引言
T细胞免疫疗法在肿瘤治疗中取得了显著进展，其基本原理是通过激活T细胞识别并清除肿瘤细胞，其中MHC I类呈递的多肽（多肽-MHC I，pMHC-I）是介导肿瘤细胞与T细胞特异性识别的核心分子。他相当于细胞的身份证，交由T细胞识别从而判断是否需要对这个细胞进行杀伤。一个完整的pMHC-I由β2微球蛋白（β2m）、主要组织相容性复合物I类（MHC I，也称为人类白细胞抗原HLA）和蛋白降解生成的特异性抗原肽组成(如图1所示)。
图1.T细胞通过TCR与pMHC-I互作识别肿瘤细胞
功能性pMHC-I的形成涉及多种蛋白的表达和调控，任何环节的缺陷都可能导致pMHC-I组装或递呈失败，最终削弱T细胞免疫反应。然而，pMHC-I的完全丧失反而会导致NK细胞介导的肿瘤杀伤，比如pMHC-I的丧失对肿瘤的远处器官转移具有不利影响。因此下调pMHC-I的数量或去除高免疫原性pMHC-Iy有时更有利于肿瘤的生存，临床上也发现低水平pMHC-I表达的肿瘤预后明显较差。在结直肠癌患者中，pMHC-I阴性MSI-H患者几乎没有出现远处转移，而在超过95%的肝转移和100%的配对原发肿瘤中都能检测到pMHC-I。
肿瘤在其发展过程中往往积累大量突变，这些突变是高免疫原性pMHC-I（也称为新抗原，Neoantigen）的主要来源，而新抗原的减少有助于鼻咽癌等肿瘤实现迁移和恶化。因此，逆转肿瘤中pMHC-I的负向调控可能是增强或重启抗肿瘤免疫的重要策略。
目前，pMHC-I的形成及呈递过程已基本被系统地解释清楚。首先，内源性蛋白质可以通过蛋白酶体降解为肽段，随后被细胞质中的蛋白酶进一步切割。这些肽段被抗原处理相关的转运蛋白（TAP）运输到内质网（ER），并在内质网中被内质网氨基肽酶（ERAP）进一步修剪，或直接组合到MHC-I上，这些肽段的长度通常为8-12个氨基酸。肽段组合到MHC-I的过程，依赖于肽段加载复合体（Peptide Loading Complex，PLC）的协助，PLC包含几个关键伴侣蛋白，如TAP和tapasin。在内质网中，抗原肽与MHC I类分子结合，形成成熟的pMHC I复合物。只有当多肽和MHC分子结合正确时，MHC I才会稳定并迁移至细胞表面（见图1, A-E）。
由于抗原呈递过程涉及多种分子，其复杂性使得肿瘤可以通过不断生成各种机制来降低pMHC-I的数量和质量（见图1, F-I与J-M）。总得来说，肿瘤细胞可以通过下调相关基因的表达、降解pMHC-I分子、干预突变蛋白稳态等手段，从而减少免疫压力，最终实现免疫逃逸。
图2.肿瘤抗原呈递及其调控机制。（A-E）MHC-I介导的抗原肽递呈过程。（F-I）肿瘤细胞通过多种途径降低pMHC-I的数量。（J-M）肿瘤细胞通过多种途径降低pMHC-I的质量。
2 肿瘤通过蛋白水平调控干预pMHC-I
如前文所述，在肿瘤细胞中pMHC-I的调控是复杂的，往往牵一发而动全身。基因水平的调控最为根本，而各种表观遗传调控又涉及了多种信号通路。这一方面的研究已较为深入，且干预手段相对有限。近年来，蛋白水平调控pMHC-I逐渐被人们所重视，其靶点特异性高、调控结果直观的特点让这一领域愈发热门。因此，我们着重介绍肿瘤如何通过蛋白水平调控干预pMHC-I。
2.1 肿瘤通过蛋白质表达异常调控pMHC-I数量
在肿瘤细胞中，蛋白质合成的关键环节，尤其是核糖体的功能，直接影响免疫反应的强度。William James Faller及其同事报道了一个独特的核糖体亚单位——P-茎核糖体（PSR）在免疫反应中的作用。他们发现，PSR缺陷的细胞表面HLA-A/B/C分子水平较低，导致其被免疫细胞识别的能力下降。这表明，核糖体在pMHC-I表达的调控中扮演着重要角色，直接影响肿瘤细胞的免疫逃逸机制。
