Melanoma MHC四聚体：解码肿瘤免疫逃逸机制与精准治疗新策略

Melanoma MHC四聚体

免疫疗法已崛起为癌症治疗的核心范式之一，其中免疫检查点抑制剂（ICI）等创新疗法显著改善了转移性癌症患者的生存预后。尽管以ICI为代表的免疫治疗取得了突破性进展，但临床实践显示，多数患者仍面临原发性/适应性耐药或获得性耐药困境，且治疗相关免疫相关不良事件（irAEs）发生率居高不下。这一现状凸显了深入解析抗肿瘤免疫应答分子机制的紧迫性，特别是阐明T细胞识别肿瘤细胞的精确机制，对发掘预测疗效/耐药的生物标志物及开发克服耐药策略具有重大临床价值。

当前研究证实，免疫系统主要通过主要组织相容性复合物（MHC）系统感知肿瘤细胞的分子异质性。值得注意的是，尽管MHC-I分子在多数肿瘤细胞中广泛表达，但越来越多的证据表明，源自不同组织的肿瘤亚群可通过MHC-II分子实现抗原呈递，进而调控抗肿瘤免疫应答的强度与质量。作为CD4⁺ T淋巴细胞活化的核心信号载体，MHC-II分子在抗肿瘤免疫中的功能重定位正引发学界广泛关注。

大量临床前及临床研究证实，肿瘤特异性MHC-II表达与癌症患者（包括接受免疫治疗者）及动物模型中的肿瘤排斥反应存在显著关联。前期研究已揭示，肿瘤细胞MHC-II类分子表达水平与抗PD-1疗法疗效呈正相关，这促使我们深入探讨MHC-II分子在肿瘤微环境中的生物学功能及其对免疫治疗疗效的调控机制。本期我们将聚焦以下核心问题：肿瘤细胞MHC-II表达如何重塑抗肿瘤免疫应答格局？其表达调控网络包含哪些关键节点？针对MHC-II通路的干预策略能否突破现有免疫治疗瓶颈？通过系统解析这些科学问题，有望为开发新一代肿瘤免疫治疗方案提供理论依据。

（1）MHC-II与MHC-I在癌症免疫治疗中的差异化调节机制

免疫检查点抑制剂（ICI）等免疫疗法的临床突破显著延长了癌症患者生存期，但其疗效受限于原发性/适应性耐药及免疫相关不良反应（irAEs）。深入解析抗肿瘤免疫应答的分子基础，尤其是T细胞对肿瘤抗原的识别机制，对发现疗效预测标志物及克服耐药性具有战略意义。

当前研究揭示，免疫系统主要通过主要组织相容性复合物（MHC）感知肿瘤细胞异质性。尽管MHC-I分子广泛表达于绝大多数有核细胞表面，但越来越多证据表明，特定肿瘤亚群可通过MHC-II分子实现抗原呈递，进而调控抗肿瘤免疫反应。MHC-II分子在CD4⁺ T淋巴细胞活化中的核心作用，正重新定义其在免疫治疗中的价值。

抗原呈递路径与T细胞亚群激活的差异

• MHC-I通路：作为内源性抗原呈递系统，MHC-I分子将细胞质内合成的蛋白降解产物（如病毒抗原或肿瘤突变相关抗原）呈递给CD8⁺细胞毒性T细胞（CTL），直接触发靶细胞杀伤。该通路是ICI发挥作用的经典路径，CD8⁺ T细胞被视为抗肿瘤免疫的主要效应细胞。
• MHC-II通路：作为外源性抗原呈递系统，MHC-II分子主要由专业抗原呈递细胞（pAPC，如树突状细胞、B细胞及巨噬细胞）表达，负责将胞外摄取的蛋白抗原降解片段呈递给CD4⁺ T辅助细胞（Th）。尽管传统认知聚焦于CD8⁺ T细胞，但CD4⁺ T细胞通过分泌细胞因子（如IFN-γ、IL-2）、提供共刺激信号及维持记忆T细胞池，已成为ICI疗效不可或缺的调控枢纽。

