基于BMAA误掺入肿瘤新抗原的结直肠癌肿瘤疫苗的

本发明属于生物医学和免疫学，具体涉及一种基于bmaa误掺入肿瘤新抗原的结直肠癌肿瘤疫苗的制备方法及应用，通过利用β-甲氨基-l-丙氨酸(β-methylaminol-alanine，bmaa)诱导的新抗原产生，增强肿瘤免疫反应。背景技术：1、结直肠癌是消化系统常见的恶性肿瘤，严重威胁着人类的生命健康。2、依据结直肠癌突变模式可以将结直肠癌分为两类，分别为微卫星不稳定型(microsatellite instability，msi)结直肠癌，表现为突变负荷高，以及mss型结直肠癌，表现为突变负荷低。msi型结直肠癌往往对免疫治疗敏感，最初被认为与林奇综合征相关，因为微卫星高度不稳定性(microsatellite instability high，msi-h)是林奇综合征的特征。但后来研究表明，大多数msi型结直肠癌由偶发因素引起，其导致mmr基因突变，发生几率最高的是mlh1启动子的超甲基化。msi型结直肠癌中免疫细胞浸润丰富，主要包含cd8+肿瘤浸润t细胞、辅助t细胞1型(t helper type 1cell，th1细胞)以及巨噬细胞等，因此ii期msi型结直肠癌患者相较mss型结直肠癌患者复发风险更低。但一旦进展到iv期msi型结直肠癌，因其低分化恶性程度高，发生转移msi型结直肠癌预后极差，当然其依然有较好的免疫治疗效果。其中在msi的转移性结直肠癌患者中，两种免疫检查点抑制剂帕博利珠单抗和尼沃单抗相对于其他肿瘤治疗方法在部分患者中达到了长期持续的肿瘤缓解，彰显着免疫治疗在结直肠癌患者中的巨大优势。究其根本原因，多是由于msi型结直肠癌基因突变或染色体变异形成了众多肿瘤新抗原，便于机体免疫系统识别并进行后续杀伤。然而，在杀伤过程中肿瘤会发展向其他肿瘤免疫抑制机制，例如高表达免疫检查点受体，因此免疫检查点抑制剂在msi型结直肠癌患者中取得了不错的疗效。但msi型结直肠癌仅占约全部结直肠癌的15％，占大多数的mss型结直肠癌患者，往往缺乏免疫原性强的抗原，难以引起有效的抗肿瘤免疫反应。因此，开发新型免疫治疗手段，突破mss型结直肠癌患者的免疫耐受，对结直肠癌患者具有重要的临床应用潜力和研究价值。3、癌症治疗研究中，免疫治疗作为一种重要手段，通过激活人体自身免疫系统对抗肿瘤细胞。然而，结直肠癌等肿瘤因其低免疫原性，缺乏肿瘤抗原，难以激活抗肿瘤免疫，使得免疫治疗效果受限。当前，如何提高肿瘤免疫原性，增加肿瘤特异性新抗原的表达，是突破现有治疗限制的关键途径之一。技术实现思路1、针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于bmaa误掺入肿瘤新抗原的结直肠癌肿瘤疫苗的制备方法及应用，通过利用bmaa诱导肿瘤新抗原产生，经过筛选得到高免疫原性肿瘤特异性抗原靶位，制备自组装纳米颗粒(self-assemblingnanoparticle，snp)疫苗，进而来增强肿瘤的免疫原性和改善免疫治疗效果的技术。针对现有结直肠癌免疫治疗手段中存在的局限性，如低免疫原性导致的治疗效果不佳，本发明旨在激活肿瘤特异性免疫反应，提高免疫检查点抑制剂的治疗效率，从而为结直肠癌患者提供一种更为有效且安全的治疗方案。此外，本发明的实施还可能为免疫治疗领域提供新的研究方向和策略，有望推动更广泛肿瘤类型治疗方法的发展。