除了核糖体，近年来关于自噬与MHC-I表达之间的关系也逐渐被揭示。Keisuke Yamamoto等人发现，超过60%的胰腺导管腺癌（PDAC）患者存在MHC-I表面表达降低甚至缺失的现象，而这一现象的根本原因是自噬途径对pMHC-I的降解。具体而言，MHC-I通过由NBR1介导的自噬-溶酶体途径降解，最终导致细胞膜表面可供识别的pMHC-I减少。这一发现表明，肿瘤细胞通过自噬途径清除pMHC-I，从而减少其被细胞毒性T细胞识别的机会。
进一步的研究揭示了其他自噬途径在MHC-I表达调控中的作用。例如，前蛋白转化酶枯草溶菌素9（Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9, PCSK9）能够通过促进MHC-I的定位并与溶酶体结合，干扰MHC-I的回收过程，从而促使其在溶酶体内降解，减少细胞表面的MHC-I表达。在肝癌患者和小鼠模型中，研究发现低水平的免疫相关GTP酶家族Q蛋白（Immunity Related GTPase Q, IRGQ）与更好的生存率和更强的CD8+ T细胞反应相关。原因在于，IRGQ通过自噬降解不符合构象要求的MHC-I分子，而通过自噬降解HLA依赖于IRGQ及其结合伙伴LC3B和GABARAPL2的参与。
此外，最近的研究报道了一种主要集中在膜蛋白SUSD6和TMEM127上的泛肿瘤细胞表面MHC-I抑制轴。这些膜蛋白能够直接与MHC-I相互作用，并共同招募E3泛素连接酶WWP2，形成四聚体复合物。WWP2能够介导MHC-I的泛素化，并通过溶酶体途径降解MHC-I，从而减少其表面表达。这一机制揭示了肿瘤细胞通过膜蛋白的协同作用，调控MHC-I的降解，从而逃避免疫监视。
简而言之，肿瘤细胞通过利用两大主要的细胞内蛋白降解途径——溶酶体途径和泛素-蛋白酶体系统，巧妙地减少了细胞膜上pMHC-I的表达。这些机制不仅帮助肿瘤细胞逃避CD8+ T细胞的识别和清除，还揭示了肿瘤免疫逃逸过程中蛋白质降解的复杂性。
2.2 肿瘤通过蛋白质表达异常调控pMHC-Iz质量
不仅仅是pMHC-I的数量，pMHC-I的质量对T细胞反应也至关重要。众所周知，T细胞会对机体的大多数正常蛋白质形成免疫耐受性，即大多数pMHC-I分子无法引发免疫反应。因此，pMHC-I的质量指的是那些能够引发有效免疫反应的pMHC-I分子数量，这些特定的pMHC-I分子不仅与整体pMHC-I数量有关，还可以在整体pMHC-I数量不变的情况下，特异性地进行调控，肿瘤细胞正是通过这种机制来规避免疫监视。
pMHC-I质量的核心决定因素是抗原肽，这些肽是通过蛋白降解产生的。理论上，突变蛋白更容易发生错误折叠，从而通过蛋白酶体更高效地降解，产生更多的抗原肽供MHC-I递送。然而，肿瘤细胞可以通过控制蛋白降解来减少高质量pMHC-I的表达。热休克蛋白90（HSP90）通过稳定突变蛋白，减缓其降解，从而隐藏细胞表面上的突变信息。然而，高效的蛋白降解仍然不足以保证pMHC-I的表达，不正确的降解可能导致不与MHC-I匹配的抗原肽，从而无法被呈递。在接受TCR-T治疗的急性髓性白血病（AML）复发患者中，观察到肿瘤细胞的免疫蛋白酶体表达有限，尤其是β1i亚单位的表达不足。尽管WT1也可以通过常规蛋白酶体降解，但免疫蛋白酶体缺乏导致的WT1126-134肽生成受阻是这些患者对TCR-T治疗耐药的核心因素，这无疑证明了蛋白降解模式及免疫蛋白酶体功能在蛋白降解调控中的重要性。
3 针对肿瘤pMHC-I的干预策略研究进展
针对肿瘤pMHC-I下调的干预策略已有不少研究。然而，人为调控pMHC-I的表达仍然是基础研究中的一个挑战，离临床应用也相对遥远。为应对肿瘤在基因、转录和蛋白水平上调控pMHC-I的质量和数量（见图2），我们总结了现有的干预策略，涵盖了这三个方面。
