1 型糖尿病是一种由自身免疫攻击胰岛 β 细胞引发的慢性疾病，尽管学界对胰岛素等天然抗原的研究已十分深入，但新型自身抗原的产生机制始终是未解之谜。近年来，肿瘤免疫学研究发现，慢性炎症可通过非突变机制产生 “新抗原”，这一思路为自身免疫病研究提供了全新方向。本研究通过免疫肽组学技术，在人类和小鼠体内发现了一种由微环境驱动的胰岛素单氨基酸突变——C19S（半胱氨酸→丝氨酸），它不仅会重塑胰岛素的自身反应性，还会成为持续激活记忆 T 细胞的关键 “新抗原”，为 1 型糖尿病的发病机制和诊疗研究打开了新窗口。

发表时间：2026年1月

期刊：Nature Immunology (IF:27.7)

文章标题：A microenvironment-driven HLA-II-associated insulin neoantigen elicits persistent memory T cell activation in diabetes 

核心内容：本研究依托免疫肽组学精准技术，首次在人类和小鼠体内系统鉴定了 1 型糖尿病相关的胰岛免疫肽谱。研究突破性地发现，在应激微环境诱导下，胰岛素B 链第19位氨基酸发生关键的C19S（半胱氨酸→丝氨酸）单氨基酸突变，并形成大量可被 MHC-II 分子提呈的新型免疫原性肽段。这类 “C19S 新抗原” 不仅能打破免疫耐受，还能驱动 CD4+ T 细胞克隆扩增与持续活化，从根本上解释了1型糖尿病中慢性炎症的维持机制。该发现通过免疫肽检测视角，重新定义了 1 型糖尿病的致病抗原谱，为开发精准诊断标志物与免疫治疗新靶点提供了核心科学依据。

研究方法

本研究基于免疫肽组学技术体系，首先对健康对照（ND）、发病 3 个月（3mos）及 18 个月（18mos）的 1 型糖尿病患者进行混合餐耐量试验（MMTT），采集不同时间点外周血单核细胞，通过优化 HLA-II 免疫沉淀、LC-MS/MS等实验流程，结合数据非依赖性质谱（DDA）与靶向质谱（PRM），在人类受试者及 NOD 小鼠模型的外周血/淋巴组织中精准鉴定并验证了应激微环境下的关键免疫肽段 ——C19S 突变胰岛素肽段；随后利用 ELISpot、T 细胞杂交瘤/四聚体染色、光谱流式及单细胞 RNA 测序等技术，从跨物种保守性、免疫原性、疾病相关微环境依赖性及T细胞功能特征等维度，系统验证了该“新抗原”的形成机制、免疫原性及与1型糖尿病病程的相关性，并结合临床患者样本分析了其转化潜力。

图1免疫肽组学鉴定并验证1型糖尿病相关C19S新抗原

研究结果
1. 小鼠和人类中发生半胱氨酸 - 丝氨酸突变的胰岛素肽段的鉴定

采用免疫肽组学分析，对人类受试者（健康对照、1 型糖尿病发病3个月/18 个月患者）进行混合餐耐量试验（MMTT），同时对NOD小鼠进行葡萄糖刺激，通过质谱技术筛选并验证胰岛来源肽段。在人类 HLA-DQ/DR 肽组和小鼠 I-Ag7 肽组中，均鉴定出胰岛素 B 链第 19 位半胱氨酸突变为丝氨酸的 C19S 肽段，该肽段覆盖 InsB9-23区域（MHC-II 结合核心区），仅在葡萄糖/MMTT刺激后可稳定检测；进一步通过合成标准品质谱比对，确证了C19S肽段在人类外周血、小鼠淋巴液及胰岛组织中的真实存在，证实其跨物种保守性。

