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前言 

T細(xì)胞受體（TCR）是一種譜系定義的、錨定在膜表面的克隆型免疫受體，在T淋巴細(xì)胞的配體依賴性激活中發(fā)揮核心作用。因此，TCR能夠靶向腫瘤細(xì)胞選擇性表達(dá)的蛋白質(zhì)，包括新抗原、癌癥種系抗原和病毒癌抗原。與抗體只能和細(xì)胞表面表位結(jié)合不同，TCR可以對(duì)來源于整個(gè)癌細(xì)胞蛋白質(zhì)組的抗原作出反應(yīng)。這包括了約88%的蛋白質(zhì)，如細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和線粒體中的蛋白。TCRs與細(xì)胞內(nèi)抗原結(jié)合的獨(dú)特能力極大地?cái)U(kuò)展了可選擇的免疫靶標(biāo)的范圍，它們識(shí)別與人類白細(xì)胞抗原（HLA）分子結(jié)合的蛋白水解降解多肽，這些多肽被遞呈到人類細(xì)胞表面。幾乎所有美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)的癌癥免疫療法都能促進(jìn)表達(dá)TCR的T細(xì)胞的激活和擴(kuò)增，從而對(duì)腫瘤抗原進(jìn)行識(shí)別。

TCRs顯示出對(duì)配體的高靈敏度，腫瘤細(xì)胞表面的特異性肽/HLA（p/HLA）復(fù)合物的數(shù)量通常在1-100個(gè)分子的范圍內(nèi)，這比治療性抗體所需的分子數(shù)量小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，只有一到三個(gè)p/HLA復(fù)合物就足以觸發(fā)T細(xì)胞效應(yīng)器功能。同時(shí)，TCRs具有顯著的特異性，它們可以區(qū)分因單個(gè)氨基酸突變而不同的肽，以及相同氨基酸的不同立體異構(gòu)體。

盡管有以上優(yōu)點(diǎn)，第一種TCR治療藥物（tebentafusp）在2022年才獲得批準(zhǔn)。相反，抗體及其衍生物，包括抗體偶聯(lián)藥物、雙特異性抗體和嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞，自20世紀(jì)90年代中期以來一直是癌癥治療的支柱。開發(fā)基于TCR的癌癥免疫療法具有極大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也具有廣闊的前景。

TCR的結(jié)構(gòu)與重組TCRs

TCR不是單個(gè)分子；相反，它是一種蛋白復(fù)合體，其中抗原識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能涉及不同的亞基。TCR的功能單元是由六種蛋白組成的八聚體復(fù)合物：克隆型TCRα/TCRβ鏈和不變的CD3γ、CD3δ、CD3ε和CD3ζ鏈，二聚亞基TCRαβ:CD3δε:CD3γε:CD3ζ以1:1:1:1的方式組裝。TCR鏈均不具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域，受體依賴于與CD3分子的非共價(jià)相互作用來啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)、T細(xì)胞激活和細(xì)胞命運(yùn)。

基于這些結(jié)構(gòu)，利用工程化TCR的新技術(shù)有ImmTAC、TRuCs和TAC等。

免疫動(dòng)員單克隆T細(xì)胞受體（ImmTAC）

ImmTACs是使用工程化、可溶性和親和增強(qiáng)的單克隆TCRs（mTCRs）設(shè)計(jì)的。ImmTACs基本上是融合蛋白，結(jié)合了工程化的TCR靶向系統(tǒng)和單鏈抗體片段（scFv）效應(yīng)器功能。在ImmTACs的構(gòu)建中， TCR能夠識(shí)別來自人類白細(xì)胞抗原（HLA）呈遞的細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)的肽。

ImmTAC通過特異性靶向腫瘤細(xì)胞表面的HLA-肽復(fù)合物，并通過scFv抗體片段與CD3的相互作用促進(jìn)T細(xì)胞介導(dǎo)的效應(yīng)器功能。ImmTAC還以劑量依賴性方式激活CD8+T細(xì)胞，并能有效地重定向和激活效應(yīng)和記憶CD8+和CD4+細(xì)胞。ImmTAC通過分泌多種細(xì)胞因子表現(xiàn)出多功能反應(yīng)，如TNF-α、IFN-γ、IL-6、MIP1α-β和IFN-γ誘導(dǎo)蛋白10。

