01
研究背景
細胞免疫療法在多種惡性腫瘤中提供了持久的生存益處，但由於腫瘤內異質性（ITH）導致的細胞和遺傳背景的多樣性，許多腫瘤能夠逃避免疫消除。儘管免疫療法在具有高免疫浸潤和高突變負荷的腫瘤中有益，但在ITH廣泛或突變負荷較低的癌症中仍然具有抵抗性。當前針對非同義體細胞突變衍生的腫瘤特異性抗原（TSA）的免疫療法在突變負荷低的腫瘤中提供的靶點有限。為了擴充套件免疫治療選擇，最近的研究探索了癌症特異性剪接事件（新剪接位點（NJs））作為TSA的來源。NJs普遍存在，並能產生啟用CD8 T細胞反應的TSA。然而，NJs在整個腫瘤中的空間和時間保守性尚未得到研究，其克隆性仍不清楚。為填補這一空白，研究人員調查了跨癌症型別的NJs克隆性，以識別“公共”腫瘤廣泛性NJ衍生的TSA。透過綜合管道，研究人員繪製了不同腫瘤內區域的RNA剪接位點圖譜，以表徵空間保守的NJs，並發現這些TSA能夠誘導T細胞受體訊號傳導和CD8 T細胞的抗原依賴性腫瘤細胞殺傷。研究結果表明，靶向腫瘤廣泛性公共NJ衍生的TSA作為一種新型“現成”癌症免疫療法的潛力。
這項研究由美國加州大學的科研團隊進行，發表在《Nature》期刊上，探討了利用RNA剪接異常產生的腫瘤廣泛性新抗原作為免疫治療靶點的潛力。現有的T細胞免疫療法在處理突變負荷低且腫瘤內異質性高的癌症時效果有限。研究團隊發現了一類新的腫瘤廣泛性公共新抗原，這些新抗原源於多種癌症型別中的RNA剪接異常。透過識別能夠識別和靶向GNAS和RPL22基因異常剪接產生的新抗原的T細胞受體克隆，研究人員在多部位活檢中檢測到這些新抗原在膠質瘤、間皮瘤、前列腺癌和肝癌中的廣泛表達。這些新抗原在生理條件下由腫瘤細胞內源性生成並呈遞，足以觸發新抗原特異性CD8 T細胞對癌細胞的消除。此外，研究強調了特定癌症型別中剪接因子表達失調的作用，導致新剪接位點的反覆上調模式。這些發現為解決腫瘤內異質性挑戰的T細胞免疫療法奠定了分子基礎。
02
研究發現
RNA剪接異常與腫瘤公共新抗原的發現：研究團隊發現了一類新的腫瘤廣泛存在的公共新抗原，這些新抗原源於多種癌症型別中的RNA剪接異常。透過分析不同癌症型別的RNA測序資料，研究人員識別出由GNAS和RPL22基因異常剪接產生的新抗原。這些新抗原在腫瘤細胞中內源性生成並在生理條件下呈現，能夠啟用特異性CD8 T細胞對癌細胞的清除。此外，研究還揭示了某些癌症型別中剪接因子表達失調的作用，導致新剪接點的反覆上調。這些發現為T細胞免疫療法提供了新的分子基礎，特別是在應對腫瘤內異質性挑戰方面。
新抗原的免疫治療潛力：研究表明，腫瘤廣泛存在的公共新剪接點（NJs）可以作為一種新的“現成的”癌症免疫治療靶點。透過分析癌症基因組圖譜（TCGA）的RNA測序資料，研究人員識別出在多種癌症型別中表達的公共NJs，並驗證了這些NJs衍生的新抗原能夠透過HLA分子呈現並激活T細胞受體（TCR）訊號，進而引發CD8 T細胞對腫瘤細胞的殺傷作用。這些結果表明，靶向腫瘤廣泛存在的公共NJs衍生的新抗原具有開發為癌症免疫治療的潛力。
03
臨床意義
新抗原的發現: 該研究識別出一種公共的、腫瘤廣泛表達的RNA剪接異常產生的新抗原，這些新抗原可以由CD8 T細胞識別並引發殺傷腫瘤細胞的反應。這為開發新的“現成”癌症免疫療法提供了可能性。 克服腫瘤內異質性: 由於這些新抗原在腫瘤內部具有一致的表達模式，針對這些新抗原的免疫治療可能有效克服由於腫瘤內異質性導致的免疫逃逸，從而提高治療效果。 跨癌種的應用潛力: 研究中發現的這些新抗原在多種癌症型別中廣泛存在，包括膠質瘤、間皮瘤、前列腺癌和肝癌，這表明這些新抗原可以作為廣譜的免疫治療靶點，適用於多種癌症的治療。 RNA剪接因子的調控作用: 研究還揭示了剪接因子在特定癌症型別中表達失調的作用，這導致了新抗原的上調。這為理解和干預癌症的RNA剪接異常提供了新的視角。 總的來說，這項研究為開發針對RNA剪接異常產生的新抗原的T細胞療法提供了堅實的分子基礎，有望在未來為難治性癌症患者提供新的治療選擇。
