1 型糖尿病是一種由自身免疫攻擊胰島 β 細(xì)胞引發(fā)的慢性疾病，盡管學(xué)界對(duì)胰島素等天然抗原的研究已十分深入，但新型自身抗原的產(chǎn)生機(jī)制始終是未解之謎。近年來，腫瘤免疫學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，慢性炎癥可通過非突變機(jī)制產(chǎn)生 “新抗原”，這一思路為自身免疫病研究提供了全新方向。本研究通過免疫肽組學(xué)技術(shù)，在人類和小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種由微環(huán)境驅(qū)動(dòng)的胰島素單氨基酸突變——C19S（半胱氨酸→絲氨酸），它不僅會(huì)重塑胰島素的自身反應(yīng)性，還會(huì)成為持續(xù)激活記憶 T 細(xì)胞的關(guān)鍵 “新抗原”，為 1 型糖尿病的發(fā)病機(jī)制和診療研究打開了新窗口。

發(fā)表時(shí)間：2026年1月

期刊：Nature Immunology (IF:27.7)

文章標(biāo)題：A microenvironment-driven HLA-II-associated insulin neoantigen elicits persistent memory T cell activation in diabetes 

核心內(nèi)容：本研究依托免疫肽組學(xué)精準(zhǔn)技術(shù)，首次在人類和小鼠體內(nèi)系統(tǒng)鑒定了 1 型糖尿病相關(guān)的胰島免疫肽譜。研究突破性地發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)激微環(huán)境誘導(dǎo)下，胰島素B 鏈第19位氨基酸發(fā)生關(guān)鍵的C19S（半胱氨酸→絲氨酸）單氨基酸突變，并形成大量可被 MHC-II 分子提呈的新型免疫原性肽段。這類 “C19S 新抗原” 不僅能打破免疫耐受，還能驅(qū)動(dòng) CD4+ T 細(xì)胞克隆擴(kuò)增與持續(xù)活化，從根本上解釋了1型糖尿病中慢性炎癥的維持機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)通過免疫肽檢測(cè)視角，重新定義了 1 型糖尿病的致病抗原譜，為開發(fā)精準(zhǔn)診斷標(biāo)志物與免疫治療新靶點(diǎn)提供了核心科學(xué)依據(jù)。

研究方法

本研究基于免疫肽組學(xué)技術(shù)體系，首先對(duì)健康對(duì)照（ND）、發(fā)病 3 個(gè)月（3mos）及 18 個(gè)月（18mos）的 1 型糖尿病患者進(jìn)行混合餐耐量試驗(yàn)（MMTT），采集不同時(shí)間點(diǎn)外周血單核細(xì)胞，通過優(yōu)化 HLA-II 免疫沉淀、LC-MS/MS等實(shí)驗(yàn)流程，結(jié)合數(shù)據(jù)非依賴性質(zhì)譜（DDA）與靶向質(zhì)譜（PRM），在人類受試者及 NOD 小鼠模型的外周血/淋巴組織中精準(zhǔn)鑒定并驗(yàn)證了應(yīng)激微環(huán)境下的關(guān)鍵免疫肽段 ——C19S 突變胰島素肽段；隨后利用 ELISpot、T 細(xì)胞雜交瘤/四聚體染色、光譜流式及單細(xì)胞 RNA 測(cè)序等技術(shù)，從跨物種保守性、免疫原性、疾病相關(guān)微環(huán)境依賴性及T細(xì)胞功能特征等維度，系統(tǒng)驗(yàn)證了該“新抗原”的形成機(jī)制、免疫原性及與1型糖尿病病程的相關(guān)性，并結(jié)合臨床患者樣本分析了其轉(zhuǎn)化潛力。

圖1免疫肽組學(xué)鑒定并驗(yàn)證1型糖尿病相關(guān)C19S新抗原

研究結(jié)果
1. 小鼠和人類中發(fā)生半胱氨酸 - 絲氨酸突變的胰島素肽段的鑒定

采用免疫肽組學(xué)分析，對(duì)人類受試者（健康對(duì)照、1 型糖尿病發(fā)病3個(gè)月/18 個(gè)月患者）進(jìn)行混合餐耐量試驗(yàn)（MMTT），同時(shí)對(duì)NOD小鼠進(jìn)行葡萄糖刺激，通過質(zhì)譜技術(shù)篩選并驗(yàn)證胰島來源肽段。在人類 HLA-DQ/DR 肽組和小鼠 I-Ag7 肽組中，均鑒定出胰島素 B 鏈第 19 位半胱氨酸突變?yōu)榻z氨酸的 C19S 肽段，該肽段覆蓋 InsB9-23區(qū)域（MHC-II 結(jié)合核心區(qū)），僅在葡萄糖/MMTT刺激后可穩(wěn)定檢測(cè)；進(jìn)一步通過合成標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)譜比對(duì)，確證了C19S肽段在人類外周血、小鼠淋巴液及胰島組織中的真實(shí)存在，證實(shí)其跨物種保守性。

