IMPA2

这项首次表明，单个TCR可以识别多个TAA，这一点特别有用，因为能够识别多个TAA具有累加效应，并可能限制肿瘤免疫逃逸。因此，这一发现具有重要的转化意义，可用于开发新的TCR-T细胞疗法。 T细胞免疫疗法已经彻底改变了许多类型癌症的治疗。然而，其中一些疗法的确切机制我们尚不清楚。 2023年7月，英国卡迪夫大学医学院的研究人员在 Cell 期刊发表了题为：Targeting of multiple tumor-associated antigens by individual T cell receptors during successful cancer immunotherapy 的研究论文【1】。 该研究在一名成功接受免疫治疗的黑色素瘤患者体内发现了一种“超级”杀伤性T细胞。这种占主导地位的、成功的杀伤性T细胞能够“多管齐下”地同时识别多种肿瘤相关抗原（TAA），而在此之前，科学家们一直认为单个杀伤性T细胞只能识别一种抗原靶标。这种超级T细胞有望为治愈癌症指明新道路。 近日，CAR-T细胞疗法先驱、宾夕法尼亚大学的 Carl June 教授在 Cell Research 期刊发表了题为：Swiss army knife T cell: one T cell many tumor targets 的文章【2】，介绍并点评了上述研究。 肿瘤细胞通常具有突变的蛋白质（新抗原）或异常表达的蛋白质（肿瘤相关抗原）。抗原呈递，是指抗原被抗原呈递细胞摄取并被消化成免疫原性肽，以肽-HLA复合物的形式呈现于呈递细胞表面，被细胞毒性T淋巴细胞（CTL）表面的T细胞受体（TCR）识别，监视来自细胞内的病原体、新抗原或肿瘤相关抗原产生的异常肽。 每个T细胞克隆都有一个独特的T细胞受体（TCR），可以识别独特的肽-HLA复合物。在成年人中，估计有数亿个独特的T细胞克隆在体内循环。TC的这种令人难以置信的多样性使T细胞能够识别大量的肽-HLA复合物。杀伤性或细胞毒性T淋巴细胞（CTL）可以通过其TCR识别靶细胞。这种相互作用通常会导致靶细胞凋亡。 图a：抗原呈递概述，蛋白质（抗原）被蛋白酶体降解成小肽，然后被装载到HLA中.一旦装载，HLA就可以离开内质网并呈现在细胞表面 图b：CTL细胞通过TCR识别来自异常蛋白的肽，从而杀死靶标细胞 在某些实体瘤中，肿瘤微环境中存在着T细胞。其中一些T细胞具有识别新抗原或肿瘤相关抗原的TCR。这些肿瘤特异性T细胞通常数量较少和/或被免疫抑制性的肿瘤微环境所抑制。肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）治疗是一种免疫治疗形式，从肿瘤中分离出免疫细胞，然后在体外激活和扩增。扩增后，这些细胞被输回患者体内，在那里它们发现并杀死肿瘤细胞。 图c：TIL疗法概述 肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）疗法在一些癌症患者中显示出有希望的结果，相关临床试验正在进行中。表征TIL识别的抗原，特别是那些治疗后经历持久缓解的患者，可能有助于TIL疗法的进一步发展。 在这项发表于 Cell 的研究中，Andrew Sewell 团队研究了一名曾经的IV期黑色素瘤患者，标记为MM909.24，该患者该患者成功接受了TIL免疫疗法，并在此后10年内保持无癌状态。 该患者50%的TIL扩增细胞能够在体外破坏其黑色素瘤细胞系。这些T细胞也能够以TCR-HLA依赖的方式识别和杀死其他黑色素瘤细胞系。从他的TIL细胞中分离到1个T细胞克隆——MEL8 T细胞。MEL8 T细胞能够以TCR-HLA依赖的方式杀死黑色素瘤和非黑色素瘤癌细胞。有趣的是，MEL8 TCR识别一种来自Melan A蛋白的肽，该蛋白在皮肤黑色素瘤中广泛表达。其抗肿瘤活性的广度令人惊讶，因为非黑色素瘤细胞系不表达Melan A蛋白。当黑色素瘤细胞系中的Melan A基因被敲除时，MEL8 T细胞仍然能够杀死它们。总之，这些实验表明MEL8 TCR也识别额外的肿瘤相关抗原（TAA）。 为了确定MEL8 TCR还能识别哪些肽，研究团队建立了一个人类TAA肽的数据库。