图3.针对pMHC-I表达调控的治疗策略。（A）通过腺病毒递送治疗性基因，可促进肿瘤细胞中pMHC-I的整体表达。（B）采用NASCAR疗法可清除发生LOH的肿瘤细胞。（C）IFN-γ激活多种信号通路，从而上调MHC-I的表达。（D）PROTAC技术增强肿瘤突变蛋白的泛素化，促进其降解，从而产生更多的pMHC-I。（E）小分子药物干预mRNA剪接，诱导新蛋白的生成。
4 蛋白水平的治疗策略
针对蛋白降解的直接干预或调控已进行了大量研究，这使得能够增加难以降解的蛋白质来源的肽段在pMHC-I上的呈递成为可能。蛋白水解靶向嵌合体（Proteolysis Targeting Chimera ，PROTAC）是一类双特异性分子，一端靶向待降解的蛋白，另一端靶向特定的E3泛素连接酶。这类双特异性分子能够将E3泛素连接酶引导至待降解蛋白的附近，促使其发生泛素化，之后通过蛋白酶体降解。研究人员在一项研究中使用了一种名为Datg-7的PROTAC，诱导FKBP12F36V和OVA肽的融合蛋白降解，从而增加了OVA肽在MHC-I上的呈递。这一有趣的发现首次证明了PROTAC具有增强特定抗原肽递呈的特性。另一方面，Stephanie M. Jensen等人通过LC-MS/MS分析了PROTAC作用后pMHC-I呈递的免疫肽库，揭示了以PROTAC特异性方式呈递的众多新肽段。然而，仍需进一步研究PROTAC等干预是否能够生成足够的pMHC-Is，以激活CD8+ T细胞。
除了使用PROTACs直接靶向肿瘤内抗原蛋白的降解外，最近的一项研究引入了一种创新的癌症疫苗策略，即PROTAC驱动降解（TagD-TVac，见图3），该策略涉及将肿瘤抗原与E3泛素连接酶配体预偶联，然后装载到具有淋巴结靶向能力的脂质纳米颗粒（LNPs）中。LNPs可以将这种抗原- E3泛素连接酶配体复合物运送到肿瘤并释放到细胞质中。然后，招募E3泛素连接酶促进肿瘤抗原的泛素化降解，从而加速产生用于MHC-I呈递的抗原肽。众所周知，CD8+ T细胞的高效活化是肿瘤疫苗发挥活性的关键，但蛋白疫苗作为外来物质被吞噬后，更有可能由MHC-II呈递刺激CD4+ T细胞。因此，TagD-TVac招募E3促进蛋白疫苗蛋白酶体降解的能力可能是改变被吞噬疫苗呈现模式从而增强细胞免疫的重要途径。
图4.TAgD-TVac 增强抗原交叉呈递并诱导强大的抗肿瘤免疫反应
尽管如此，在可预见的未来，通过PROTACs或其他蛋白降解方法，确实有可能在对整体pMHC-I数量影响最小的情况下，真正改变pMHC-Is的质量。通过靶向特定蛋白质的降解来引发强烈的免疫反应，前景值得期待。
总结
pMHC I在介导T细胞免疫响应过程中发挥着至关重要的作用，其中pMHC I的数量和质量很大程度上决定了其诱导T细胞反应的能力。在肿瘤发生发展的过程中，pMHC I的失“量”或失“质”现象高频发生，这极大削弱了CD8 T细胞对肿瘤细胞的免疫监视能力。
因此，针对肿瘤pMHC的有效调控有望增强T细胞抗肿瘤活性，成为一种有效的新型免疫治疗手段。尽管目前对pMHC生成和递呈通路以及肿瘤调控pMHC实现免疫逃逸的相关机制研究也已经日趋丰富。然而由于整个pMHC生成过程参与的相关蛋白之复杂，调控pMHC生成的因素之多，目前临床治疗上并未有明确的可用于调控pMHC生成的免疫疗法。值得注意的是，在pMHC生成环节中，相较于下游共用的抗原肽组装和递送过程，上游蛋白质的泛素化降解环节似乎是一个有潜力特异性干预的环节。与此同时，PROTAC技术的发展也提供了诱导特定蛋白高效降解的可能性。将PROTAC技术用于诱导特定抗原肽的生成的尝试在模型尺度上也得到了初步的确证，但仍处于概念验证的早期阶段。
供稿：生物药物实验室硕士研究生 张志超
审核：曹戟
