[发明专利]预测肿瘤新生抗原的方法、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种预测肿瘤新生抗原的方法，包括步骤：(1)根据肿瘤‑胚系对照样本进行体细胞突变以及基因融合检测；(2)针对每一对融合基因生成融合突变肽及相应野生肽；(3)基于每个体细胞突变生成突变肽及相应野生肽；(4)构建肿瘤样本特异的个人基因组并生成含有多个突变的突变肽；(5)判断单突变以及多突变的突变肽真伪；(6)去除与野生型蛋白其它位置序列完全一致的突变肽；(7)进行HLA分子分型检测，预测新生多肽与HLA分子的亲和力，将亲和力高的新生多肽作为候选肿瘤新生抗原。本发明还提供了相应的装置和计算机存储介质。采用了本发明的方法、装置及存储介质，能有效肿瘤治疗响应生物标志物评估，为肿瘤疫苗设计提供精准的候选肽段。

技术领域

本发明涉及生物信息领域，尤其涉及肿瘤免疫治疗生物标志物发现，具体是指一种对体细胞突变以及基因融合形成肿瘤新生抗原的预测方法及其应用。

背景技术

肿瘤新生抗原

肿瘤新生抗原是指被人体抗原呈递细胞识别的原本不存于人体的“非我”新生蛋白多肽，该“非我”的新生多肽主要是由肿瘤细胞突变形成的突变蛋白凋亡而来。具体在新生抗原提呈的生物学过程上来说，分为5个步骤：1、抗原呈递细胞(APC)可以通过胞吞肿瘤细胞，将肿瘤细胞内的蛋白(其中包括突变蛋白)裂解成短的肽段；2、APC细胞内的转运蛋白(TAP,endosome)将这些肽段转运到内质网上；3、内质网上表达上的HLA Ⅰ类分子，-Ⅱ类分子沟槽与肽段锚定结合成稳定的复合物(Ⅰ类分子结合8～11个氨基酸长度肽段，Ⅱ类分子结合13～25个氨基酸长度肽段)；4、内质网上的MHC分子与肽段复合物经高尔基体分泌到APC细胞表面；5、免疫T细胞的表面受体TCR识别APC表面的HLA分子-肽段复合物，激发后续免疫反应。肿瘤新生抗原是激发机体免疫系统对肿瘤细胞初始免疫反应的关键因素。

肿瘤新生抗原在肿瘤免疫中应用

免疫治疗着眼于恢复机体的免疫系统对肿瘤细胞的识别杀伤能力从而达到祛除肿瘤的目的。不同于对健康细胞与肿瘤细胞通杀的传统放化疗，或者是酪氨酸激酶抑制剂等封闭肿瘤细胞生长生存信号通路的直接杀伤，免疫治疗是一种全新且高效的肿瘤治疗新模式。2013年，美国《科学》杂志将癌症免疫治疗评为“年度十大科学突破”之首。2018年诺贝尔生理学或医学奖也花落免疫治疗领域。尽管免疫治疗发展势头迅猛，然而这一利用免疫系统来攻击肿瘤的策略只对某些癌症及若干病人有效。在没有做任何生物标志物筛选的情况下，绝大部分实体瘤的总缓解率低于30％。而以高微卫星不稳定/错配修复缺失为生物标志物筛选的肿瘤，PD1治疗的总缓解率则可以提高到50％以上。因此，合适的生物标志物来筛选免疫治疗的病人，是实现肿瘤免疫精准医学的关键所在。2018年10月肿瘤突变负荷正式写入美国国立综合癌症网络的非小细胞肺癌诊疗指南，新生抗原作为肿瘤突变负荷触发免疫响应的最终效应因子，可以成为更为准确的生物标志物评估免疫治疗可获益性。以肿瘤新生抗原为基础的肿瘤疫苗个性化治疗也是另一重要应用场景。肿瘤疫苗，是将患者肿瘤细胞中的检测到的新生抗原回输入人体，激发人体免疫反应，定向祛除呈递这些新生抗原的肿瘤细胞。目前，新生抗原，以多肽、核酸或体外经诱导的DC细胞等形式回输人体。Ott(PMID:29542692)以及Sahin(PMID:28678784),Carreno(PMID:25837513)等人，将预测出来的新生抗原，分别以这3种肿瘤疫苗形式应用于在皮肤癌小样本上，取得了很好的治疗效果。综上，肿瘤新生抗原既可作为评估免疫治疗获益的生物标志物，也可以直接应用于肿瘤疫苗的治疗上。

现有的新生抗原预测流程及方法