MUCIN-4(MUC4)：肽疫苗策略的新靶點

實體瘤的免疫治療效果不佳的主要是由于抗原負荷低，結締組織增生和具有免疫抑制作用的腫瘤微環境。肽疫苗因其良好的抗腫瘤反應前景引起廣泛的注意，而對抗原靶點的選擇一直以來都是研究的熱點和難點。最近有文章綜述了MUCIN-4(MUC4)的抗原前景。

粘蛋白是一個由21種高分子量糖蛋白組成的家族，它們是分泌蛋白或者是跨膜蛋白，主要由呼吸道、胃腸道和泌尿生殖系統的上皮表面產生。其中MUC4是差異表達最強的跨膜蛋白，已被證明與疾病的病理生物學和侵襲性有關。MUC4異常表達于許多腫瘤，包括卵巢癌，肺癌，胰腺癌和乳腺癌等。多種證據表明，MUC4是一種潛在的胰腺癌免疫治療的腫瘤抗原：1.MUC4在正常胰腺中不表達，但在胰腺癌的進展過程中特異性上調，MUC4的表達與胰腺癌的進展和患者的存活率呈正相關；2.MUC4參與關鍵的致癌信號通路，促進胰腺癌的侵襲性和化療耐藥性；3.與發病相關的MUC4蛋白會發生糖基化和突變，表明它有可能成為新抗原。

圖1：MUC4蛋白在正常組織中表達：鼻咽，支氣管，唾液腺，胃腺細胞，十二指腸，小腸，結腸，直腸，前列腺，輸卵管，子宮頸，闌尾。

圖2：MUC4蛋白在腫瘤組織中表達：大部分宮頸癌以及多數結腸直腸癌、卵巢癌、子宮內膜癌、肺癌、胃癌和胰腺癌的細胞質呈中-強陽性，其他腫瘤組織一般呈弱染色或陰性。

對于MUC4抗原肽的形式，總結來看主要有三種：野生型MUC4肽，突變肽，串聯重復序列糖基化肽。

野生肽和突變肽

美國 Nebraska Medical Center做了這樣一項研究：他們提取了癌癥基因組圖譜(TCGA)中提供的胰腺癌患者MUC4序列中存在的所有突變數據集，對來自TCGA的胰腺癌患者數據集的分析表明，MUC4序列中存在體細胞突變。為了研究這些突變可能的免疫原性，他們生成了包含這些錯義突變的9個氨基酸(9-MERS)的所有可能的肽序列，利用IEDB和NetCTL（肽預測網站）預測了突變多肽和相應野生型多肽的HLA-I結合親和力，最終發現突變肽對HLA的親和力較相應野生型的肽更高。基于這一分析,可以預測攜帶突變的MUC4肽的潛在免疫原性。

圖3：在TCGA數據集中分析了MUC4抗原突變譜，觀察到的體細胞突變以紅色突出顯示。體細胞突變V868I和G4932R分別位于N端(亞基-α)和C端(亞基-β)

串聯重復序列糖基化肽

MUC4蛋白是一種跨膜糖蛋白 ，包含一段具有高度等位基因多態性、數目可變的重復序列VNTR，MUC4蛋白能在GDPH位點發生蛋白水解，分解為兩個亞基：較大的MUC4α和較小的MUC4β，變成分泌蛋白。MUC4α包括16個殘基序列TSSASTGHATPLPVDT的串聯重復結構域，該序列具有七個潛在的糖基化位點。有研究者發現，用來自MUC4-串聯重復區域的糖肽免疫小鼠，能夠檢測出很強的抗原特異性免疫反應。抗體滴度和特異性分析的結果提示了糖基化在抗原特異性免疫反應中的潛在作用。

思考：總體而言，MUC4不僅在功能上促進了胰腺癌的進展，而且作為免疫治療的候選疫苗具有免疫學意義。MUC4的過度表達、異常糖基化及其發生在體細胞的突變這些證據都可以支持其作為潛在靶點。目前可作研究肽疫苗的有三種形式：野生肽，突變肽，串聯重復序列糖基化肽，通過HLA親和性預測網站和更多的實驗研究，相信會有更多數據證明MUC4是一個具有潛力的抗原靶點。

撰寫：王佳（南京大學醫學院 八年制學生）

審校：劉寶瑞（南京大學醫學院附屬鼓樓醫院腫瘤中心 主任醫師 博導）

1.Gautam, S.K., et al., MUCIN-4 (MUC4) is a novel tumor antigen in pancreatic cancer immunotherapy. Semin Immunol, 2020. 47: p. 101391.

2.Gautam, S.K., et al., MUC4 mucin- a therapeutic target for pancreatic ductal adenocarcinoma. Expert Opin Ther Targets, 2017. 21(7): p. 657-669.

3.Cai, H., et al., Antibody induction directed against the tumor-associated MUC4 glycoprotein. Chembiochem, 2015. 16(6): p. 959-67.

4.圖1，2來源于http://www.proteinatlas.org/

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