使用该数据库，MEL8 TCR识别了前10个预测肽中的3个，这些肽来自3个不同的TAA：Melan A、BST2和IMP2。 虽然以前已经证明了TCR的交叉反应性，但从未在不同的TAA中显示过。当所有三种TAA肽均存在时，它们对MEL8 T细胞活化具有累加效应。最重要的是，当Melan A和BST2基因被敲除，只留下IMP2时，MEL8 T细胞仍然能够杀死肿瘤细胞。这一点尤其重要，因为抗原丢失是癌细胞使用的一种常见的免疫逃逸策略。 图d：MEL8 T细胞表达的一个TCR，可以识别来自3种不同TAA的3种肽，增强T细胞识别和对肿瘤细胞的杀伤 为了测试一般人群是否具有能够识别多种TAA的T细胞克隆，研究团队从健康个体中分离出免疫细胞。然后用每次只装载一种TAA肽的HLA刺激T细胞，持续4周。这些受刺激的T细胞能够与所有三种TAA结合，尽管只受到一种TAA的刺激，这表明大多数人都有能力针对多个TAA发起免疫反应。 肿瘤相关抗原（TAA）并非突变蛋白，其蛋白质序列正常，只是表达水平异常。这意味着TAA在肿瘤细胞中高表达，但在正常细胞中也可以低表达。这就提出了一个问题，即靶向TAA是否是一个好的策略，因为存在潜在脱靶效应，正常的健康细胞也可以被细胞毒性T淋巴细胞（CTL）杀死。 在这项研究中，这名MM909.24患者输注了数十亿个含有MEL8 T细胞的TIL细胞。他即使在完全缓解后，MEL8 T细胞仍存在于血液中，但没有报告组织损伤的病理迹象。这可能表明靶向多个TAA是安全的，但这一点需要更多的研究和更大的患者样本。 这项首次表明，单个TCR可以识别多个TAA，这一点特别有用，因为能够识别多个TAA具有累加效应，并可能限制肿瘤免疫逃逸。因此，这一发现具有重要的转化意义，可用于开发新的TCR-T细胞疗法。

在肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)治疗后，免疫系统的T细胞可以靶向肿瘤并清除实体癌。2023年7月24日，英国卡迪夫大学Andrew K. Sewell团队在Cell 在线发表题为“Targeting of multiple tumor-associated antigens by individual T cell receptors during successful cancer immunotherapy”的研究论文，该研究使用组合肽库和蛋白质组学数据库来揭示IV期恶性黑色素瘤成功TIL治疗后持续性癌症特异性T细胞受体(TCRs)的抗原特异性。值得注意的是，单个TCRs可以通过HLA A*02:01-限制性表位分别来自Melan A、BST2和IMP2的EAAGIGILTV、LLLGIGILVL和NLSALGIFST靶向多种不同的肿瘤类型。与三种抗原结合的TCR的原子结构揭示了共享的x-x-x-A/G-I/L-G-I-x-x-x识别基序的重要性。多表位靶向允许单个T细胞同时以几种方式攻击癌症。与传统T细胞对单个表位的识别相比，这种“多管齐下”的T细胞表现出对癌细胞的卓越识别，使它们成为未来免疫疗法开发的有吸引力的候选者。人白细胞抗原I类(HLA-I)递呈途径在细胞表面以短肽的形式显示细胞蛋白质组。这些肽-HLA分子被细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)表面的T细胞受体(TCRs)询问该系统允许CTLs检测和破坏细胞内病原体或细胞转化引起的蛋白质表达异常的细胞。利用检查点阻断和肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)治疗，使用CTLs区分健康细胞和癌细胞蛋白质组的能力，在癌症治疗方面取得了50多年来最大的进展。胸腺中的T细胞选择过程决定了与那些识别病原体来源(非自身)肽的T细胞相比，具有TCRs的T细胞与肿瘤相关抗原(TAAs)肽结合能力相对较弱由于TCR亲和力控制着T细胞的功能谱，因此已知天然癌症特异性T细胞对癌细胞表面天然水平的肽的反应不是最优的。然而，检查点阻断和TIL疗法诱导实体瘤完全缓解表明，天然TCR与肽-HLA相互作用可以根除癌症。