结构-功能差异决定免疫调节角色分化

MHC-I与MHC-II分子在亚基组成、抗原结合槽结构及TCR互作模式上存在本质区别（图1）：

1. 分子架构：MHC-I由重链（α链）与β₂微球蛋白组成异源二聚体，抗原结合槽呈闭合构象，仅容纳8-10个氨基酸残基；MHC-II由α链与β链组成异源二聚体，其开放型结合槽可容纳13-25个氨基酸残基。
2. 抗原谱系：MHC-I主要呈递细胞内蛋白（如肿瘤突变产生的异常蛋白），而MHC-II优先展示胞外蛋白（如肿瘤微环境中分泌型或膜结合型抗原）。
3. 免疫调控网络：CD4⁺ T细胞通过识别MHC-II-抗原肽复合物，不仅直接杀伤MHC-II⁺肿瘤细胞，更关键的是通过激活pAPC、上调共刺激分子（如CD80/CD86）表达及促进CD8⁺ T细胞增殖，构建多层次抗肿瘤免疫应答。

临床研究进一步证实，肿瘤细胞MHC-II表达水平与抗PD-1疗法疗效呈正相关，提示MHC-II通路可能是破解免疫治疗耐药性的新靶点。

MHC-II分子由α链与β链非共价结合形成异二聚体结构，其开放型抗原结合槽可容纳13-25个氨基酸残基的肽段，并通过P1、P4、P6、P9等锚定残基与肽段侧链形成广泛相互作用。这种结构特性使其能够结合比MHC-I（封闭式沟槽结合8-10个氨基酸肽段）更丰富的蛋白酶解产物，显著扩展了T细胞可识别的抗原谱系。MHC-II的表达调控网络具有组织特异性：其表达主要由II型反式激活因子（CIITA）驱动，该共激活因子通过募集RNA聚合酶II复合体及组蛋白修饰酶至MHC-II基因座，实现表观遗传层面的精准调控。

与之形成鲜明对比的是，MHC-I分子由多态性α链与非多态性β₂-微球蛋白（β2M）以共价键结合构成，其抗原加工递送严格依赖蛋白酶体-TAP转运体-内质网轴系。尽管MHC-I在正常组织中呈组成型表达，但肿瘤细胞可通过β2M基因缺失、JAK-STAT通路突变等机制实现MHC-I表达下调，从而逃避CD8⁺ T细胞识别。临床观察发现，MHC-I缺陷型肿瘤往往对抗PD-1治疗产生原发性耐药，但这类免疫逃逸变体中部分仍维持MHC-II表达，其功能相关性尚未明确。

当前研究提示，MHC-I与MHC-II在癌症中呈现独立调控模式，且二者表达状态对免疫治疗具有差异化影响：MHC-I作为内源性抗原呈递核心分子，其表达缺失直接削弱肿瘤免疫监视；而MHC-II除传统抗原呈递功能外，可能通过激活CD4⁺ T细胞介导的免疫调节网络，在特定肿瘤类型中构成替代性免疫应答通路。

（2）肿瘤特异性MHC-II（tsMHC-II）对肿瘤免疫治疗的影响

尽管专业抗原呈递细胞（pAPC）是MHC-II分子的经典表达场所，但越来越多的证据表明，肿瘤细胞可通过异常激活MHC-II表达通路实现抗原呈递功能。这种肿瘤特异性MHC-II（tsMHC-II）表达现象已在黑色素瘤、乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌、前列腺癌、经典霍奇金淋巴瘤（cHL）、胶质瘤及非小细胞肺癌（NSCLC）等多种实体瘤与血液肿瘤中获得证实（图2），其表达水平与抗肿瘤免疫应答强度及临床预后存在显著关联。

临床研究证据链解析

1. 黑色素瘤治疗响应预测
   Johnson等（2016）发现，在60个黑色素瘤细胞系中，MHC-II表达呈现双峰分布模式。基因富集分析揭示，MHC-II⁺细胞系显著富集"PD-1信号通路"、"同种异体移植排斥反应"及"T细胞受体信号"等免疫相关特征。进一步在两个独立抗PD-1治疗队列中证实，肿瘤细胞MHC-II表达与客观缓解率（ORR）、无进展生存期（PFS）及总生存期（OS）呈正相关，且与CD4⁺/CD8⁺肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）密度显著关联。

2. 三阴性乳腺癌预后改善
   Forero等（2016）报道，在三阴性乳腺癌（TNBC）患者中，MHC-II抗原呈递通路表达水平是独立预后因子（HR=0.36，P=0.0098）。通过公共数据库验证199例TNBC样本发现，MHC-II通路高表达组5年OS率达67%，显著优于低表达组（28%，HR=0.28，P=4.5×10⁻⁸）。机制研究显示，肿瘤细胞MHC-II表达通过激活CD4⁺ T细胞介导的免疫监视，有效降低术后复发风险。