2. 疾病相关信号促进胰腺 β 细胞中 C19S 的产生

构建 C19S 特异性 CD4⁺T 细胞杂交瘤（S5 克隆），建立基于 β 细胞颗粒的抗原提呈（GAP），结合内质网应激剂（衣霉素）、炎症细胞因子（TNFα、IL-1β 等）处理 MIN6 细胞、小鼠原代胰岛及人类胰岛，检测杂交瘤细胞的激活程度，同时用质谱验证，量化 C19S 肽段的产生水平。内质网应激和氧化应激可显著诱导 β 细胞中 C19S 肽段生成，且该效应可被抗氧化剂（谷胱甘肽、NAC）逆转；炎症细胞因子（尤其是 TNFα）通过加重内质网应激和 redox 应激，进一步增强 C19S 产生；随着糖尿病进展，NOD 小鼠胰岛细胞对 C19S 特异性 T 细胞的活化效应逐渐升高，证实 C19S 提呈水平与疾病进程正相关。

图 2 C19S 特异性 CD4⁺T 细胞杂交瘤构建及应激诱导 C19S 产生的验证

3. C19S 是一种依赖于环境的单氨基酸突变

对衣霉素处理前后的 MIN6 细胞分泌溶酶体肽组进行无偏倚质谱分析，通过 Peaks Studio检索，系统筛选翻译后修饰（PTMs）和单氨基酸变异体（SAVs），量化不同条件下 C19S 的丰度变化。在 348 种 PTMs/SAVs 中，C19S（Cys→Ser）在衣霉素处理后增幅最显著，且被鉴定为 SAV 而非传统 PTMs；非应激状态下，C19S 在 β 细胞中仅以低基础水平存在于分泌溶酶体中，而应激微环境可使其成为胰岛素 B 链第 19 位残基的主导修饰形式，证实其环境依赖性特征。

图3. 内质网应激诱导胰岛 β 细胞产生 C19S 单氨基酸突变

4. C19S 新表位的可及性和炎症信号驱动特异性 T 细胞活化

利用 NOD.B16A（胰岛素 Y16A 突变）和 NOD.Tnfrsf1a/1b⁻/⁻（TNF 受体双敲除）小鼠模型，结合 ELISPOT、流式细胞术，分析 C19S 表位可及性和 TNFα 信号对 T 细胞活化的影响。NOD.B16A 小鼠中 C19S 表位缺失，导致 C19S 特异性 T 细胞频率和活化水平显著降低，证实表位可及性是 T 细胞活化的前提；TNFα 信号缺陷可抑制 C19S 特异性 T 细胞的活化表型；即使 β 细胞丢失导致抗原产生减少，糖尿病炎症微环境仍能维持 C19S 特异性 T 细胞的高活化状态。

5. 应激和炎症状态下人类胰岛中的 C19S 突变

对非糖尿病供体人类胰岛进行衣霉素（内质网应激）、炎症细胞因子（TNFα、IL-1β、IFNγ）处理，通过 GAP assay 和质谱分析，检测 C19S 肽段的产生情况。衣霉素处理可显著增加人类胰岛分泌溶酶体和致密核心颗粒中 C19S 的水平，抗氧化剂可逆转该效应；IL-1β、TNFα、IFNγ 等炎症细胞因子联合刺激后，人类胰岛分泌溶酶体肽组中可检测到 C19S 胰岛素肽段，证实应激和炎症信号同样可驱动人类胰岛产生 C19S 突变。

图 4 人类胰岛中应激与炎症信号驱动 C19S 突变的验证

结论

本研究通过免疫肽组学技术，在人类与小鼠模型中首次鉴定出微环境驱动的胰岛素 C19S 单氨基酸突变新抗原：该突变由胰岛 β 细胞氧化应激、内质网应激及炎症因子（如 TNFα）诱导产生，在应激状态下成为胰岛素 B 链第 19 位残基的主导修饰形式；C19S 新抗原以登记依赖方式重塑 CD4⁺T 细胞识别，在 1 型糖尿病患者中可诱导 HLA-DQ8 限制性特异性 T 细胞显著扩增，并表现出持续性 Th1 样中枢记忆活化表型，缺乏调节功能且与疾病进展高度相关，为解析 1 型糖尿病自身免疫慢性炎症的维持机制、开发精准诊断标志物与免疫治疗靶点提供了核心科学依据。

参考文献

Srivastava, N., Vomund, A.N., Yu, R. et al. A microenvironment-driven HLA-II-associated insulin neoantigen elicits persistent memory T cell activation in diabetes. Nat Immunol 27, 82–97 (2026).