免疫肽组学技术助力解锁小细胞肺癌新靶点ATAD2
2025-11-11 来源:本站 点击次数:232
小细胞肺癌(SCLC)是一种高度侵袭性的神经内分泌肿瘤，转移潜能高，预后差，且其分子和临床病理特征显示出高度异质性，目前除TP53和RB1缺失外，尚未发现其他相关突变基因，导致缺乏肿瘤抗原靶点来扩展免疫疗法的选择。ATAD2是一种新发现的，在多种恶性肿瘤中发挥致癌功能的蛋白，已有研究证实其在促进肿瘤发生和发展中发挥作用，但其在肿瘤免疫逃逸中的确切功能以及作为免疫治疗靶点的潜在效用仍不明确。此外，ATAD2作为SCLC不同亚型免疫治疗靶点的潜在作用也需进一步研究。
2025年1月13日，中国医学科学院肿瘤医院肿瘤内科王洁教授团队在eBioMedicine(IF=9.7，Q1)上发表了题为“ATAD2 is a potential immunotherapy target for patients with small cell lung cancer harboring HLA-A∗0201”研究成果。该研究通过基于质谱的免疫肽组学技术分析了SCLC细胞系标本中的睾丸抗原(CTA)，结合测序的数据发现ATAD2的表达水平在SCLC患者中显著升高，且与ASCL1的表达呈正相关，进一步筛选出YSDDDVPSV多肽作为一种潜在的肿瘤抗原标志物，能够激活HLA-A02:01限制的T细胞，为SCLC的免疫治疗提供了新的方向。
01--小细胞肺癌患者临床组织与细胞系样本分析
图1 80例p-SCLC患者和14个SCLC细胞系标本的特征
图2 不同SCLC亚型中常见CTA的鉴定
04--ATAD2 表达与ASCL1表达呈正相关
为了阐明ATAD2表达与5种亚型(SCLC-A/N/Y/P和-mixed)及其与SCLC临床特征的相关性，作者评估了SCLC患者的scRNA-seq数据和mRNA-seq数据(cBioPortal数据库)。结果均表明，ATAD2表达与ASCL1和NEUROD1表达均呈正相关，且前者相关性更强。然后，作者通过IHC评估了80例p-SCLC患者肿瘤组织的蛋白表达，结果显示ATAD2的表达水平在5种亚型(SCLC-A/N/Y/P和-mixed)中存在差异，SCLC-A(82.69%)和 SCLC-N(65.38%)样本的 ATAD2 阳性比例更高(图 4J)。此外，ATAD2 高表达与 SCLC-A显著相关，与SCLC-MIX负相关，而 ATAD2 表达水平与 SCLC-N、SCLC-P 或 SCLC-Y 之间无相关性(图 4J)。
图4 ATAD2表达与ASCL1表达呈正相关
05--HLA-I 阳性SCLC细胞系中ATAD2免疫YSDDDVPSV的鉴定和验证
图5 ATAD2 免疫肽筛选与验证
小结：
目前，SCLC表达的可靶向抗原尚未确定，阻碍了用于该适应症的免疫治疗药物的发展。本研究通过LC-MS/MS分析发现CTA的表达模式在SCLC亚型之间存在显著差异。在281个CTA中，有99个在11个SCLC细胞系中被检测到，这11个SCLC细胞系代表了5个亚型(SCLC-A/N/Y/P和混合型)，并且这11个SCLC细胞系中有6个共同的CTA。这6个CTA中有4个也存在于临床SCLC标本中。这些结果证实了SCLC的异质性，并强调了识别SCLC亚型间共同肿瘤抗原以开发免疫治疗方法的必要性。YSDDDVPSV具有最有利于免疫靶向的特性，并通过T细胞反应性实验验证了HLA-A∗02:01 T细胞反应性很强，表明HLA-A∗02:01-YSDDDVPSV 抗原肽可能是未来免疫疗法开发的潜在靶点。
原文链接：https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00551-6/fulltext
作为生物信息学的领军企业，BSI专注于蛋白质组学和生物药领域，通过机器学习和先进算法提供世界领先的质谱数据分析软件和蛋白质组学服务解决方案，以推进生物学研究和药物发现。我们通过基于AI的计算方案，为您提供对蛋白质组学、基因组学和医学的卓越洞见。旗下著名的PEAKS®️系列软件在全世界拥有数千家学术和工业用户，包括：PEAKS®️ Studio，PEAKS®️ Online，PEAKS®️ GlycanFinder, PEAKS®️ AB，ProteoformXTM,DeepImmu®️ 免疫肽组发现服务和抗体综合表征服务等。联系方式：021-60919891；sales-china@bioinfor.com
