抗原肽-MHC复合物

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抗原肽-MHC复合物(Peptide-MHC Complex, pMHC)系免疫系统识别“自身”与“非己”的物理基石。该复合物由主要组织相容性复合体(MHC)分子与内源性或外源性蛋白降解产生的短肽通过非共价键结合而成。作为 T细胞 识别的唯一合法配体,pMHC 与 T细胞受体(TCR)的亲和力及结合动力学特征,直接决定了免疫应答的启动阈值、效应强度及免疫记忆的形成,是肿瘤免疫细胞治疗研发中的核心靶轴。

pMHC · 结构全息图
Structural Basis of pMHC (点击展开)
抗原肽于 MHC 分子结合槽内的排布
复合物类型 pMHC-I / pMHC-II
多肽长度 8-11aa (I) / 13-25aa (II)
核心参数 结合亲和力 ($K_d$)

结构生物学特征:结合槽与锚定位点

pMHC 的稳定性取决于抗原肽与 MHC 结合槽(Binding Groove)之间的空间互补性:

  • MHC-I 结合槽: 两端封闭,呈“凹槽”状。抗原肽通过其两端的**锚定残基**(Anchor Residues)嵌入槽内,长度通常严格限制在 8-11 个氨基酸。
  • MHC-II 结合槽: 两端开放。抗原肽可向两侧延伸,长度更具灵活性(13-25 个氨基酸),通过中间段的锚定基序固定。
  • 热点互作: 抗原肽的中部残基通常向外凸起,直接暴露于溶剂中,构成被 TCR 识别的特异性“指纹”区。


pMHC 在精准免疫治疗中的地位

1. 新抗原(Neoantigen)发现之核心

个体化免疫治疗的成败取决于能否准确识别肿瘤特异性的 pMHC:

  • 亲和力预测: 利用生物信息学算法评估突变肽与特定 HLA 单倍型的结合力。
  • 免疫肽组学验证: 经由质谱技术鉴定肿瘤细胞表面真实存在的 pMHC,剔除“预测假阳性”。

2. pMHC 稳定性与 T 细胞激活对比

参数维度 高亲和力复合物 低亲和力复合物
解离常数 ($K_d$) 纳米级 (nM) 微米级 ($\mu M$)
T 细胞激活能级 强效/持久应答 微弱/易致耗竭

全息数字化视阈下的 pMHC 分析

现阶段细胞治疗研发已实现对 pMHC 交互的全量数字化模拟:

  • pMHC 四聚体技术: 标记并分选特异性 T 细胞,实现对机体免疫库的精准定量。
  • 辅助决策系统应用: 模拟不同 HLA 类型下的 pMHC 景观图谱,预测免疫检查点抑制剂的临床获益潜力。
   参考文献

[1] Madden D R, et al. (1995). The three-dimensional structure of peptide-MHC complexes. Annual Review of Immunology.
[学术点评]:抗原提呈领域的经典奠基文献,首次在原子分辨率水平系统阐明了 pMHC 的空间构象及其结合力学。

[2] Rudolph M G, et al. (2006). How T cells recognize antigen: the structural basis of T cell receptor-MHC interactions. Annual Review of Immunology.
[学术点评]:详述了 TCR 与 pMHC 三元复合物的对接模式,定义了决定识别特异性的 CDR 区物理约束。

[3] Joglekar A V, Li G. (2021). T cell antigen discovery. Nature Methods.
[学术点评]:综述了当代高通量筛选 pMHC 靶点的前沿技术,重点讨论了其在个体化癌症疫苗中的转化价值。

[4] Townsend A, Bodmer H. (1989). Antigen recognition by class I-restricted T lymphocytes. Annual Review of Immunology.
[学术点评]:早期核心文献,论证了 MHC-I 分子对内源性降解肽段的呈递机制。