此外，選擇合適的靶抗原是ImmTACs的關(guān)鍵，質(zhì)譜技術(shù)和MHC多聚體技術(shù)有助于識(shí)別合適的抗原。值得注意的是，TCR工程化T細(xì)胞也表現(xiàn)出非預(yù)期靶向毒性�？偟膩碚f，ImmTACs已被證明能增強(qiáng)TCR-T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)，但其安全性有待進(jìn)一步研究。

T細(xì)胞受體融合結(jié)構(gòu)

T細(xì)胞受體融合結(jié)構(gòu)（TRuCs），一種與T細(xì)胞受體亞單位融合的抗體結(jié)合域，設(shè)計(jì)用于有效識(shí)別腫瘤表面抗原。TRuCs由靶向腫瘤相關(guān)抗原的特異性抗體融合到5個(gè)TCR亞基（TCRα、TCRβ、CD3?、CD3γ和CD3δ）的胞外N-末端組成，為工程化T細(xì)胞提供了新的靶向特異性和HLA非依賴性靶細(xì)胞清除能力，可被相應(yīng)的靶細(xì)胞激活。

與第二代CAR-T細(xì)胞相比，該方法顯示出更好的抗腫瘤效果。此外，TRuCs支配TCR復(fù)合體的全部信號(hào)機(jī)制，而CARs僅利用分離的CD3ζ胞內(nèi)段的有限信號(hào)。

T細(xì)胞抗原偶聯(lián)劑（TAC）

T細(xì)胞抗原偶聯(lián)劑是另一個(gè)工程化TCR細(xì)胞，以非MHC依賴性方式誘導(dǎo)更有效的抗腫瘤反應(yīng)并降低毒性。TAC嵌合蛋白通過與CD3結(jié)構(gòu)域的結(jié)合，從而形成TCR/CD3復(fù)合物并獲得更多的T細(xì)胞應(yīng)答。

TAC受體的活性與CD3結(jié)合域的選擇密切相關(guān)。例如，與UCHT1相比，來自O(shè)KT3（muromonab-CD3）的單鏈抗體具有較低的細(xì)胞因子產(chǎn)生和細(xì)胞毒性，這可能導(dǎo)致實(shí)質(zhì)上不同的功能結(jié)果。與第二代CARs相比，TAC基因工程化的T細(xì)胞不僅有利于過繼后在實(shí)體瘤的更大浸潤(rùn)，而且減少了T細(xì)胞在表達(dá)抗原的健康組織中的擴(kuò)增和腫瘤外毒性。

TCR療法的開發(fā)進(jìn)展

可溶性雙特異性TCR和TCR模擬物

多種ImmTAC和TCR模擬物已進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)。Tebentafusp是一種靶向HLA-A*02:01-限制性gp100表位的ImmTAC，2022年獲得了FDA的批準(zhǔn)，用于治療不可切除或轉(zhuǎn)移性葡萄膜黑色素瘤。在I–III期試驗(yàn)中，Tebentafusp給藥后的總體緩解率適中（4.7-9.1%）。然而，在一項(xiàng)隨機(jī)III期試驗(yàn)中，與對(duì)照組患者相比，接受Tebentafusp治療的患者具有顯著的總體生存益處。此外，tebentafusp觀察到的預(yù)期靶向/非腫瘤毒性，包括皮疹和白癜風(fēng)。重要的是，迄今為止，在接受ImmTAC治療的患者中沒有觀察到高級(jí)別的神經(jīng)毒性事件。其它針對(duì)NY-ESO-1、MAGE-A4、MAGE-A8和PRAME產(chǎn)生的額外HLA-A*02:01-限制性表位的ImmTAC目前處于早期臨床開發(fā)階段。