2025年1月13日，中国医学科学院肿瘤医院肿瘤内科王洁教授团队在eBioMedicine(IF=9.7，Q1)上发表了题为“ATAD2 is a potential immunotherapy target for patients with small cell lung cancer harboring HLA-A∗0201”研究成果。该研究通过基于质谱的免疫肽组学技术分析了SCLC细胞系标本中的睾丸抗原(CTA)，结合测序的数据发现ATAD2的表达水平在SCLC患者中显著升高，且与ASCL1的表达呈正相关，进一步筛选出YSDDDVPSV多肽作为一种潜在的肿瘤抗原标志物，能够激活HLA-A02:01限制的T细胞，为SCLC的免疫治疗提供了新的方向。
该研究中免疫肽的富集实验使用我司的NeoDiscoveryTM HLA-I型免疫肽富集试剂盒完成，质谱数据解析使用PEAKS®DeepNovo Peptidome工作流完成。
01--小细胞肺癌患者临床组织与细胞系样本分析
研究团队收集了80例p-SCLC患者的手术病理组织样本，通过免疫组化(IHC)方法划分为5种亚型(SCLC-A/N/Y/P和混合型，图1A)。通过Western blot(WB)对14种SCLC细胞系模型进行了亚型分析，然后通过WB和流式细胞术(FCM)检测了这些细胞系模型中HLA-I、HLA-II和抗原呈递机制(APM)的细胞表面表达。结果发现，SCLC-A和SCLC-N亚型细胞系的HLA-I及其相关APM的表达水平低于SCLC-P和SCLC-Y亚型细胞系，所有细胞系的HLA-II及其相关APM的表达水平相似。
图1 80例p-SCLC患者和14个SCLC细胞系标本的特征
02--ATAD2在SCLC患者组织和细胞系中均高度表达
本研究对11个SCLC细胞系提取的HLA-I呈递多肽进行了LC-MS/MS分析(图2A)，通过PEAKS® DeepNovo Peptidome工作流，与uniprot和swissprot人类序列数据库进行匹配，结果共检测到99个CTA，其中有6个是所有细胞系共有的(图2B)：ATAD2、NOL4、POTEE、SPAG1、SPAG8 和 TEX15。此外，scRNA-seq数据显示，与细胞系模型相比，临床SCLC实体肿瘤样本中检测到了4种CTA：ATAD2、SPAG1、SPAG8 和 NOL4(图2C-D)。
图2 不同SCLC亚型中常见CTA的鉴定
03--四种常见CTA的临床相关性分析
作者对11例SCLC患者的scRNA-seq数据集进一步分析，发现ATAD表达水平最高(图3A-E)。来自63个细胞系(GSE73160)和SCLC患者微阵列数据集(GSE43346和GSE40275)的mRNA测序数据也证实了ATAD2在SCLC细胞系和患者组织中的表达均明显高于邻近正常组织、正常人体器官组织，并且比NSCLC患者的组织和细胞系高(图3 F-H)。在蛋白质水平上，IHC显示，80例p-SCLC患者标本(65.0%)的ATAD2表达显著高于27例c-SCLC患者标本(25.93%)(P<0.001∗∗∗)和73例NSCLC患者组织(38.36%)(P<0.01∗∗)。
图3 ATAD2在SCLC患者组织和细胞系中高表达
04--ATAD2 表达与ASCL1表达呈正相关
为了阐明ATAD2表达与5种亚型(SCLC-A/N/Y/P和-mixed)及其与SCLC临床特征的相关性，作者评估了SCLC患者的scRNA-seq数据和mRNA-seq数据(cBioPortal数据库)。结果均表明，ATAD2表达与ASCL1和NEUROD1表达均呈正相关，且前者相关性更强。然后，作者通过IHC评估了80例p-SCLC患者肿瘤组织的蛋白表达，结果显示ATAD2的表达水平在5种亚型(SCLC-A/N/Y/P和-mixed)中存在差异，SCLC-A(82.69%)和 SCLC-N(65.38%)样本的 ATAD2 阳性比例更高(图 4J)。此外，ATAD2 高表达与 SCLC-A显著相关，与SCLC-MIX负相关，而 ATAD2 表达水平与 SCLC-N、SCLC-P 或 SCLC-Y 之间无相关性(图 4J)。
