在肿瘤精准治疗的探索征程中，如何高效且准确地鉴定肿瘤新抗原，始终是突破癌症治疗瓶颈的关键所在。基于质谱的主要组织相容性复合体（MHC）检测技术，凭借其对MHC呈递肽段的深度解析能力，为肿瘤新抗原鉴定开辟了全新路径。这项技术犹如一把精密的 “分子手术刀”，能够精准剖析肿瘤细胞表面抗原呈递的奥秘，为肿瘤药物研发提供极具价值的靶点信息。接下来，我们将从肿瘤新抗原的本质出发，深入探讨基于质谱的MHC检测在肿瘤新抗原鉴定及药物研发中的应用。

肿瘤新抗原是肿瘤细胞因基因突变、基因重排（为主）或病毒整合等原因产生的异常蛋白质片段。正常细胞基因组相对稳定，而肿瘤细胞由于遗传物质的不稳定性，会产生大量区别于正常细胞的基因突变。这些突变基因转录翻译产生的异常蛋白质，经过细胞内抗原加工提呈途径处理后，会与MHC分子结合，呈递在肿瘤细胞表面，成为肿瘤新抗原。

肿瘤新抗原具有两大显著特性：高度特异性和个体差异性。高度特异性意味着肿瘤新抗原仅存在于肿瘤细胞，正常细胞不存在，这使得其成为精准打击肿瘤细胞的理想靶点；个体差异性则表明不同患者的肿瘤新抗原谱各不相同，即便是相同病理类型的肿瘤，患者之间的肿瘤新抗原也可能存在显著差异。这就决定了基于肿瘤新抗原的治疗策略必须走个性化定制的道路。理论上，人体免疫系统能够识别这些 “非己” 的肿瘤新抗原，并启动免疫应答清除肿瘤细胞，但在肿瘤发展过程中，癌细胞会通过多种机制逃逸免疫监视，如降低新抗原表达水平、改变抗原呈递途径、改变免疫检查点分子表达水平等，因此，准确鉴定肿瘤新抗原并以此为基础开发治疗方案，成为攻克癌症的关键环节。

MHC在抗原呈递过程中发挥着核心作用，它能够将细胞内产生的蛋白质片段（抗原肽）呈递到细胞表面，供T细胞识别。基于质谱的MHC检测技术，正是利用这一特性，通过一系列实验操作和数据分析，实现对MHC呈递的肿瘤新抗原肽段的鉴定。

该技术的基本流程如下：首先，从肿瘤组织或细胞中提取与MHC分子结合的肽段，这一过程需要通过特殊的裂解和纯化方法，将MHC-肽复合物从细胞中分离出来；然后，利用高效液相色谱（HPLC）对提取的肽段进行分离，将复杂的肽段混合物按照不同的理化性质进行初步分组；最后，将分离后的肽段送入质谱仪进行分析，质谱仪通过测量肽段的质荷比（m/z），并对肽段进行碎裂，得到其碎片离子的质荷比信息，再结合（突变的基因数据库）数据库搜索和生物信息学分析，确定肽段的氨基酸序列，从而鉴定出与MHC结合的高潜力肿瘤新抗原肽段。

（图片来源：Nat Protoc.）

相较于传统的肿瘤新抗原鉴定方法，基于质谱的MHC检测技术具有多方面优势。其一，它能够直接从蛋白质水平进行检测，无需依赖基因组学预测，避免预测误差，能够更真实地反映肿瘤细胞表面实际呈递的抗原肽段；其二，该技术具有高通量特性，可以一次性分析大量样本，快速获取海量的抗原肽段信息，显著提高了肿瘤新抗原鉴定的效率；其三，质谱技术的高灵敏度能够检测到低丰度的抗原肽段，有助于发现那些表达量较低但具有重要免疫原性的肿瘤新抗原，为药物研发提供更丰富的靶点资源。

（一）肿瘤新抗原疫苗研发

在肿瘤新抗原疫苗研发领域，基于质谱的MHC检测技术发挥着关键作用。传统的肿瘤新抗原疫苗研发，往往基于基因组学预测的新抗原进行设计，但由于缺乏对实际抗原呈递情况的验证，导致疫苗的有效性存在一定局限。而借助基于质谱的MHC检测技术，可以对肿瘤细胞表面实际呈递的新抗原肽段进行直接鉴定。

