2018年諾貝爾獎生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給了癌癥免疫療法的兩位突出貢獻(xiàn)者James P. Allison和Tasuku Honjo。近年來隨著癌癥免疫療法的興起，有些癌癥已經(jīng)不再是不治之癥，而業(yè)界更是普遍看好免疫療法在腫瘤治療中的發(fā)展前景?；谀軌蛱禺愖R別并殺傷腫瘤的T細(xì)胞的免疫療法預(yù)示著個性化醫(yī)療新時代的到來，為癌癥患者的治療帶來希望?，F(xiàn)有研究結(jié)果證實(shí)，T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)可以消滅癌細(xì)胞，并具有良好的預(yù)后效果。目前基于T細(xì)胞的免疫療法主要包括通過抑制免疫檢查點(diǎn)PD-1來激活內(nèi)源T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用；還有通過嵌合抗原受體（CAR）或T細(xì)胞受體（TCR）為基礎(chǔ)的腫瘤靶向性T細(xì)胞療法。

在T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫療法中，T細(xì)胞對特定腫瘤細(xì)胞的精確識別至關(guān)重要。經(jīng)典的CAR由胞外抗原結(jié)合區(qū)、跨膜區(qū)域和胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)組成。CAR-T細(xì)胞利用由單克隆抗體輕鏈和重鏈組成的單鏈，非MHC（主要組織相容性復(fù)合物）依賴性地識別腫瘤細(xì)胞的表面抗原。與此不同的是，TCR-T療法的靶標(biāo)受MHC限制。TCR能精確的識別腫瘤細(xì)胞的特定MHC分子所呈現(xiàn)的抗原。這些腫瘤源性抗原通常是腫瘤胞內(nèi)蛋白被蛋白酶體降解成肽段，再被MHC呈現(xiàn)到細(xì)胞周表面，而T細(xì)胞通過TCR識別這些肽段來判斷這些細(xì)胞是否正常。就好像警察在路上查證件一樣，病變細(xì)胞的“證件”上的”照片“自然跟其他人的不太一樣。通過向T細(xì)胞轉(zhuǎn)入靶向特異性識別腫瘤抗原的TCR基因，使得這些攜帶腫瘤特異性TCR的T細(xì)胞（TCR-T），就好像手持印了照片的通緝令，可以高效地識別并特異性地殺死這些腫瘤細(xì)胞。癌癥TCR-T免疫療法的一大關(guān)鍵，就是找到能夠針對病人體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的抗原的TCR（也就是為病人體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞找到合適的通緝令照片）。

先前大家主要是用某一特定的抗原來篩選識別該抗原的TCR。 但是我們目前知道的腫瘤特異性的抗原很少，而且一直以來沒有好的方法來發(fā)現(xiàn)它們。外顯子組測序（exome-sequencing）和質(zhì)譜分析（mass spectroscopy）技術(shù)給我們提供了更多潛在腫瘤抗原的選擇。依賴于外顯子組測序的抗原-TCR鑒定方法主要針對高突變的腫瘤，比如黑色素瘤，然而對于低突變的前列腺癌，依賴于外顯子組測序則不可行。利用質(zhì)譜分析則可以獲得大量呈現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞表面的抗原肽段，但需要大量的腫瘤組織來達(dá)到檢測量的需求并且技術(shù)上也有很大的難度。這兩種方法本質(zhì)上都是用抗原來篩選TCR，在確定抗原肽段后主要依靠在體外利用相應(yīng)的抗原遞呈細(xì)胞激活并擴(kuò)增能特異性識別該抗原的T細(xì)胞，或者通過制備特異性的pMHC多聚體來篩選識別該抗原的T細(xì)胞。但是由于肽段的合成以及pMHC多聚體制備的局限性，使得無法在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)無偏見的快速，高通量的篩選。

高通量單細(xì)胞測序技術(shù)的飛速進(jìn)展，使得我們很容易從血液或組織樣本中得到千對以上的TCR雙鏈配對序列。然而，僅僅從TCR的序列并不能預(yù)測這些TCR的抗原特異性，這極大阻礙了我們對腫瘤T細(xì)胞免疫應(yīng)答的深入研究，同時也限制了這些孤兒TCRs在臨床上的應(yīng)用。因此，在基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的研究中，都迫切要求我們開發(fā)出與單細(xì)胞TCR測序技術(shù)相匹配的TCR配體發(fā)現(xiàn)技術(shù)。結(jié)合單細(xì)胞TCR和mRNA測序的結(jié)果，研究人員可以鑒定出具有一系列可能具有腫瘤殺傷性的TCRs。從這些孤兒TCRs篩選其識別的抗原，就好像用已知的鑰匙找鎖，而不是用大量的鎖去試每把鑰匙。但現(xiàn)有的酵母文庫篩選的方法對于每個孤兒TCR都要制備相應(yīng)的熒光標(biāo)記的可溶性TCR，而成功制備所有這些可溶性TCRs具有極大的難度并需要較長的周期，從而不能實(shí)現(xiàn)快速、高通量的篩選。