在“成功”的癌症免疫治疗中，T细胞靶向的抗原和表位在很大程度上仍然未知。作者研究了自体肿瘤特异性T细胞在TIL输注产品中用于诱导HLA A*02:01+ IV期恶性黑色素瘤患者MM909.24的完全持久缓解。该研究开发了一个名为CANTiGEN平台，用于发现未知特异性的癌症反应性T细胞(所谓的“孤儿”T细胞)识别的配体。这个名为CANTiGEN的平台成功预测了八种不同的癌症特异性TCR识别的抗原，并鉴定出，除了源自Melan A的EAAGIGILTV肽外，用于成功治疗患者MM909.24的TIL中占主导地位的黑色素A反应性T细胞克隆MEL8，还识别了两种新的癌症相关表位：来自tetherin的LLLGIGILVL，也称为CD317和骨髓基质抗原2（BST2）。机理模式图（图源自Cell ）用含有所有三个表位的HLA A*02:01四聚体染色的MEL8 T细胞克隆。用三种抗原的四聚体对用于治疗患者MM909.24的TIL产品进行染色，表明患者分别输注了超过9.7×109、4.7×109和9.6×109个Melan A-、BST2-和IMP2反应性T细胞。TIL输注产品中的其他几种T细胞克隆型可以对所有三种抗原都有反应，而之前用于TCR-T过继性细胞疗法的DMF4 TCR只对Melan A有反应。该研究采用了“多管齐下”这个术语来描述可以同时通过多个TAA靶向癌症的T细胞。重要的是，与单个TAA识别癌细胞的传统T细胞相比，通过每个TAA识别癌细胞是叠加性的，导致多管齐下的T细胞对癌细胞的识别优于通过单个TAA识别癌细胞。作者发现单个成功的TCRs可以通过几种不同的HLA呈递表位识别许多癌症，这使得这种TCRs在免疫治疗中良好的开发潜力。总而言之，这项研究表明，接受了TIL治疗的癌症幸存者体内的单个T细胞可以同时识别多个不同的癌症抗原靶标，并杀死多种癌症。文章来源“iNature”责编|文竞择校对|文竞择End 往期精选 围观历史性突破！不需卵子和精子就可以合成人类胚胎 热文 富豪用儿子血浆“回春”科学吗？Science：血液牛磺酸缺乏驱动衰老 热文 世界首例！35岁的她，通过机器人操刀移植的子宫，成功诞下宝宝 热文‍为了避免心脏骤停，53岁的他成为“第一个”植入开创性除颤器的心脏病患者 热文 首次披露！175家生物制药公司的薪资数据：薪资中位数达20万美元 点击“阅读原文”，了解更多~

T细胞是免疫治疗的主要效应细胞之一。表达单一特异性TCR的T细胞识别一种病原抗原，杀伤一类恶变细胞，算是合格的效应细胞；而识别病原细胞上多个抗原肽的multipronged T细胞，是其中的“尖兵”，尤其应对易发生逃逸的肿瘤细胞等。Cell 2023寻找multipronged T细胞人白细胞抗原I类（HLA-I）呈递短肽，在细胞表面展示蛋白质组，被CTL表面TCR识别。CTL区分健康细胞蛋白质组和癌细胞蛋白质组，进而选择性消灭癌变细胞。分析和研究抗癌治疗成功的患者，可能会招到治疗成功的奥秘。卡迪夫大学医学院多个研究组开展了一项研究，寻找可以成功进行抗癌治疗T细胞。（Targeting of multiple tumor-associated antigens by individual T cell receptors during successful cancer immunotherapy，Cell 186, 1–17, August 3, 2023）。使用TILs（tumor-infiltrating lymphocytes）进行研究，显然是比较直接有效的方法。（AACR2023：TILs技术各显神通；TILs治疗实体瘤：PFS显著优于Ipilimumab）。研究者选择临床研究（NCT00937625：T-cell Based Immunotherapy for of Melanoma，又名MM0909）成功诱导HLAA*02:01+IV期恶性黑色素瘤持续完全缓解的TILs输注产品（MM909.24）。研究方法位点扫描组合肽库（Positional scanning combinatorial peptide library，PS-CPL）筛选，结合蛋白质组学数据库，搜索算法和验证性识别实验，以开发一个平台（CANTiGEN），用于发现特异性未知的癌症反应性T细胞（所谓的“孤儿”T细胞克隆）。