2. 疾病相關(guān)信號(hào)促進(jìn)胰腺 β 細(xì)胞中 C19S 的產(chǎn)生

構(gòu)建 C19S 特異性 CD4⁺T 細(xì)胞雜交瘤（S5 克隆），建立基于 β 細(xì)胞顆粒的抗原提呈（GAP），結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激劑（衣霉素）、炎癥細(xì)胞因子（TNFα、IL-1β 等）處理 MIN6 細(xì)胞、小鼠原代胰島及人類胰島，檢測(cè)雜交瘤細(xì)胞的激活程度，同時(shí)用質(zhì)譜驗(yàn)證，量化 C19S 肽段的產(chǎn)生水平。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和氧化應(yīng)激可顯著誘導(dǎo) β 細(xì)胞中 C19S 肽段生成，且該效應(yīng)可被抗氧化劑（谷胱甘肽、NAC）逆轉(zhuǎn)；炎癥細(xì)胞因子（尤其是 TNFα）通過加重內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和 redox 應(yīng)激，進(jìn)一步增強(qiáng) C19S 產(chǎn)生；隨著糖尿病進(jìn)展，NOD 小鼠胰島細(xì)胞對(duì) C19S 特異性 T 細(xì)胞的活化效應(yīng)逐漸升高，證實(shí) C19S 提呈水平與疾病進(jìn)程正相關(guān)。

圖 2 C19S 特異性 CD4⁺T 細(xì)胞雜交瘤構(gòu)建及應(yīng)激誘導(dǎo) C19S 產(chǎn)生的驗(yàn)證

3. C19S 是一種依賴于環(huán)境的單氨基酸突變

對(duì)衣霉素處理前后的 MIN6 細(xì)胞分泌溶酶體肽組進(jìn)行無偏倚質(zhì)譜分析，通過 Peaks Studio檢索，系統(tǒng)篩選翻譯后修飾（PTMs）和單氨基酸變異體（SAVs），量化不同條件下 C19S 的豐度變化。在 348 種 PTMs/SAVs 中，C19S（Cys→Ser）在衣霉素處理后增幅最顯著，且被鑒定為 SAV 而非傳統(tǒng) PTMs；非應(yīng)激狀態(tài)下，C19S 在 β 細(xì)胞中僅以低基礎(chǔ)水平存在于分泌溶酶體中，而應(yīng)激微環(huán)境可使其成為胰島素 B 鏈第 19 位殘基的主導(dǎo)修飾形式，證實(shí)其環(huán)境依賴性特征。

圖3. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)胰島 β 細(xì)胞產(chǎn)生 C19S 單氨基酸突變

4. C19S 新表位的可及性和炎癥信號(hào)驅(qū)動(dòng)特異性 T 細(xì)胞活化

利用 NOD.B16A（胰島素 Y16A 突變）和 NOD.Tnfrsf1a/1b⁻/⁻（TNF 受體雙敲除）小鼠模型，結(jié)合 ELISPOT、流式細(xì)胞術(shù)，分析 C19S 表位可及性和 TNFα 信號(hào)對(duì) T 細(xì)胞活化的影響。NOD.B16A 小鼠中 C19S 表位缺失，導(dǎo)致 C19S 特異性 T 細(xì)胞頻率和活化水平顯著降低，證實(shí)表位可及性是 T 細(xì)胞活化的前提；TNFα 信號(hào)缺陷可抑制 C19S 特異性 T 細(xì)胞的活化表型；即使 β 細(xì)胞丟失導(dǎo)致抗原產(chǎn)生減少，糖尿病炎癥微環(huán)境仍能維持 C19S 特異性 T 細(xì)胞的高活化狀態(tài)。

5. 應(yīng)激和炎癥狀態(tài)下人類胰島中的 C19S 突變

對(duì)非糖尿病供體人類胰島進(jìn)行衣霉素（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激）、炎癥細(xì)胞因子（TNFα、IL-1β、IFNγ）處理，通過 GAP assay 和質(zhì)譜分析，檢測(cè) C19S 肽段的產(chǎn)生情況。衣霉素處理可顯著增加人類胰島分泌溶酶體和致密核心顆粒中 C19S 的水平，抗氧化劑可逆轉(zhuǎn)該效應(yīng)；IL-1β、TNFα、IFNγ 等炎癥細(xì)胞因子聯(lián)合刺激后，人類胰島分泌溶酶體肽組中可檢測(cè)到 C19S 胰島素肽段，證實(shí)應(yīng)激和炎癥信號(hào)同樣可驅(qū)動(dòng)人類胰島產(chǎn)生 C19S 突變。

圖 4 人類胰島中應(yīng)激與炎癥信號(hào)驅(qū)動(dòng) C19S 突變的驗(yàn)證

結(jié)論

本研究通過免疫肽組學(xué)技術(shù)，在人類與小鼠模型中首次鑒定出微環(huán)境驅(qū)動(dòng)的胰島素 C19S 單氨基酸突變新抗原：該突變由胰島 β 細(xì)胞氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及炎癥因子（如 TNFα）誘導(dǎo)產(chǎn)生，在應(yīng)激狀態(tài)下成為胰島素 B 鏈第 19 位殘基的主導(dǎo)修飾形式；C19S 新抗原以登記依賴方式重塑 CD4⁺T 細(xì)胞識(shí)別，在 1 型糖尿病患者中可誘導(dǎo) HLA-DQ8 限制性特異性 T 細(xì)胞顯著擴(kuò)增，并表現(xiàn)出持續(xù)性 Th1 樣中樞記憶活化表型，缺乏調(diào)節(jié)功能且與疾病進(jìn)展高度相關(guān)，為解析 1 型糖尿病自身免疫慢性炎癥的維持機(jī)制、開發(fā)精準(zhǔn)診斷標(biāo)志物與免疫治療靶點(diǎn)提供了核心科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

Srivastava, N., Vomund, A.N., Yu, R. et al. A microenvironment-driven HLA-II-associated insulin neoantigen elicits persistent memory T cell activation in diabetes. Nat Immunol 27, 82–97 (2026).