TCR-T細(xì)胞治療

截止2021年8月9日，在ClinicalTrials上共有175項(xiàng)使用TCR-T療法的研究正在進(jìn)行中，其中71項(xiàng)是針對(duì)特定TAA或新抗原的特異性TCR，有32項(xiàng)研究已經(jīng)完成。NY-ESO-1是最常見的靶向抗原，在多種癌癥中均有表達(dá)，包括骨髓瘤、黑色素瘤等。其他腫瘤睪丸相關(guān)抗原，如PRAME和MAGE蛋白，以及黑色素瘤分化抗原MART-1和gp100，以及最近的癌癥驅(qū)動(dòng)因子，如WT1、KRAS和TP53，也是流行的TCR-T靶點(diǎn)。                     

在開發(fā)TCR-T療法的29家制藥公司中，葛蘭素史克和Adaptimunime發(fā)起了最多的臨床試驗(yàn)，分別為11項(xiàng)和7項(xiàng)。最近，報(bào)道了一項(xiàng)針對(duì)人乳頭瘤病毒（HPV）-16 E7蛋白的TCR-T細(xì)胞治療轉(zhuǎn)移性人乳頭瘤病毒相關(guān)上皮癌的1期臨床試驗(yàn)（NCT02858310）。在這項(xiàng)研究中，12名接受治療的患者中有6名出現(xiàn)了客觀的臨床反應(yīng)，觀察到了穩(wěn)健的腫瘤消退。這是TCR-T細(xì)胞療法的一個(gè)里程碑式的臨床試驗(yàn)，證明靶向病毒抗原對(duì)病毒相關(guān)癌癥患者具有良好的臨床效果。其他被探索為TCR靶點(diǎn)的病毒抗原包括HPV-E6蛋白、來自EB病毒（EBV）的抗原和人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（HERV）靶點(diǎn)，如HERV-E。此外，靶向TAAs 的MART-1和NY-ESO-1 TCR-T療法在晚期黑色素瘤、骨髓瘤和非小細(xì)胞肺癌中也顯示出臨床療效。完成的TCR-T臨床試驗(yàn)的總有效率（ORR）在0~60%之間。

TCR療法的挑戰(zhàn)

盡管基于TCR-T細(xì)胞的免疫療法已在大部分接受治療的患者中顯示出一定的臨床療效，但在許多領(lǐng)域仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括：（1）靶向正常組織引起的免疫毒性；（2）工程化T細(xì)胞中TCR表達(dá)不足或短暫表達(dá)；（3）T細(xì)胞耗竭和功能障礙；（4）腫瘤免疫逃逸，以及（5）大多數(shù)癌癥患者缺乏有效的腫瘤特異性抗原作為靶點(diǎn)�？朔�這些挑戰(zhàn)將是未來取得更大臨床成功的關(guān)鍵。            

新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)

目前，用于TCR-T的有效和安全免疫治療的肽抗原靶點(diǎn)非常有限。目前使用的大多數(shù)靶點(diǎn)是TAA，盡管在腫瘤組織中上調(diào)，但在正常組織中仍保持低水平的表達(dá)，這可能導(dǎo)致自身免疫毒性。因此，新抗原似乎是TCR-T癌癥治療最安全的靶點(diǎn)。然而，在TCR-T臨床開發(fā)新抗原的主要挑戰(zhàn)包括：（1）新抗原形成突變?cè)诤艽蟪潭壬鲜莻�(gè)體化的，并且在癌癥患者之間存在差異，因此難以開發(fā)出廣泛應(yīng)用的免疫治療產(chǎn)品；（2）新抗原在腫瘤組織中的表達(dá)常常是異質(zhì)性的。

盡管如此，近年來的報(bào)告強(qiáng)調(diào)了腫瘤細(xì)胞廣泛共享的免疫原性新抗原的出現(xiàn)，包括突變的KRAS和TP53。許多其他研究也證明了可用于產(chǎn)生潛在治療性腫瘤特異性TCR的共享新抗原的免疫原性。隨著下一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，特別是單細(xì)胞DNA測(cè)序、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和成熟的體外驗(yàn)證方法，以個(gè)性化新抗原為靶點(diǎn)的TCR-T免疫治療可能在未來幾年成為一種流行的癌癥治療方法。此外，新出現(xiàn)的TAA類別，如癌胚抗原，也可能構(gòu)成未來TCR-T發(fā)展的可行靶標(biāo)。