成功治疗患者的MM909.24识别：Melan A的EAAGIGILTV肽、tetherin的LLLGIGILVL、IMP2的NLSALGIFST，因而这些T细胞就是 multipronged T细胞。用所有三个表位制成的HLA A * 02：01四聚体染色的MEL8 T细胞克隆（multipronged T细胞）。用三种抗原的四聚体对用于治疗患者 MM909.24 的 TIL 产品进行染色表明，患者分别输注了超过 9.7*10^9、4.7 *10^9 和 9.6 *10^9 Melan A、BST2 和 IMP2 反应性 T 细胞。multipronged T细胞的抗肿瘤优势TIL 输注产品（MM909.24）中的其他几种 T 细胞克隆也可以对所有三种抗原产生反应。而之前用于 TCR-T 过继细胞治疗的效果良好的 DMF4 TCR 只对Melan A有反应。简评：作为T细胞治疗的两个重要手段：TILs和TCR-T。TILs有几率包含多反应性的multipronged T细胞，而TCR-T在进行TCR改造后，通常只是对单一抗原具有反应性。和单特异性的T细胞疗法相比，多反应性的multipronged T细胞，具有多重优势。例如1. 克服针对单一肿瘤抗原的免疫逃逸；2. 增加免疫识别的特异性，增加安全性 3. 广泛的杀伤活性。不局限于识别3种TAA，而是对HLA A * 02肿瘤具有广泛的杀伤活性即使肿瘤细胞不表达Melan A抗原，MM909.24依旧对这些HLA A * 02+肿瘤细胞具有杀伤活性。multipronged T细胞安全性multipronged T细胞具有强大而广泛的肿瘤杀伤活性，使其TCR非常有吸引力地用于癌症免疫治疗。BST2和/或IMP2许多癌症中表达，一些健康组织也会表达，是否会存在肿瘤外副作用是一个考量点。成功治疗患者MM909.24的TIL中分离的MEL8克隆，在完全缓解后很长一段时间内仍存在于患者的血液中，且没有引起治疗相关病理改变，表明这种活化的T细胞克隆型在体内是安全的。进一步的研究显示MM909.24的TIL中分离的T细胞克隆不与健康捐献者的HLA A * 02+细胞反应。简评：具有广泛杀伤活性，又不伤害健康细胞，精准选择multipronged T细胞进行免疫治疗，是一个不错的方向。参考资料Rossjohn, J., Gras, S., Miles, J.J., Turner, S.J., Godfrey, D.I., and McCluskey, J. (2015). T cell antigen receptor recognition of antigen-presenting molecules. Annu. Rev. Immunol. 33, 169–200Andersen, R., Donia, M., Ellebaek, E., Borch, T.H., Kongsted, P., Iversen, T.Z., Holmich, L.R., Hendel, H.W., Met, O., Andersen, M.H., et al. (2016). Long-lasting complete responses in patients with metastatic melanoma after adoptive cell therapy with tumor-infiltrating lymphocytes and an attenuated IL2 Regimen. Clin. Cancer Res. 22, 3734–3745Targeting of multiple tumor-associated antigens by individual T cell receptors during successful cancer immunotherapy，Cell 186, 1–17, August 3, 2023本周好文推荐如需转载请联系佰傲谷并在醒目位置注明出处﹀‍‍ ·········点亮在看，传递信息♥