应用案例：科研人员首先利用该技术从肿瘤组织中提取并鉴定与MHC结合的新抗原肽段，筛选出具有免疫原性的肽段作为疫苗候选抗原。这些经过质谱验证的新抗原肽段，能够更有效地激活机体免疫系统，提高肿瘤新抗原疫苗的治疗效果。此外，基于质谱的 MHC 检测还可以用于监测疫苗接种后患者体内抗原呈递情况的变化，评估疫苗的免疫效果，为后续疫苗优化和治疗方案调整提供依据。

(图片来源：Nature)

（二）肿瘤靶向抗体药物研发

靶向抗体药物能够特异性地结合肿瘤细胞表面的抗原，通过多种机制发挥抗肿瘤作用。基于质谱的MHC检测技术可以帮助科研人员发现肿瘤细胞表面独特的抗原靶点，为靶向抗体药物研发提供方向。

应用案例：通过对肿瘤组织进行基于质谱的MHC检测，科研人员可以鉴定出肿瘤细胞表面高表达且具有免疫原性的抗原肽段-MHC复合物。针对这些复合物开发的靶向抗体药物，能够精准识别肿瘤细胞，避免对正常细胞的损伤。例如，某些肿瘤新抗原肽段与特定的MHC 分子结合后，会在肿瘤细胞表面形成独特的抗原表位，基于质谱检测发现这些抗原表位后，可设计特异性抗体与之结合，阻断肿瘤细胞的信号传导通路，或通过抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）和补体依赖的细胞毒性作用（CDC）清除肿瘤细胞。

作用机制模式图 （图片来源：Cancer）

（三）肿瘤免疫细胞疗法优化

肿瘤免疫细胞疗法，如嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR - T）和肿瘤浸润淋巴细胞疗法（TIL），是通过改造或扩增患者自身免疫细胞来增强对肿瘤细胞的杀伤能力。基于质谱的MHC检测技术可以优化免疫细胞疗法的靶点选择，提高治疗效果。

应用案例：在CAR-T细胞疗法中，科研人员可以利用该技术鉴定肿瘤细胞表面的肿瘤新抗原肽段-MHC 复合物，以此为靶点设计更精准的 CAR 结构，使CAR-T细胞能够特异性识别肿瘤细胞，减少 “脱靶效应”。对于 TIL 疗法，通过基于质谱的MHC检测筛选出肿瘤组织中能够识别肿瘤新抗原的T淋巴细胞，在体外进行扩增后回输到患者体内，能够增强免疫系统对肿瘤细胞的杀伤能力。此外，该技术还可以用于监测免疫细胞疗法治疗过程中肿瘤细胞抗原呈递的变化，及时调整治疗策略。

TCR与肿瘤细胞pMHC结合示意图 图片来源（Frontiers in Immunology）

随着技术的不断创新和发展，基于质谱的MHC检测技术有望在多个方面取得突破。在技术层面，新型质谱仪的研发将提高检测的灵敏度、分辨率和通量，例如，高灵敏度的质谱仪能够检测到更低丰度的抗原肽段，有助于发现更多潜在的肿瘤新抗原。

在数据处理方面，人工智能和机器学习算法的深度应用将显著提升数据分析能力。通过构建更精准的生物信息学模型，能够更准确地鉴定肿瘤新抗原、预测抗原免疫原性，并揭示抗原肽段-MHC复合物与免疫细胞相互作用的机制。同时，多组学数据整合分析将成为未来的发展趋势，将基于质谱的MHC检测数据与基因组学、转录组学等数据相结合，能够从多个层面全面解析肿瘤细胞的抗原呈递机制，为肿瘤新抗原鉴定和药物研发提供更全面的信息。

从临床应用角度来看，随着技术的成熟和成本的降低，基于质谱的MHC检测有望逐步实现临床常规化。未来，基于该技术的肿瘤新抗原鉴定和个性化治疗方案制定，可能成为肿瘤治疗的标准流程，为癌症患者带来更精准、更有效的治疗，推动肿瘤精准医学迈向新的高度。

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