为了探究ATAD2在疾病进展过程中的表达，作者又分析了SCLC患者接受顺铂治疗前后，从细胞系来源的异种移植瘤(CDX)肿瘤和纵向收集的循环肿瘤细胞(CTC)中的scRNA-seq数据(GSE138267)。CTC的系列scRNA-seq分析显示，其转录异质性与配对CDX相似(图4K、L)。ATAD2和NOL4在未经治疗的CDX和顺铂耐药后患者的CTC中表达最高，而在未经治疗的CTC和对顺铂有反应的肿瘤患者的CTC中，这些基因的表达较低(图4M)。未经治疗的CDX肿瘤中的ATAD2、NOL4和SPAG1表达水平高于未经治疗的CTC，但接受顺铂治疗的应答患者CTC中的ATAD2、NOL4和SPAG1表达水平低于接受顺铂治疗的耐药患者CTC中的ATAD2、NOL4和SPAG1表达水平(图4N)。这些数据表明ATAD2的表达是动态的，会随着SCLC的临床病程而变化。
图4 ATAD2表达与ASCL1表达呈正相关
05--HLA-I 阳性SCLC细胞系中ATAD2免疫YSDDDVPSV的鉴定和验证
LC-MS/MS鉴定结果显示，SCLC-A和SCLC-N SCLC细胞系模型的免疫肽数量显著低于SCLC-P和SCLC-Y模型。c-SCLC(H2066)中的免疫肽数量也显著低于SCLC-P/Y(图5A)。共鉴定出106条ATAD2相关免疫肽，其中YSDDDVPSV与UniProt数据库中ATAD2的肽序列一致，并在3种SCLC模型中均有检测到。为了测试YSDDDVPSV能否激活T细胞，作者从两名HLA基因型不同的正常健康志愿者体内分离了PBMCs：HLA-A∗02:01表达和HLA-A∗02:01缺失(非HLA-A∗02:01)(图5B)。用经YSDDDVPSV处理的T2细胞(共9天)分别刺激HLA-A∗02:01和非HLA-A∗02:01 PBMCs，通过ICS定量分析能够分泌IFN-γ的活化CD8+ T细胞的百分比。在HLA-A∗02:01 培养物中观察到分泌IFN-γ的CD8+T细胞的百分更高(图 5C)。进一步通过CBA检测培养上清液中的IFN-γ，发现HLA-A∗02:01 T细胞培养上清液中的IFN-γ水平高于非HLA-A∗02:01 T细胞(图5D)。以上结果表明 HLA-A∗02:01-YSDDDVPSV免疫肽可以以HLA依赖的方式刺激T细胞活化，为进一步研究其作为SCLC的免疫药物靶点提供了依据。
图5 ATAD2 免疫肽筛选与验证
小结：
目前，SCLC表达的可靶向抗原尚未确定，阻碍了用于该适应症的免疫治疗药物的发展。本研究通过LC-MS/MS分析发现CTA的表达模式在SCLC亚型之间存在显著差异。在281个CTA中，有99个在11个SCLC细胞系中被检测到，这11个SCLC细胞系代表了5个亚型(SCLC-A/N/Y/P和混合型)，并且这11个SCLC细胞系中有6个共同的CTA。这6个CTA中有4个也存在于临床SCLC标本中。这些结果证实了SCLC的异质性，并强调了识别SCLC亚型间共同肿瘤抗原以开发免疫治疗方法的必要性。YSDDDVPSV具有最有利于免疫靶向的特性，并通过T细胞反应性实验验证了HLA-A∗02:01 T细胞反应性很强，表明HLA-A∗02:01-YSDDDVPSV 抗原肽可能是未来免疫疗法开发的潜在靶点。
原文链接：https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00551-6/fulltext
作为生物信息学的领军企业，BSI专注于蛋白质组学和生物药领域，通过机器学习和先进算法提供世界领先的质谱数据分析软件和蛋白质组学服务解决方案，以推进生物学研究和药物发现。我们通过基于AI的计算方案，为您提供对蛋白质组学、基因组学和医学的卓越洞见。旗下著名的PEAKS®️系列软件在全世界拥有数千家学术和工业用户，包括：PEAKS®️ Studio，PEAKS®️ Online，PEAKS®️ GlycanFinder, PEAKS®️ AB，ProteoformXTM,DeepImmu®️ 免疫肽组发现服务和抗体综合表征服务等。联系方式：021-60919891；sales-china@bioinfor.com
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