氨基酸残基修饰
肺鳞癌驱动基因获重大突破！
近日，《自然》发布:研究发现Nsd3是肺鳞癌的驱动基因之一。
NSD3驱动基因的机制是什么？
NSD3是组蛋白甲基转移酶，它通过给组蛋白H3的第36位氨基酸残基（H3K36）加两个甲基。如果NSD3水平增加，或者活性增强（例如T1232A变异），就会导致H3K36被过度甲基化。
咱们的基因组在细胞核里面都是缠绕在组蛋白上的，组蛋白的表观遗传学修饰（例如甲基化）会像“开关”一样，影响周边基因的表达。
而NSD3对H3K36的双甲基化修饰，会导致附近促癌基因的表达开关被打开，进而驱动肺鳞癌的进展。
但是目前临床上还没有NSD3抑制剂。
于是研究人员又在一个抑制剂库里筛选能抑制NSD3活性的药物。结果找到了4种溴原子抑制剂（BETi），小鼠实验表明，肺鳞癌确实对BETi敏感。
总而言之，这项研究成果确定了NSD3是肺鳞癌的驱动因素，为开发治疗肺鳞癌的靶向药物找到了合适的靶点。
全球每年有10万肺鳞癌患者体内存在8p11-12片段的扩增。另外，乳腺癌和其他恶性肿瘤中也常见8p11-12片段的扩增。
期待抑制NDS3相关药物早日进入临床研究阶段。
2 FGFRI纤维母细胞生长因子受体1 突变比例约4%(4/95),家族成员(包括FGFR1
FGFR2, FGFR3。FGFR4,是一种酪氨酸跨膜激酶受体。目前的临床试验已宣告失败。
2 PI3KCA基因的扩增远较突变常见,鳞癌可以高达33.1%,而腺瘤(6.2%)和小细胞瘤(4.7%)。
目前针对P3KCA基因突变的单药1期研究,包含肺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种癌症。
4 DDR2盘状结构域受体(discoidin domain receptor 2, 中与在恶性黑色素宿中的常见突变V600E不同,值得进DDR2) 肺鳞痛DDR2突变率虽然不高,一项针对DDR2突变
肺鳞癌的临床研究已经结束人组(NCT 01491633 ),若研究发现肺鳞癌DDR2突变者对达沙替尼确实有效,将会对该亚型患者治疗带来突破性的研究进展。
5 MET基因扩增MET基因是一种编码HGFR蛋白原癌基因,是一种酪氨酸激酶膜受体,位于染色体721-q3,其与配体肝细胞生长因子( hepatocyte grow factor, HGF)均促进肿瘤发生1″, MET扩增可见于懒癌和腺癌、MET扩增与EGFR-TKI继发耐药有关,有报道认为是通过激话ERBB-3通路相关。尽管有报告认为在肺癌的扩增比例约3%-21%,但由于这是一种低水平的扩增,有学者认为突变的比率要低的多,估计肺鳞癌为1%,腺癌为2%
多项MET抑制剂正研究中,目前的研究一般均针对MET过表达的NSCLC.并非仅针对解癌。例如:克唑替尼是MET和ALK的双重抑制剂;多把点药物cabozantinib(XL184)以MET, RET和VEGF2为靶点0 Tivatinib(ARQ197)则是以MET为靶点的小分子药物,但有一定的细胞毒性1;而单克隆抗体MetMAb联合厄洛替尼治疗复治NSCLC。
6 BRAF BRAF是KRAS下游的丝氨酸/苏氨酸激酶,将sRAS鸟,苷三瞬酸连接到丝裂原活化蛋白激酶家族的下游蛋白,控制细胞增殖. RAF激商家族包括3个成员:ARAF, BRAF IRAFI (也称为CRAF) , BRA突变与酶活性增加相关,导致MAPK2HMAPK3组成型活化。
总之，目前EGFR-TKI的出现使得肺癌的靶向治疗成为现实,但针对肺鳞癌的靶向治疗研究进展相比腺癌明显比较慢,到目前为止尚未开展一项1期临床研究。目前也仅发现约40%肺鳞癌患者携带不同的驱动基因,还有相当多的聚动基因未被发现,肿瘤的形成是一个多基因参与的异常复杂的过程,现有的靶向药物如小分子激酶扣制剂大多是针对一个靶点而设计,因此只有发现更多的驱动基因,阐明基因之间的相互作用关系,开发出更多的靶向药物,联合应用或联合其它的治疗方式,才有可能收到理想的疗效。
总之,真正实现肺鳞癌的个体化靶向治疗仍然任重而道远。
全球多肽疫苗研发进展怎么样
传统疫苗一般有两种方式制备，一种为能诱发免疫反应却不致病的减毒疫苗，另一种为灭活疫苗。目前疫苗研究的重要方向之一是多肽疫苗，全球针对部分传染病（艾滋病、丙肝）和肿瘤已开发了不少多肽疫苗。所谓多肽疫苗是按照病原体抗原基因中已知或预测的某段抗原表位的氨基酸序列，通过化学多肽合成技术制备的疫苗（图1）。
