Nature："分子剪刀"失控催生癌症"通用抗原"
来源：生物探索 2025-02-27 09:58
研究团队构建了携带特异性TCR的三重报告基因Jurkat细胞系（表达NFAT-GFP/NF-κB-CFP/AP-1-mCherry），证明这些TCR能特异性识别内源性加工的新抗原。
在与癌症的博弈中，研究人员始终在追寻肿瘤细胞的致命弱点。传统T细胞疗法如同精密制导武器，通过识别癌细胞表面的突变抗原来发动攻击，却在实体瘤治疗中屡屡碰壁：肿瘤内部如同错综复杂的迷宫，不同区域的癌细胞携带迥异的基因突变（肿瘤异质性），而低突变负荷的肿瘤更像披着"隐形斗篷"，让免疫系统无从下手。这种困境在胶质母细胞瘤、肝癌等致命癌症中尤为突出，患者五年生存率长期停滞不前。
2月19日《Nature》的突破性研究“Tumour-wide RNA splicing aberrations generate actionable public neoantigens”，揭开了癌症世界一个隐藏数十年的秘密——肿瘤细胞在基因剪接过程中产生的系统性错误，正在暴露它们的致命弱点。这项跨国研究发现，当细胞的"分子剪刀"（RNA剪接复合体）失控时，会产生大量异常的基因连接片段（neojunctions），这些"基因拼图错误"编码的蛋白质片段，竟在多种癌症中形成高度保守的"公共新抗原"。通过对12种癌症类型、5000余例样本的大数据分析，研究者捕捉到94个高频出现的异常剪接事件，其中GNAS和RPL22基因的剪接错误犹如癌症的"通用指纹"，在胶质瘤、间皮瘤、前列腺癌等多癌种中稳定存在，甚至在肿瘤不同区域展现出惊人的一致性。
更令人振奋的是，这些源自剪接错误的新抗原成功突破了免疫识别的屏障。研究团队从健康人血液中分离出特异性T细胞受体，证明这些"基因拼图错误"产生的异常蛋白片段，能够被免疫系统精准识别。当工程化T细胞遭遇携带GNAS剪接错误的肿瘤细胞时，即便没有外源刺激，仍能在72小时内清除80%的癌细胞。这种跨越肿瘤类型和个体差异的"通用钥匙"，为开发广谱癌症疫苗提供了分子蓝图。正如暗物质探测揭开宇宙奥秘，这项发现打开了癌症免疫治疗的"平行宇宙"，让"以不变应万变"的通用型疗法从科幻走向现实。当基因剪接的失误成为癌细胞的阿喀琉斯之踵，我们距离攻克癌症的终极梦想，或许只差一个蛋白质片段的距离。
数据亮点：
胶质瘤中检测到789个公共剪接变异，25.5%患者携带超过50个全肿瘤分布新抗原
GNAS-neojunction在肝癌转移灶中的保守性达72.6%
TCRG4.1对内源性新抗原的识别灵敏度达1 pM（相当于1克物质中的几个分子）
靶向GNAS新抗原的T细胞疗法，对三阴性乳腺癌细胞系的杀伤效率达84%
RNA剪接异常：癌症的"身份密码"
DNA的变异曾被认为是癌症标志物的唯一来源，但这项研究将目光投向了更精妙的基因表达过程——RNA剪接（RNA splicing）。在正常细胞中，这个分子剪刀精确剪除内含子，将外显子拼接成正确的mRNA模板。然而癌细胞中失调的剪接因子（splicing factors）导致大量异常剪接事件，产生包含错误连接点的"嵌合RNA"（neojunctions）。
研究团队分析了12种癌症类型、超过5,000例样本的RNA测序数据，发现平均每个肿瘤类型存在94个高频公共剪接变异。这些变异在正常组织中几乎不存在（GTEx数据库检出率<1%），却能在10%以上的同类型肿瘤中稳定出现，形成独特的"分子指纹"。
跨越肿瘤异质性的公共新抗原