3. 经典霍奇金淋巴瘤治疗突破
   Roemer等（2018）在CheckMate 205临床试验中发现，Nivolumab治疗复发/难治性cHL的客观缓解率达66%，其疗效与HRS细胞MHC-II表达正相关（P=0.003），而与MHC-I表达无关。该发现揭示，在MHC-I缺陷型肿瘤中，tsMHC-II可构成PD-1阻断剂的主要作用靶点。

4. 泛癌种免疫应答调控
   Rodig等（2018）系统性分析181例初治黑色素瘤标本发现：

• 43%病例存在MHC-I表达缺失（与HLA-A/B/C及B2M基因转录抑制相关），预测抗CTLA-4治疗原发耐药；
• 30%病例检测到MHC-II表达（>1%肿瘤细胞），与IFN-γ信号通路激活及抗PD-1治疗应答显著相关（OR=3.2，P=0.004）。

生物学机制与临床转化启示

tsMHC-II的免疫调节作用呈现多重维度：

• 免疫细胞招募：与CD4⁺/CD8⁺ TILs浸润密度正相关，促进三级淋巴结构（TLS）形成；
• 炎症微环境塑造：上调IFN-γ通路相关基因（包括PD-L1/CD274），形成免疫激活正反馈环路；
• 治疗抵抗突破：在MHC-I缺陷肿瘤中，tsMHC-II可维持CD4⁺ T细胞识别能力，部分恢复免疫治疗敏感性。

值得注意的是，tsMHC-II作为生物标志物具有独特优势：其表达可通过免疫组化（IHC）直接检测，操作便捷且成本效益比显著优于转录组测序。然而，体外实验显示部分黑色素瘤细胞系在无免疫刺激条件下仍维持MHC-II基础表达，提示需结合动态监测（如治疗前后表达变化）优化生物标志物解读策略。

综上，tsMHC-II不仅是肿瘤免疫原性的直接反映，更可能成为预测免疫治疗疗效、设计联合治疗方案的关键靶点。针对其表达调控网络（如CIITA通路）的干预策略，有望为克服现有免疫治疗瓶颈提供新路径。

（3）肿瘤特异性MHC-II（tsMHC-II）的治疗意义与未来发展方向

tsMHC-II作为肿瘤免疫原性的直接标志物，其临床价值正从预后预测向治疗指导与干预靶点深化。现有证据表明，tsMHC-II不仅与免疫检查点抑制剂（ICI）疗效正相关，更可能成为优化个体化治疗策略的关键决策节点。

临床转化路径的三大维度

1. 生物标志物功能的分层应用

• ICI疗效预测：在黑色素瘤与经典霍奇金淋巴瘤中，tsMHC-II表达与抗PD-1/PD-L1单药治疗客观缓解率（ORR）显著相关（OR=2.8-3.2），或可筛选出适合单药治疗的优势人群，避免不必要的联合治疗毒性。
• 联合治疗指导：tsMHC-II阴性肿瘤患者从抗PD-1/PD-L1+抗CTLA-4联合方案中获益更显著（HR=0.41），提示需根据tsMHC-II状态制定差异化治疗方案。
• 安全性优化：tsMHC-II表达或可预测免疫相关不良事件（irAEs）风险，其高表达患者发生3级以上irAEs的概率降低40%，为治疗耐受性管理提供新工具。

2. 新型免疫疗法靶点开发

• 抗LAG-3治疗响应预测：鉴于LAG-3作为MHC-II特异性抑制性受体，tsMHC-II表达可能通过上调肿瘤微环境LAG-3配体，成为抗LAG-3单抗疗效的预测标志物。初步数据显示，tsMHC-II⁺肿瘤对抗LAG-3+抗PD-1联合治疗的反应率达52%，显著优于单药治疗（19%）。
• 肿瘤疫苗设计：动物实验证实，表达MHC-II的灭活肿瘤细胞疫苗可诱导特异性CD4⁺ T细胞记忆应答，使小鼠免受活肿瘤细胞攻击。该策略在人类肿瘤中的转化潜力值得探索。

3. 治疗增敏策略的机制突破

• 表观遗传调控：在卵巢癌PDX模型中，组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）可上调MHC-II表达达2.3倍，并增强抗PD-1疗效（ORR=38% vs 12%）。此类表观遗传药物与ICI的协同效应需进一步验证。
• 信号通路干预：MEK抑制剂在BRAF突变型黑色素瘤中可双向调节MHC-II表达，其作用呈现剂量依赖性：低剂量（0.1μM）诱导CIITA表达上调，而高剂量（1μM）则通过ERK通路抑制MHC-II装配。这种剂量效应差异为精准干预提供了理论依据。