图1.多肽疫苗原理示意
来源：creative biolab
多肽作为体内引起效应细胞免疫应答形成的免疫原，已成为一种新型的疫苗。多肽疫苗具有抗病毒、抗肿瘤、抗细菌、抗寄生虫感染等功能。由于多肽疫苗完全是合成的，不存在毒力回升或灭活不全的问题，具有成本价廉、安全、特异性强、容易保存和应用的优点，越来越受到业界重视。但也因其免疫原性差、功效低以及半衰期短等不足影响了免疫效果。
由病原多肽引起的B细胞应答机制如图2所示。抗体的亲和力能结合微生物病原体抗原。在抗体结构中，Fab区负责结合抗原或病原体，而Fc区负责效应功能，能与B细胞受体（BCR）产生交联，当该交联处发出强烈的信号时，B细胞会受刺激加速成熟，尤其是当抗原呈递时能更有效地刺激B细胞成熟。
图2.病原多肽引起的B细胞应答机制
来源：Chemical Reviews
病原多肽引起的T细胞应答机制如图3所示，T细胞的表位特异性由T细胞受体（TCR）介导，TCR能结合于I类或II类MHC（主要组织相容性复合体）上的“肽结合沟”处，而MHC又位于抗原呈递细胞（APC）上。当抗原被APC内化和蛋白水解后，形成短肽（I类MHC长度为8-11个残基，II类MHC长度为11-30个残基）加载到MHC上并呈现在APC表面。T细胞/APC联结处的多种蛋白能协调和编排T细胞的克隆。
图3.病原多肽引起的B细胞应答机制
（A图：MHC和TCR间发生作用；B图：肽表位和I类MHC结合示意）
来源：Chemical Reviews
多肽疫苗可分为基因工程多肽疫苗和合成的多肽疫苗两类：前者又被称为基因工程亚单位疫苗，主要是利用基因工程技术，将分离得到的具有强烈免疫原性的抗原蛋白基因，装入到表达载体中通过宿主细胞表达重组抗原蛋白，以分离纯化的重组蛋白作为疫苗。而合成的多肽疫苗主要有两种，分别是合成具有连续抗原表位的疫苗和不连续抗原表位的疫苗。对于连续的免疫原抗原表位，是由蛋白质抗原DNA克隆和核酸序列以及血清学研究决定的；不连续的抗原表位，主要通过现有技术随机快速地合成数以千计的肽段，再筛选出能与保护性抗体最佳结合的序列。
以亚单位疫苗为例，其主要成分是肽或蛋白质，所以存在免疫原性问题。为此科研人员开发了新方法以增强亚单位疫苗的刺激反应，包括多聚体的表位呈递方式（例如病毒样颗粒、VLP、纳米颗粒）和应用免疫刺激佐剂等。其中VLP和纳米颗粒的治疗策略是通过降低肾清除率或降低对蛋白水解的敏感性，来增加半衰期以增强免疫反应。
此外，近年来还开发了多种不同的生物信息学工具来改进候选物的选择和识别，用于疫苗设计的新表位。包括基于全外显子组测序数据算法，如NeoPredPipe、MuPeXI、pVAC-Seq和CloudNeo识别患者个体突变，预测新抗原衍生肽对个体患者的HLA同种异型，同时整合肿瘤突变和表达数据，预测这些肽的免疫原性，并评估它们作为T细胞表位的潜力。另外免疫肽组学被视为能高效遴选天然呈递肽和新表位的新工具。通过大规模免疫肽组学能揭示人类蛋白质组中的热点区域，这类热点区域与肽表位有更好的识别与结合能力，包括识别突变衍生的新表位，从而治疗基因突变性肿瘤，实现个体化精准治疗。
以下介绍几种典型的多肽疫苗：
丙肝病毒多肽疫苗
当前丙肝病毒（HCV）仍是一个全球性健康问题，是导致肝病和癌症的主要罪魁祸首。阻碍HCV疫苗研制的问题之一是病毒的高度多样性，使得病毒能容易逃避免疫监视。鉴定和表征细胞毒性T淋巴细胞（CTL）表位,研发能靶向丙肝病毒表面E1和E2糖蛋白保守表位的中和抗体，是制备丙肝多肽疫苗的主流策略。
近期研发人员还采取了不同策略以提高HCV多肽疫苗的效力。一种方法是利用广泛中和抗体的结构，将人HCV1单抗与E2保守的线性表位（表位I；残基412-423）结合设计新的HCVE2免疫原，主要包括两种环肽C1和C2；另外针对E2表位I的另一个位置（残基625-644）也可以设计新的二价抗原；第三种是针对E2的环状表位II开发疫苗，发现对中和抗体HC84.1也具有结合特异性。其他策略还包括免疫接种多肽混合物，该肽疫苗包含62组20个残基为一组的跨越NS3蛋白的肽。
流感病毒和HIV-1多肽疫苗