早在上個世紀(jì)70年代，研究者們就發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞表面會帶有其他抗原遞呈細(xì)胞（APC）的MHC蛋白分子和其他蛋白分子。原來T細(xì)胞和抗原遞呈細(xì)胞在形成免疫突觸（immunological synpase）時會提取其表面的其他分子，后來研究者發(fā)現(xiàn)這一過程是雙向的：抗原遞呈細(xì)胞也會提取T細(xì)胞表面的蛋白分子，比如TCR。這種交換的結(jié)果，就是抗原遞呈細(xì)胞的表面會留下了和T細(xì)胞接觸過的痕跡，研究者將其稱為胞啃作用。李貴登博士和Baltimore實(shí)驗(yàn)室的其他研究者們正是利用了這一原理，通過檢測抗原遞呈細(xì)胞表面上是否存在從T細(xì)胞轉(zhuǎn)移過來的TCR，就可以確定這些細(xì)胞的MHC分子是否可以與靶標(biāo)TCR分子特異配對。

胞啃作用具有非常高的特異性（high specificity），只會在TCR-抗原成功識別的細(xì)胞之間發(fā)生。李貴登博士將表達(dá)已知配對的TCR Jurkat T細(xì)胞投入到以1/10000比例混有其特異識別的pMHC分子的APC細(xì)胞的混合物當(dāng)中，通過流式細(xì)胞術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，胞啃作用依然能準(zhǔn)確的標(biāo)記70%以上的與這個TCR特異配對的APC細(xì)胞，而其他沒有發(fā)生識別的抗原遞呈細(xì)胞則不會被標(biāo)記。不僅如此，在一個包括所有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過可以被HLA-A2 MHC分子所遞呈的肽段的細(xì)胞庫中，利用兩個在臨床使用過的已知配對TCRs同樣證實(shí)這些表達(dá)特定TCR 的T細(xì)胞依舊可以非常特異的在眾多表達(dá)不同抗原的遞呈細(xì)胞中精確標(biāo)記發(fā)生過識別的抗原遞呈細(xì)胞。

在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中，腫瘤細(xì)胞會累積基因突變并產(chǎn)生異常蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)，很有可能會激活免疫系統(tǒng)，并引來免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞的攻擊?；蚪M學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)以及生物信息學(xué)的高速發(fā)展，讓研究者可以從癌癥患者的腫瘤中快速的鑒定出這些能夠被由癌細(xì)胞基因突變所產(chǎn)生的異常蛋白質(zhì)（異常抗原），就是腫瘤新生抗原（Neoantigen）。由于這新生抗原具有腫瘤特異性，因此靶向這些抗原的免疫治療在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中具有巨大的應(yīng)用潛力。通過對黑色素瘤患者癌組織全外顯子基因測序，結(jié)合對人類白細(xì)胞抗原（HLA）表位結(jié)合親和力的預(yù)測，他們建立了一個該患者特有的新生抗原肽段的文庫。李博士他們進(jìn)一步從黑色素瘤病人腫瘤中分離出浸潤的淋巴細(xì)胞（TIL），并利用克隆出來的孤兒TCR成功驗(yàn)證了基于胞啃作用的TCR-抗原配對篩選平臺在個性化醫(yī)療中高效篩選新生抗原特異性TCR的可行性。

總的來說，本研究獨(dú)創(chuàng)性的開發(fā)了一種快速，簡單并具有高精確度的TCR-抗原配對篩選平臺。 這個平臺可以用來篩選任意HLA類型的TCR所識別的抗原。這種技術(shù)不僅僅可以用來篩選被MHCI所呈現(xiàn)的抗原-TCR配對，也可以應(yīng)用于MHCII所呈現(xiàn)的抗原-TCR配對，從而用來鑒定除了腫瘤之外與其他的免疫療法相關(guān)的潛在抗原，比如那些自身免疫疾病抗原。未來，科學(xué)家們有望利用這項(xiàng)技術(shù)，針對這些新鑒定靶點(diǎn)，開發(fā)癌癥疫苗讓人體對癌細(xì)胞產(chǎn)生免疫力或者開發(fā)TCR-T細(xì)胞免疫治療。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會議 2019（第十屆）細(xì)胞治療國際研討會

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