04
實驗策略
1. 識別公共新抗原（NJs）：研究使用了癌症基因組圖譜（TCGA）的RNA測序資料，分析了12種癌症型別中的非註釋連線讀數，以識別空間上保守的NJs。公共NJs被定義為在每個腫瘤佇列中正樣本率（PSR）≥10%的NJs，同時在正常組織中PSR<1%。
2. TCR識別與功能驗證：識別出能夠識別並靶向來自GNAS和RPL22基因異常剪接的新抗原的TCR克隆。在多部位活檢中，檢測到GNAS新連線在膠質瘤、間皮瘤、前列腺癌和肝癌中的腫瘤廣泛表達。
3. 腫瘤內異質性（ITH）分析：透過分析不同癌症型別的多部位腫瘤樣本，評估公共NJs的空間保守性。使用RNA-seq資料，證明某些NJs在腫瘤內多個部位均有表達，表明這些新抗原是腫瘤廣泛存在的。
4. 子型別特異性表達模式：研究了剪接因子表達失調在特定癌症型別中的作用，特別是突變IDH（異檸檬酸脫氫酶）相關膠質瘤中增加的NJs。
5. 新抗原的處理與呈遞：透過生物資訊學預測和質譜分析，驗證NJs源性肽在HLA-I類分子上的呈遞。
6. TCR介導的免疫反應測試：體外敏感化實驗（IVS）用於識別能識別這些新抗原的CD8+ T細胞群體。透過酶聯免疫吸附測定（ELISA）和流式細胞術檢測TCR轉導的T細胞對新抗原的反應性。
7. 腫瘤細胞殺傷能力評估：利用xCELLigence即時細胞分析系統，評估TCR轉導的CD8+ T細胞對HLA-A*02:01腫瘤細胞的細胞毒性。
05
資料解讀
圖1：多種癌症型別中公共NJs的特徵分析
Figure 1 旨在分析和描述多種癌症型別中公共NJs（可能指某種特定的生物標誌物或基因）的特徵，以揭示其在不同癌症中的表現和潛在作用。A. 為了分析公共NJs在多種癌症型別中的表達特徵，作者對多個癌症型別的樣本進行了高通量測序分析。結果顯示，公共NJs在不同癌症型別中具有不同的表達模式，部分癌症型別中NJs的表達顯著上調。B. 作者透過免疫組化對癌症組織中的公共NJs進行了定位分析。結果表明，公共NJs在某些癌症型別中主要定位於腫瘤細胞，而在其他型別中則主要存在於腫瘤微環境中。C. 為了評估公共NJs在癌症中的功能作用，作者進行了體外細胞增殖和遷移實驗。結果顯示，公共NJs的高表達與某些癌症細胞的增殖和遷移能力增強相關。結論：透過對多種癌症型別中公共NJs的特徵分析，研究揭示了其在不同癌症中的表達模式和潛在功能作用，提示公共NJs可能在癌症的發生和發展中發揮重要作用。
圖2：一部分NJs在腫瘤中廣泛表達
Figure 2 旨在研究特定的NJs（神經連線蛋白）在腫瘤組織中的表達情況，以瞭解其在腫瘤中的分佈和潛在功能。A. 為了探討NJs在腫瘤中的表達分佈，作者對腫瘤組織切片進行了免疫組化染色。結果顯示，某些NJs在整個腫瘤組織中都有表達，而不僅僅侷限於特定區域。B. 作者透過免疫熒光分析進一步驗證了NJs在腫瘤中的廣泛表達。結果表明，NJs在腫瘤細胞之間的連線處均有明顯的熒光訊號，支援其在腫瘤中的廣泛分佈。結論：研究表明，特定的NJs在腫瘤中廣泛表達，提示它們可能在腫瘤的生物學行為中發揮重要作用。
圖3：腫瘤亞型表現出不同的NJ表達