疫苗开发中具有较高挑战性的两种病毒要属流感病毒和HIV-1，这两种病毒都具有非常丰富的序列多样性，也因此这两种病毒的肽疫苗设计策略都集中在高度保守的区域和表位，如病毒包膜糖蛋白区域。对流感病毒而言，其血凝素蛋白茎部（HA2）区域是高度保守区，对于病毒通过膜融合进入宿主细胞至关重要，代表性流感肽疫苗是Multimeric001，包含来自HA的B和T细胞线性表位，而且基质1（M1）和核蛋白（NP）能结合成单个重组表达的多肽。该疫苗在小鼠模型和志愿者临床试验中均表现出理想结果。
针对HIV-1，临床发现gp120的V3环是中和抗体的靶标，该区域包含两个糖基化位点，其中一个是中和抗体PGT128识别和绑定抗原所必需的位点。目前通过化学酶法已经能合成V3肽，为新的HIV-1疫苗开发奠定基础（图4）。
图4.PGT128抗体结合V3抗原示意（图A）及V3肽结构（B图）
来源：Chemical Reviews
肿瘤多肽疫苗
肿瘤多肽疫苗是指从肿瘤细胞表面洗脱的抗原多肽或从肿瘤细胞内获取的、免疫机体后能够提高机体抗肿瘤的体液免疫和细胞免疫的相关多肽。肿瘤多肽疫苗具有特异性强、安全性高等优点,具有广阔的市场前景。常见的多肽疫苗形式有:直接提取的多肽疫苗、氨基酸残基或序列修饰过的多肽疫苗、热休克蛋白肽复合物疫苗、多价多肽疫苗等。
从肿瘤多肽疫苗的作用机制上分析，在免疫抑制状态，未成熟的DC（树突细胞）会分泌抑制性因子吲哚胺-2,3双加氧酶（IDO）抑制肿瘤免疫；治疗性DC或多肽疫苗则通过促进DC成熟、B细胞抗体分泌、细胞毒性T细胞增殖和杀伤等方式提高抗肿瘤免疫反应。全球研究较广的肿瘤多肽疫苗包括靶向叶酸受体（FR）或针对HER2靶点开发的疫苗。
截至2022年4月25日，全球已上市的多肽疫苗共58种（表1）。
表1.全球已上市的多肽疫苗（截至04.25）
来源：凯莱英整理
从全球多肽疫苗研发进展来看，针对T、B细胞表位设计多肽疫苗的研究已取得不俗成绩，但仍有较多问题有待进一步解决，包括表位的优化选择，表位优化连接，合适的佐剂研发和载体应用等。相信伴随科学技术进步，今后多肽疫苗的研究将持续深化，以不断提高多肽疫苗的研发效率，降低研发成本，为全球疾病患者带来新的希望。
参考文献：
1.https://www.creative-biolabs.com/vaccine/peptide-or-protein-based-vaccines.htm
2.https://mp.weixin.qq.com/s/H4bS-Wl6hoFkKXtED-q1Ew
3.Chem. Rev. 2020, 120, 3210?3229，Peptide-Based Vaccines：Current Progress and Future Challenges
4.Mol Cell Proteomics 2021, 20, 100022，The Peptide Vaccine of the Future
全球多肽疫苗研发进展,全球多肽疫苗研发进展怎么样
氨基酸在食物营养中的作用？
为了生存人类必需每天摄取食物，以维持身体正常的生理、生化、免疫机能，以及生长发育、新陈代谢等生命活动。发育和劳动所需要的各种物质称为营养素。人体所必需的营养素有蛋白质、脂类、糖类、维生素、水和无机盐（矿物质）、膳食纤维（纤维素）7类。它们在机体内具有各自独特的营养功能，但在身体代谢过程中又密切联系，共同合作与推动和调节生命活动。机体通过食物与外界联系，保持内在环境的相对恒定，并完成内外环境的统一与平衡。氨基酸在这些营养素中有什么作用？
1、合成蛋白质，蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的
蛋白质作为机体内第一营养要素它在食物营养中的作用很重要，它在人体的胃肠道内并不直接被人体所吸收，而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用，将高分子蛋白质分解为低分子的多肽或氨基酸后，在小肠内被吸收，沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝脏内进行分解或合成蛋白质;另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官，任其选用，合成各种特异性的组织蛋白质。肝脏是血液氨基酸的重要调节器；因此，食物蛋白质经消化分解为氨基酸后被人体所吸收，抗体利用这些氨基酸再合成自身的蛋白质。