2、本发明的目的通过以下技术方案予以实现：3、第一方面，本发明提供一种基于bmaa误掺入肿瘤新抗原的结直肠癌肿瘤疫苗的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：4、1)利用bmaa误掺入的特性引入机体没有的表位，通过质谱检测并筛选bmaa误掺入结直肠癌细胞蛋白合成形成的肿瘤新抗原，以此作为候选肽段，并获得多个候选肽段；5、2)通过生物信息学分析和mhc i结合亲和力分析对步骤1)的候选肽段进行划分筛选，获得对mhc i亲和力最强且在结直肠癌高表达的表位，以对mhc i亲和力最强的表位为核心进行扩展并分析mhc ii结合亲和力，获得对mhc ii亲和力最强的表位，即为抗原肽；6、3)利用mhc ii亲和力最强的表位为核心，设计序列制备snp疫苗；该snp疫苗以抗原肽为中心，两端分别通过可降解肽连接单克隆电荷修饰序列以及疏水核心肽获得。7、所述疏水核心肽为叠氮修饰的赖氨酸、双苯并环辛炔和疏水肽段(eeeww)依次连接的结构，snp疫苗在水相中可自发形成以疏水核心为中心，电荷修饰序列在外围互斥的粒径分布为20-30nm左右的snp。8、第二方面，本发明提供一种结直肠癌抗原肽，所述结直肠癌抗原肽的序列为lcpvcmkavlrpeybdkslytql，其中b代表bmaa。9、第三方面，本发明提供一种利用所述制备方法获得的结直肠癌自组装纳米颗粒snp疫苗，snp粒径分布多为20-30nm。10、snp疫苗可将可溶性抗原肽转变为颗粒性抗原肽，极大提高抗原肽的免疫原性，同时在被apc摄取后可轻易被降解释放表位，其疏水核心可连接佐剂tlr-7/8a等，亦能进一步提高佐剂协同效果。该疫苗模型已被证实可适用于众多不同抗原肽，均达到显著的激活t细胞免疫效果。11、本发明制备方法获得的所述疫苗用于结直肠癌中。具体应用过程为首先使用snp疫苗注射产生针对bmaa误掺入新抗原的特异性免疫，之后腹腔或灌胃给药bmaa，一旦bmaa误掺入形成目标抗原，即可引起机体针对携带目标抗原细胞的特异性免疫杀伤。12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：13、1.增强肿瘤免疫原性：通过bmaa诱导结直肠癌细胞产生新抗原，本发明有效提高了肿瘤的免疫原性。这使得原本由于免疫原性不足而难以被免疫系统识别和攻击的肿瘤细胞，成为免疫反应的靶点，从而增强了免疫治疗的效果。14、2.拓宽免疫治疗适应症范围：现有的免疫治疗，特别是抗pd-1/pd-l1治疗在结直肠癌中的应用效果有限，主要局限于高度微卫星不稳定的患者。本发明通过诱导新抗原的产生，为低免疫原性的肿瘤(如mss结直肠癌)提供了新的治疗机会，扩大了免疫治疗的适应症范围。15、3.提高治疗效果与患者生存率：本发明能够显著增强肿瘤特异性的免疫反应，不仅提高了肿瘤的控制率，还有望改善总体生存率。特别是对于那些标准治疗效果不佳的晚期结直肠癌患者，本发明提供了一种新的治疗选择。16、4.安全性提高：与传统的化疗和放疗等治疗手段相比，免疫治疗通常具有更好的安全性和耐受性。本发明通过诱导新抗原的产生和免疫反应的激活，人工引入了靶位，进一步优化了治疗方案的安全性，减少了潜在的不良反应。17、5.为免疫治疗提供新的研究方向：本发明不仅为结直肠癌治疗提供了新的方法，同时也为免疫治疗的研究提供了新的思路和策略。通过研究bmaa诱导的新抗原产生机制及其在免疫治疗中的应用，可能推动免疫治疗领域的进一步发展，为治疗其他类型的肿瘤提供参考。18、6.本发明中将bmaa作为一种氨基酸类似物，通过误掺入蛋白合成过程产生新抗原用于免疫学中，进而激发免疫应答；通过bmaa误掺入的肿瘤新抗原制备snp肿瘤疫苗尤其是对mss结直肠癌为代表的免疫源性低的肿瘤具有针对应，具有更好的应用前景。19、本发明通过这些创新的方法，解决了现有结直肠癌治疗中免疫原性不足的问题，提供了一种新的治疗方案，有望显著提升结直肠癌患者的治疗效果和生存率。