基于全人 T 细胞受体模拟抗体的 CAR-T 细胞在体内展现强大抗肿瘤活性 —— 开启肿瘤免疫治疗新征程

《Science Translational Medicine》：CAR T cells based on fully human T cell receptor–mimetic antibodies exhibit potent antitumor activity in vivo

在肿瘤免疫治疗中，寻找肿瘤特异性抗原面临挑战，传统抗体疗法受限。研究人员开展基于全人 T 细胞受体模拟（TCRm）抗体的嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）研究。结果显示，该 CAR-T 细胞在体内有强大抗肿瘤活性，为肿瘤免疫治疗开辟新途径。

　　肿瘤免疫治疗旨在利用人体免疫系统识别并摧毁恶性细胞，但目前面临诸多挑战。多数肿瘤特异性抗原存在于细胞内或分泌出来，传统的细胞毒性抗体疗法难以对其发挥作用。例如，MAGE-A4 作为一种在多种肿瘤中表达的细胞质抗原，由于其在细胞内的位置，无法被抗体直接靶向。同时，T 细胞受体（TCR）虽能识别细胞内抗原衍生的肽 - HLA（pHLA）复合物，但将其作为治疗手段存在改造困难、亲和力低且易产生脱靶效应等问题。因此，开发新的肿瘤免疫治疗策略迫在眉睫。

为了解决这些问题，研究人员开展了一系列研究。他们致力于生成对特定 pHLA 抗原具有高特异性的全人 TCRm 抗体，并将其应用于 CAR-T 细胞的构建，同时探索针对低密度 pHLA 抗原的 CAR-T 细胞的共刺激域需求。研究成果发表在《Science Translational Medicine》上。

在研究中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是基于质谱（MS）的免疫肽组学技术，用于鉴定肿瘤细胞系和肿瘤样本中的 pHLA 靶标；其次是利用生物信息学工具预测潜在的脱靶 pHLA 肽；再者是通过免疫 HLA-A*02 和 β2m 人源化的 VelocImmune（VI）小鼠来产生并筛选高亲和力的 pHLA 特异性抗体；最后使用冷冻电镜（cryo-EM）分析抗体对 pHLA 抗原的识别机制。

研究结果如下：

1. pHLA 靶标的鉴定与验证：研究人员利用蛋白质基因组学平台，在多种肿瘤细胞系和肿瘤样本中鉴定出了 MAGE-A4 衍生的 pHLA 复合物。其中，MAGE-A4_230-239和 MAGE-A4_286-294这两种肽在多种 HLA-A*02⁺肿瘤中高频且高丰度地被检测到，这表明它们具有作为免疫治疗靶点的潜力。
2. 潜在脱靶肽的预测：通过生物信息学方法，研究人员预测了可能与目标 pHLA 复合物形成相似结构的潜在脱靶肽。这一分析有助于评估 TCRm 抗体的特异性，避免潜在的正常组织毒性。
3. 高亲和力抗体的产生与筛选：使用 HLA-A*02 和 β2m 人源化的 VI 小鼠，研究人员成功产生并筛选出了针对 MAGE-A4 pHLA 复合物的高亲和力、高特异性抗体。如抗体 31345 和 REGN6972，分别对 MAGE-A4_286-294和 MAGE-A4_230-239具有高亲和力和特异性。
4. 抗体结合特性研究：通过细胞结合实验，研究人员发现筛选出的抗体能特异性地结合目标肽脉冲的细胞，而对脱靶肽脉冲的细胞结合极少或无结合，进一步验证了抗体的特异性。
5. 针对其他 HLA 等位基因的 TCRm 抗体开发：研究人员将该工作流程应用于其他 HLA 等位基因，成功产生了针对 HLA-C*08:02-KRAS_10-18 G12D 肽复合物的单克隆抗体，且该抗体也表现出良好的特异性。
6. 抗体识别机制解析：cryo-EM 分析揭示了抗体识别 pHLA 抗原的机制。如 REGN6972 和 31345 抗体通过与目标肽的特定氨基酸残基相互作用来实现特异性识别，这为理解抗体的选择性提供了结构基础。
7. CAR-T 细胞的构建与功能验证：将 TCRm 抗体的可变域重新格式化为基于单链可变片段（scFv）的 CAR，并在原代人 T 细胞中表达。结果显示，这些 CAR-T 细胞能特异性识别并杀伤表达相应 MAGE-A4 pHLA 复合物的肿瘤细胞，同时产生促炎细胞因子。而且，含有 CD28 和 CD3ζ 信号域（28/z）的 CAR-T 细胞比含有 4-1BB 和 CD3ζ 信号域（BB/z）的 CAR-T 细胞表现出更高的 T 细胞活化和细胞毒性。
8. 体内抗肿瘤活性评估：在免疫缺陷小鼠的异种移植肿瘤模型中，TCRm CAR-T 细胞展现出强大的体内抗肿瘤活性。28/z TCRm CAR-T 细胞在清除肿瘤方面比 BB/z TCRm CAR-T 细胞更迅速有效，尽管 BB/z TCRm CAR-T 细胞在肿瘤控制方面具有更好的持久性。

研究结论和讨论部分指出，该研究提供了一个识别肿瘤特异性 pHLA 抗原并生成治疗性抗体的流程。通过整合多种技术，研究人员成功开发出具有强大抗肿瘤活性的 TCRm-based CAR-T 细胞疗法。TCRm 抗体相较于传统 TCR 疗法具有诸多优势，如更高的亲和力、避免亲和力成熟带来的脱靶问题等。而且，研究发现 CAR 的共刺激信号域对 TCRm CAR-T 细胞的效力有重要影响，28/z 信号域在针对低密度 pHLA 抗原时表现更优。然而，该研究也存在一定局限性，如小鼠对 pHLA 的耐受性可能影响免疫反应强度，MS 数据中的 “暗物质” 未被充分评估，以及 pHLA 在细胞表面表达有限等问题。但总体而言，该研究为肿瘤免疫治疗开辟了新的道路，不仅为 CAR-T 细胞疗法提供了新的策略，也为其他免疫疗法如 T 细胞接合双特异性抗体、抗体 - 药物偶联物等的开发提供了重要的理论和实践基础。