇，并用于开发潜在的 HIV 和 SARS-CoV-2 疫苗。

为了开发有效的癌症疫苗，识别 T 细胞识别的表位至关重要。而免疫是癌症疫苗开发中的一个关键应用，为从生物组织中提取并分析肿瘤特异性抗原提供了一种途径。为了开发针对癌细胞的疫苗，包括几个步骤。

1. 亲和纯化和肽鉴定：免疫沉淀和串联质谱分析用于分离 MHC 受限肿瘤肽，然后定量肽，以帮助鉴定交叉反应性 T 细胞，从而对候选肽进行功能表征，进而引发强免疫反应。
2. 验证候选肽：通过 RNAseq 和质谱分析，科学家可以表征这些关键的 MHC 受限肽，然后验证并定量这些候选肽。
3. 验证候选肽的载体结合 (即，表征肽与结肠腺病毒的结合亲和力)。
4. 评估肿瘤与肽的反应性：确定肿瘤组织生长是否受阻。

通过分析肿瘤肽组库，可以识别与疾病进展或治疗反应相关的特异性肽特征或模式。免疫共体用于帮助改善疫苗的开发，以帮助覆盖具有特异性抗原表达的多种相关肽群。最近的研究推动了免疫学的发展，使其成为个性化的结肠癌疫苗的前沿。

PROTAC 在 MHC 肽演示中的作用

MHC I 类分子呈递的肽来源于通过泛素 - 蛋白酶体途径降解的内源性蛋白。  已证明靶向蛋白质降解拥抱蛋白水解靶向嵌合体 (PROTACs®) 可诱导 MHC I 类肽的表达变化。其中一些肽来自靶向降解的特异性蛋白，可能确定 T 细胞免疫治疗的新抗原靶标，并增加 PROTAC 的能力，以引发对不可成药目标的生物学反应。PROTAC 还可用于从不易被泛素蛋白酶体系统降解的突变蛋白中生成 MHC 肽抗原，从而能够发现其他肿瘤抗原用于癌症免疫治疗。

PROTAC® 是 Arvinas Operations, Inc. 的注册商标。