肿瘤免疫治疗的关键在于激活机体自身的免疫系统识别并攻击癌细胞。然而，多数肿瘤（如三阴性乳腺癌）免疫原性极低，能成功逃避免疫监视，成为“冷肿瘤”。如何将其转变为“热肿瘤”，是当前研究难点。光疗不仅能直接杀灭肿瘤，还能诱导免疫原性细胞死亡。陆军军医大学团队开发了内质网靶向光敏剂ER-Cy-poNO₂，通过精准放大内质网应激，重塑肿瘤抗原呈递谱，将死亡肿瘤细胞转化为高效“原位疫苗”，为癌症免疫治疗提供了新思路。

文献解析——研究成果展示

▶ 发表时间：2025年3月28日
▶ 期刊：Pharmaceuticals（影响因子：5.7）
▶ 文章标题：

Endoplasmic Reticulum-Targeted Phototherapy Remodels the Tumor Immunopeptidome to Enhance Immunogenic Cell Death and Adaptive Anti-Tumor Immunity

▶ 核心内容：
陆军军医大学大坪医院药剂科、创伤与化学中毒国家重点实验室及基础医学院免疫学教研室联合团队在《Pharmaceuticals》发表研究，提出基于内质网靶向光疗重塑肿瘤免疫肽组的抗乳腺癌免疫治疗策略。研究通过ER-Cy-poNO₂光敏剂联合激光诱导4T-1乳腺癌细胞发生免疫原性细胞死亡（ICD），发现该治疗性疫苗可显著抑制已建立的肿瘤。进一步利用免疫肽组学分析，首次绘制光疗重塑后的肿瘤MHC-I免疫肽图谱，结合深度学习平台DeepImmu筛选出高免疫原性肽段IF4G3986-994。体内实验表明，该肽段联合poly IC佐剂能有效激活抗肿瘤免疫，强力抑制肿瘤生长。

• 研究方法

本研究首先将4T-1乳腺癌细胞经内质网靶向光敏剂ER-Cy-poNO₂联合激光照射处理，诱导其发生免疫原性细胞死亡，获得ICD 4T-1细胞。随后，将该ICD细胞作为治疗性疫苗皮下注射至荷瘤小鼠体内，评估其对已建立肿瘤的抑制效果。为进一步揭示其免疫激活机制，研究团队对处理后的肿瘤细胞进行了转录组测序分析，并利用某生物企业的新抗原发现质谱检测平台进行免疫肽组学分析，鉴定肿瘤细胞表面MHC-I呈递的肽段谱。结合NetMHCpan-4.1预测肽段与MHC-I的结合亲和力，再通过DeepImmu平台对候选肽段的免疫原性进行评分排序，筛选出排名前15的肽段进行化学合成。最后，通过体外ELISpot实验和树突状细胞成熟实验验证各肽段的免疫激活能力，并在小鼠模型中评估最优肽段联合poly IC佐剂的抗肿瘤效果。

图1. ER靶向光疗重塑免疫肽组抗肿瘤机制示意图

• 研究结果

1. 靶向内质网光疗法提升发生ICD的4T-1肿瘤细胞免疫原性

IFN-γ ELISpot检测不同处理后4T-1细胞对脾脏T细胞的激活能力；将ICD 4T-1细胞作为疫苗免疫小鼠，再接种活肿瘤细胞。ER-Cy-poNO₂+激光组IFN-γ斑点数超阳性对照。免疫后小鼠脾脏CD8⁺T细胞比例升至40%，CD8⁺IFN-γ⁺T细胞升至12%，肿瘤内Treg比例显著下降。ER靶向光疗诱导的ICD 4T-1细胞具有强免疫原性，可作为预防性疫苗激活抗肿瘤免疫。

