基于TimsTOF質(zhì)譜優(yōu)化腫瘤新生抗原的鑒定與篩選詳解

圖1 TimsTOF平臺不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)及與Orbitrap結(jié)果對比

 

 

分別收集28種不同的實(shí)體器官組織和PBMC的良性樣本用于大規(guī)模良性參考免疫肽組分析（HLA class I n=92，HLA class II n=94），且99%的捐獻(xiàn)者至少表達(dá)一種HLA分型，最終全部樣本共同鑒定到137463條HLA I型配體和175469條HLA II型呈遞多肽，且統(tǒng)一個體的不同組織之間具有明顯的異質(zhì)性（圖2）。

圖2 94例良性樣本的免疫肽組鑒定
 

與IEDB數(shù)據(jù)庫和已發(fā)表的Orbitrap最新鑒定的良性組織免疫肽數(shù)據(jù)（n=297）相比，本研究分別有46% HLA class I和54% HLA class II多肽未曾被報(bào)道，且這些多肽具有更強(qiáng)的疏水性，而氨基酸組成和生物學(xué)相關(guān)性與已發(fā)表的HLA呈遞多肽并無明顯差別（圖3）。

圖4 RCC和HNSCC比較分析
 

最后，為了驗(yàn)證BenignIMS數(shù)據(jù)集對于TAAs篩選的應(yīng)用示例，分析了22例原發(fā)性CLL樣本的HLA免疫多肽組。所有樣本共同鑒定到121871條HLA class I多肽和86785條HLA class II多肽，通過與已發(fā)表的良性數(shù)據(jù)集比對，保留了68% HLA class I（83074）和72% HLA class II （62224）惡性CLL特異的TAAs。進(jìn)一步與本研究前述的BenignIMS數(shù)據(jù)集比對，又篩選出來良性組織涵蓋的46% HLA class I（55812）和68% HLA class II（49147）多肽，因此，BenignIMS數(shù)據(jù)集，又分別額外注釋了27262和13077條HLA class I和HLA class II良性肽段（圖5e-f）。并且，在本研究篩選的CLL特異的、高度可能被用作免疫治療抗原靶點(diǎn)的TAAs中，有98%是先前未曾報(bào)道過的。最后，作者還進(jìn)行了由腫瘤特異性突變導(dǎo)致的自然表達(dá)的新生抗原表位的篩選，以全外顯子測序數(shù)據(jù)作為參考數(shù)據(jù)庫，結(jié)果鑒定到了其他已發(fā)表的數(shù)據(jù)從未報(bào)道過的兩條突變抗原表位：(LPADVTEDEF SFPQ_HUMAN304-313 I308V和VYPLAFVLI MD13L_HUMAN279-287 S282L) ，并通過肽段的同位素合成進(jìn)行了驗(yàn)證（圖5 g-h）。

圖5 與已發(fā)表數(shù)據(jù)集鑒定結(jié)果對比
 

PEAKS 11中，已加入針對免疫肽組學(xué)數(shù)據(jù)分析專門的工作流——DeepNovo Peptidome workflow，其中應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)算法經(jīng)過大量已發(fā)表的質(zhì)譜數(shù)據(jù)訓(xùn)練，極大地?cái)U(kuò)展了免疫肽組學(xué)數(shù)據(jù)挖掘的深度。我們下載了文獻(xiàn)中的良性組織原始數(shù)據(jù)，在PEAKS 11軟件中進(jìn)行了重新分析，結(jié)果顯示，DeepNovo Peptidome workflow可以比傳統(tǒng)的搜庫法多鑒定30%的多肽，且經(jīng)過HLA Ligand Atlas9良性數(shù)據(jù)庫檢索，UDN12良性組織多鑒定的肽段很大部分是屬于natural HLA ligands，在CLL05的惡性樣本中，也鑒定到了少量良性ligands，這些均可以作為TAAs篩選的排除參考。

• 良性淋巴組織

• 慢性淋巴細(xì)胞白血病樣本

 

1.Ryschich, E. et al. Control of T-cell-mediated immune response by HLA class I in human pancreatic carcinoma. Clin. Cancer Res. 11, 498–504 (2005).

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9.https://hla-ligand-atlas.org/welcome

 

 

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