2、合成酶与激素—内分泌的调节剂
人的机体中有5000种酶和几十种激素，在人37℃体温的条件下，所有新陈代谢，是通过成千上万种化学反应来实现的。这些化学反应，都需要酶的催化，酶广泛参与各种各样的生命活动，如能量的产生，肌肉的收缩，血液循环，呼吸、消化、神经传导、感觉传导，以及生长、发育、生殖繁衍后代和完成各种各样的活动。如果没有酶的催化，成千上万的化学反应就无法进行和完成，生命活动现象就终止了。酶与激素这些调节生理功能的活性物质都是氨基酸合成的。
3、为肌体提供营养，延长细胞代谢周期使人长寿
生命的发生与发展，这一过程无不与细胞的分裂、增值分化密切相关。人体内每个细胞代谢50次，代谢的周期是6-8个月。如果营养充足，就会延长代谢周期；如果营养不良，就会缩短细胞代谢周期，缩短人的寿命。
4、氮平衡作用
当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时，摄入的氮量由粪、尿和皮肤排出的氮量相等，称之为氮的总平衡。实际上是蛋白质和氨基酸之间不断合成与分解之间的平衡。正常人每日食进的蛋白质应保持在一定范围内，突然增减食入量时，机体尚能调节蛋白质的代谢量维持氮平衡。食入过量蛋白质，超出机体调节能力，平衡机制就会被破坏。完全不吃蛋白质，体内组织蛋白依然分解，持续出现负氮平衡，如不及时采取措施纠正，终将导致抗体死亡。
5、提高免疫机体的抵抗能力
免疫机体中，免疫球蛋白、抗体、补体、抗原、吞噬细胞、淋巴细胞、抗氧化剂，都是蛋白质合成的，它的功能主要是抵御病菌、病毒对肌体和组织的侵犯；及时清除体内新陈代谢所产生的毒素和垃圾。如果缺乏氨基酸，就会影响这些免疫机体合成。毒素与垃圾增多了，身体抵抗能力就下降了。
6、解毒和运输其它营养物质的作用
组成生命体的细胞，除了蛋白质以外，还需要其它的营养物质，而很多营养物质是以氨基酸为载体的。如运铁蛋白质为铁的载体，低密度脂蛋白为脂类和维生素E的载体，运钙蛋白质为钙的载体。当蛋白质中起运输作用的氨基酸缺乏时，一些营养素的吸收和运转就下降。例如血液中的血红蛋白由574个氨基酸残基组成，它的主要功能就是运输氧气和二氧化碳。
氨基酸在临床上可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶、喹啉等有害物质的毒性。
三、在医疗中的应用
氨基酸在医药上主要用来制成复方氨基酸输液，也用作治疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸输液有一百几十种，由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位，对维持危重病人的营养，抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不可少的医药品种之一。
谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、L－多巴等氨基酸单独作用治疗一些疾病，主要用于治疗肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌症治疗上出现了希望。
四、结论
综上所述，介于氨基酸与人体生命活动的密切联系及对人体健康的重要作用，因此在膳食中我们必需充分考虑：食物中的氨基酸模式越接近人体氨基酸模式吸收率越高的问题，合理调整膳食,利用蛋白质的互补作用，即将几种食物混合食用，荤素搭配、粗细结合，提高蛋白质的利用价值。例如鸡蛋中的氨基酸比例最接近与人体模式，建议每天食用一个，鸡蛋与谷类和豆类混合食用，可以弥补赖氨酸和蛋氨酸的不足；又如在谷物中赖氨酸含量较低，大豆中含有丰富的赖氨酸，可以采用氨基酸强化和氨基酸互补的方式提高谷类蛋白质的营养价值，建议膳食中适量食用一些营养价值高的全蛋白食品，如乳类、蛋类、瘦肉、大豆及鱼类均为全蛋白食品，品种齐全、数量合理的氨基酸有利于帮助身体高效合成蛋白质！
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