传统新抗原多源自DNA点突变，但这类变异在肿瘤内部呈现空间异质性，不同区域的癌细胞可能携带不同突变。研究通过对51例胶质瘤患者的多区域活检（平均每个肿瘤10个采样点）发现，约45%的剪接新抗原能在所有区域稳定表达。以GNAS基因的异常剪接为例，其在胶质瘤、间皮瘤、前列腺癌和肝癌中均呈现全肿瘤分布特性。
这种稳定性源于表观遗传层面的调控机制。研究显示IDH突变型胶质瘤中，CELF2等剪接因子的异常高表达导致系统性剪接错误，而染色体1p/19q共缺失则使SNRPD2、SF3A3等关键剪接因子失活，形成肿瘤亚型特异的剪接图谱。这种全局性的调控紊乱，使得异常剪接事件成为跨越肿瘤异质性的稳定靶标。
从基因到免疫：新抗原的呈现与识别
研究团队开发了创新的抗原预测系统，整合MHCflurry 2.0和HLAthena算法，从789个公共剪接变异中筛选出315个可能被HLA分子呈递的新抗原。其中，GNAS和RPL22基因产生的两个九肽在质谱分析中验证了其真实呈递：
GNAS-neojunction：导致移码突变，产生含11个异常氨基酸的全新肽段
RPL22-neojunction：精确缺失6个核苷酸，改变核糖体蛋白的α螺旋结构
体外实验显示，这些新抗原能激活健康供体的CD8+ T细胞。通过单细胞测序技术，研究者成功分离出7个RPL22特异性TCR克隆和1个GNAS特异性TCR克隆。其中GNAS特异性T细胞在共培养实验中展现出强大的肿瘤杀伤能力，10 pM浓度新抗原即可引发显著激活。
个性化T细胞疗法：精准打击癌细胞
研究团队构建了携带特异性TCR的三重报告基因Jurkat细胞系（表达NFAT-GFP/NF-κB-CFP/AP-1-mCherry），证明这些TCR能特异性识别内源性加工的新抗原。在胶质母细胞瘤细胞系GBM115中，即便不添加外源肽段，转导GNAS-TCR的T细胞仍能杀伤80%的肿瘤细胞（效靶比2:1时）。阻断HLA-I分子后，杀伤效率下降至32%，证实了机制的特异性。
更令人振奋的是，在复发胶质瘤患者的PBMC中，研究人员检测到天然存在的GNAS新抗原反应性T细胞。这为开发"现货型"T细胞疗法（off-the-shelf therapy）提供了可能——通过基因工程批量制备公共新抗原特异性TCR，突破个体化治疗的制备瓶颈。
分子剪刀的失控：剪接因子失调的幕后推手
深层机制研究发现，不同肿瘤亚型具有独特的剪接调控网络。在IDH突变型少突胶质细胞瘤中，染色体1p/19q缺失导致SNRPD2、SF3A3等剪接因子表达量仅为正常水平的15%，引发全基因组范围的剪接紊乱。通过CRISPRi技术抑制CELF2表达，可使ACAP2基因的异常剪接率下降65%，证实剪接因子失调是产生公共新抗原的核心驱动力。
这种分子机制具有跨癌种普适性。在肺腺癌的iCluster6亚型中，26个剪接相关通路同时失活；肝癌iCluster3亚型则表现出U2 snRNA组装复合体的系统性失调。这些发现为开发剪接调控靶向药物提供了新思路——通过诱导特定剪接错误，可人为增加肿瘤的免疫可见性。
未来：通用型癌症疫苗的曙光
这项研究突破了肿瘤免疫治疗的三个传统认知：
新抗原来源从DNA突变扩展到RNA加工错误
治疗靶点从患者特异性转为跨肿瘤公共性
应答人群从高突变负荷扩展到常见癌症类型
研究者已筛选出32个高置信度的HLA-A*02:01限制性新抗原，覆盖78%的欧美人群。结合最新的mRNA疫苗技术，有望开发出针对公共剪接新抗原的通用型疫苗。更长远来看，通过调控剪接因子网络增强肿瘤抗原性，或将开启"化免疫治疗为靶向治疗"的新纪元。
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