未解科学问题与研究挑战

尽管tsMHC-II的临床价值逐步显现，但其转化应用仍面临多重障碍：

• 抗原呈递图谱解析：目前尚无系统研究揭示tsMHC-II呈递的内源性肿瘤抗原谱系，限制了基于tsMHC-II的个性化疫苗开发。
• 表达调控网络复杂性：肿瘤细胞MHC-II表达受IFN-γ-JAK-STAT通路、表观遗传修饰及肿瘤内在基因突变（如CIITA启动子甲基化）等多层次调控，单一干预策略可能难以实现有效重编程。
• 免疫微环境异质性：不同肿瘤类型中tsMHC-II的免疫调节作用存在差异，例如在结直肠癌中tsMHC-II与Treg细胞浸润正相关，或提示存在免疫抑制性反馈环路。

未来研究方向展望

1. 多组学整合分析：结合单细胞测序与MHC-II多聚体技术，绘制肿瘤微环境中tsMHC-II限制性T细胞受体（TCR）库，识别具有治疗潜力的肿瘤新抗原。
2. 动态监测技术开发：研发基于液体活检的tsMHC-II循环肿瘤细胞（CTC）检测平台，实现治疗响应的实时评估。
3. 合成生物学干预：设计MHC-II表达可控的肿瘤细胞载体，构建"智能"肿瘤疫苗，在体内按需激活抗肿瘤免疫应答。

tsMHC-II作为连接肿瘤免疫表型与治疗干预的关键节点，其深入研究将推动癌症免疫治疗向精准化、个体化方向演进。随着对tsMHC-II调控机制与功能网络的全面解析，基于tsMHC-II的诊疗策略有望成为突破现有免疫治疗瓶颈的新范式。

 

病原/肿瘤	产品名称	抗原	序列	MHC	位置	货号
EBV	HLA-A*0201/YLELLVWRL-PE Labelled Tetramer	EBV.LMP1	YLELLVWRL	HLA-A*0201	125-133	UA089001
EBV	HLA-A*0201/YLQQNWTL-PE Labelled Tetramer	EBV.LMP1	YLQQNWTL	HLA-A*0201	159-167	UA089003
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HPV	H-2K(b)/EVYDFA-FRQL-PE Labelled Tetramer	HPV16.E6	EVYDFARDL	H-2Kb	48-57	UA089004
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Influenza A Virus	H-2D(b)/ASNENMETM-PE Labelled Tetramer	Flu.NP	ASNENMETM	H-2Db	366-374	UA089010
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Influenza A Virus	H-2D(b)/ASNEN-MDTM-PE Labelled Tetramer	Flu.NP	ASNENMDTM	H-2Db	366-374	UA089012
LCMV	H-2D(b)/KAVYNFATM-PE Labelled Tetramer	GP 33	KAVYNFATM	H-2Db	33-41	UA089013
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Tumor-related	HLA-A*1101/VVGADGVK-PE Labelled Tetramer	KRAS	VVGADGVK	HLA-A*1101	7~16	UA089015
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Tumor-related	HLA-A*0201/KLVVGAGV-PE Labelled Tetramer	KRAS	KLVVGAGV	HLA-A*0201	5~14	UA089017
Tumor-related	HLA-A*0201/SLLMWITQC-PE Labelled Tetramer	NY-ESO1	SLLMWITQC	HLA-A*0201	157-165	UA089018
Melanoma	HLA-A*0201/LMWITQCFL-PE Labelled Tetramer	NY-ESO2	LMWITQCFL	HLA-A*0201	159-167	UA089019
Melanoma	H-2Db(b)/MMFPNA-P1-PE Labelled Tetramer	WT1	RMFPNAPL	H-2Db	126-134	UA089020
Melanoma	HLA-A*0201/CMTWV-PE Labelled Tetramer	WT2	CMTWVNMDM	HLA-A*0201	235-243	UA089021
Melanoma	HLA-A*1101/KTCQRKSF-PE Labelled Tetramer	WT3	KTCQRKSF	HLA-A*1101	386-394	UA089022
Ovarian Cancer	H-2K(b)/SINFEKL-PE Labelled Tetramer	OVA	SINFEKL	H-2Kb	257-264	UA089023