图2. ER靶向光疗提升发生 ICD 的 4T-1 肿瘤细胞免疫原性

2. 靶向内质网光疗法诱导的 ICD 肿瘤细胞在 4T-1 荷瘤小鼠体内激发强效抗肿瘤免疫

先建立4T-1荷瘤小鼠模型，3天后在远端皮下注射ICD 4T-1细胞（每3天1次，共3次），监测肿瘤生长及免疫指标。ICD细胞治疗组肿瘤生长显著抑制，成熟DC比例在近远端淋巴结均升高，肿瘤内CD8⁺T细胞浸润增加，Treg比例下降，血清IFN-γ升高。ICD 4T-1细胞作为治疗性疫苗能有效抑制已建立的肿瘤，激活系统抗肿瘤免疫。

图3. ER靶向光疗诱导的 ICD 肿瘤细胞在 4T-1 荷瘤小鼠体内激发强效抗肿瘤免疫

3. 靶向内质网光疗法重塑4T-1细胞免疫肽组，产生高亲和力MHC-I配体

免疫肽组学（LC-MS/MS）鉴定PBS组和光疗组细胞表面MHC-I结合肽段，NetMHCpan-4.1预测亲和力。共鉴定6671条肽段，光疗组特有2694条。上调肽段中强结合肽占比：H2-Dd 71.5%、H2-Kd 39.2%、H2-Ld 31.5%，呈现独特结合基序。ER靶向光疗显著重塑肿瘤免疫肽组，富集高亲和力MHC-I配体，增强肿瘤抗原性。

图4. ER靶向光疗重塑 4T-1 细胞免疫肽组

4. 多肽IF4G3986-994的免疫原性显著优于其他候选多肽

DeepImmu平台对高亲和力上调肽段进行免疫原性评分排序，合成前15名肽段；通过IFN-γ ELISpot和流式细胞术验证免疫原性。第15号肽段IF4G3986-994（QGPKTIEQI）在ELISpot中诱导的IFN-γ斑点数最多，超阳性对照；同时促进BMDC成熟（CD80⁺CD86⁺）能力最强。IF4G3986-994是筛选出的最具免疫原性的候选肽段。

图5. 多肽 IF4G3₉₈₆₋₉₉₄的免疫原性显著优于其他候选多肽

5. 高免疫原性多肽IF4G3986-994可有效激活小鼠抗肿瘤免疫、抑制肿瘤生长

IF4G3986-994联合poly IC免疫小鼠，1周后接种活4T-1细胞，监测肿瘤生长及免疫指标（流式、ELISA、ELISpot）。联合组肿瘤生长显著抑制。脾脏CD8⁺IFN-γ⁺T细胞比例达近30%（PBS组5%），成熟DC比例升高，肿瘤内Treg下降约10%，血清IFN-γ升高，无毒性反应。IF4G3986-994肽段联合poly IC佐剂能有效激活抗肿瘤免疫，抑制肿瘤生长，具有良好的安全性和应用潜力。

图6. 高免疫原性多肽 IF4G3₉₈₆₋₉₉₄可有效激活小鼠抗肿瘤免疫、抑制肿瘤生长

• 研究结论

本研究首次系统揭示了内质网靶向光疗通过重塑肿瘤细胞免疫肽组、增强肿瘤抗原性的新机制。研究发现，该疗法诱导的免疫原性细胞死亡（ICD）细胞可作为有效的治疗性疫苗抑制已建立的肿瘤。通过免疫肽组学联合深度学习筛选，成功鉴定出高免疫原性肽段IF4G3986-994，其与poly IC佐剂联用后能显著激活CD8⁺T细胞应答、降低调节性T细胞比例，实现强效抗肿瘤免疫。本研究不仅阐明了内质网应激与肿瘤抗原性之间的关键联系，也为基于肿瘤特异性肽段的个性化癌症疫苗研发。



PS. 上述研究中，百蓁生物（Baizhen Biotechnologies）的新抗原发现质谱检测平台在该研究中成功为客户完成了高精度免疫肽组学检测，助力筛选出高免疫原性候选肽段IF4G3986-994。