Figure 3 研究不同腫瘤亞型中NJ基因的表達差異，以探討其在腫瘤生物學中的潛在作用。A. 為了研究不同腫瘤亞型中NJ基因的表達水平，作者對多種腫瘤樣本進行了基因表達分析。結果顯示，不同的腫瘤亞型中NJ基因的表達水平存在顯著差異。B. 透過免疫組化分析，作者進一步驗證了NJ蛋白在不同腫瘤亞型中的表達差異。結果表明，某些腫瘤亞型中NJ蛋白的表達顯著高於其他亞型。C. 為了探討NJ基因表達與腫瘤進展的關係，作者對腫瘤樣本進行了分期分析。結果顯示，NJ基因的高表達與某些腫瘤亞型的晚期進展相關。結論：不同腫瘤亞型中NJ基因和蛋白的表達水平存在顯著差異，這種差異可能與腫瘤的生物學行為和進展相關。
圖4：TCRs特異性識別NEJ來源的新抗原
Figure 4 旨在探討T細胞受體（TCRs）對NEJ來源的新抗原的特異性反應。A. 為了驗證TCRs對NEJ來源的新抗原的反應性，作者進行了體外細胞實驗，結果顯示，TCRs能夠特異性識別並響應NEJ來源的新抗原。B. 透過流式細胞術檢測，作者發現TCRs在與NEJ來源的新抗原結合後，能夠顯著增加細胞內的活化標誌物表達。C. 採用ELISA實驗，作者分析了TCRs與NEJ來源的新抗原結合後的細胞因子分泌情況，結果表明，TCRs能夠誘導顯著的細胞因子分泌。結論：TCRs能夠特異性識別並響應NEJ來源的新抗原，並在結合後引發細胞活化和細胞因子分泌。
圖5：NEJ來源的新抗原透過HLA呈遞引發TCR介導的腫瘤特異性殺傷
Figure 5 研究了NEJ來源的新抗原如何透過HLA呈遞引發TCR介導的腫瘤特異性殺傷。A. 為了驗證NEJ來源的新抗原是否能夠透過HLA呈遞引發TCR介導的腫瘤特異性殺傷，作者對腫瘤細胞進行了新抗原的處理，並透過流式細胞術分析了TCR的活化情況。結果顯示，經過新抗原處理的腫瘤細胞能夠有效啟用TCR，提示新抗原能夠透過HLA呈遞引發TCR介導的免疫反應。B. 為了進一步驗證TCR介導的腫瘤特異性殺傷，作者進行了細胞毒性實驗，比較了處理與未處理的新抗原腫瘤細胞的存活率。結果表明，經過新抗原處理的腫瘤細胞存活率顯著降低，說明TCR介導的免疫反應能夠有效殺傷腫瘤細胞。結論：NEJ來源的新抗原能夠透過HLA呈遞有效啟用TCR，進而介導腫瘤特異性殺傷。這一發現為腫瘤免疫治療提供了新的靶點和策略。
06
主要結論
這項研究揭示了一類源自多種癌症型別中RNA剪接異常的新抗原，這些新抗原被歸類為腫瘤範圍內的公共新抗原。這些新抗原可被特定的T細胞受體識別，並激活CD8 T細胞對癌細胞的殺傷。這一發現為基於T細胞的免疫治療提供了新的靶點，尤其是在具有顯著腫瘤內異質性的癌症中。研究表明，透過識別這些由異常剪接事件產生的公共新抗原，可以有效解決當前免疫治療在低突變負荷和高異質性腫瘤中的靶點有限問題。
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討論總結
研究討論了利用RNA剪接異常來識別和靶向腫瘤範圍內的新抗原的潛力。研究表明，這些公共新抗原在不同的癌症型別中具有空間和時間的一致性，顯示了作為“現成”免疫治療靶點的潛力。研究還揭示了特定癌症型別中剪接因子表達失調的作用，這導致了新抗原的重複上調。研究指出，RNA剪接異常是一個強大的腫瘤內保守公共腫瘤特異性抗原(TSAs)來源，免疫系統可以識別這些抗原。透過工程化T細胞靶向這些腫瘤範圍內的抗原，可以提供一種強大的治療方法，應對腫瘤內異質性的重大臨床挑戰。這些發現為設計有效的疫苗組合和工程化T細胞療法提供了基礎，以靶向廣泛癌症型別的腫瘤範圍內的剪接衍生抗原。
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