最大化治療性TCR表達(dá)

轉(zhuǎn)基因α和β鏈的正確配對(duì)是阻礙TCR-T細(xì)胞發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。由于每個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)的T細(xì)胞包括兩條內(nèi)源性TCR鏈和兩條轉(zhuǎn)化的TCR鏈，因此具有未知特異性的異二聚體可導(dǎo)致潛在的自身免疫后果。另一個(gè)相關(guān)問題是，不恰當(dāng)?shù)?alpha;/β鏈TCR配對(duì)將競(jìng)爭(zhēng)CD3復(fù)合物，從而降低治療性TCR的表面表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

有幾種方法可對(duì)轉(zhuǎn)導(dǎo)的TCR鏈進(jìn)行適當(dāng)配對(duì)，包括：（1）部分鼠源化TCR的恒定區(qū)；（2）添加半胱氨酸殘基以促進(jìn)引入TCR鏈的二硫鍵；（3）改變內(nèi)源性TCR恒定區(qū)的二級(jí)結(jié)構(gòu)；（4）向轉(zhuǎn)導(dǎo)TCR的細(xì)胞內(nèi)部分添加信號(hào)域；（5）將TCR-α/β鏈引入替代效應(yīng)細(xì)胞或構(gòu)建單鏈TCR。

增強(qiáng)治療性TCR表達(dá)的方法包括：（1）TCR-α和TCR-β鏈轉(zhuǎn)基因的密碼子優(yōu)化，以及（2）改變TCR-α/TCR-β載體配置以優(yōu)化表達(dá)。

減少不良事件

通常，靶向非腫瘤毒性是TAA的主要關(guān)鍵障礙，這種風(fēng)險(xiǎn)促使研究人員更仔細(xì)地研究共同的新抗原。目前，多個(gè)癌基因熱點(diǎn)突變正在被研究作為潛在的TCR靶點(diǎn)，如磷酸肌醇-3-激酶（PI3K）、KRAS和TP53。此外，通過帶有自殺基因的基因工程化的TCR-T細(xì)胞是采用的一項(xiàng)重要安全措施。顯然，發(fā)展可靠識(shí)別的個(gè)性化、高度特異性和免疫原性的腫瘤抗原靶點(diǎn)對(duì)于減少與TCR-T細(xì)胞治療相關(guān)的不良事件至關(guān)重要。

異體T細(xì)胞的移植物抗宿主病

使用同種異體T細(xì)胞是一個(gè)非常有希望的方案，可以克服制造問題、患者相關(guān)免疫細(xì)胞缺陷和治療延遲。為了使用同種異體T細(xì)胞，有必要控制由轉(zhuǎn)導(dǎo)的同種反應(yīng)性淋巴細(xì)胞引起的移植物抗宿主病以及宿主免疫系統(tǒng)對(duì)工程化淋巴細(xì)胞的排斥。

內(nèi)源性TCR基因、HLA-I位點(diǎn)或CD52分子的缺失是避免TCR-T移植失敗的策略之一，可通過多種方法實(shí)現(xiàn)，如基因編輯或使用siRNA。此外，多能干細(xì)胞技術(shù)也被認(rèn)為是一種潛在的解決方案。

小結(jié)

基于TCR的治療代表了一類新的腫瘤精準(zhǔn)治療。通過一種獨(dú)特的作用機(jī)制，TCRs使細(xì)胞內(nèi)蛋白成為可操作的癌癥特異性免疫靶點(diǎn)的來源。同時(shí)，與傳統(tǒng)的分子靶向治療相比，TCRs帶來了新的挑戰(zhàn)。包括如何安全地增加治療性TCR的親和力，如何在患者群體中鑒定共有的腫瘤特異性抗原和TCR，以及如何調(diào)節(jié)TCR的表達(dá)并實(shí)現(xiàn)最佳功能。這些問題的解決將有助于充分發(fā)揮TCR-T細(xì)胞治療的潛力，給腫瘤患者解除病痛帶來希望。

參考文獻(xiàn)：

1.Tcell receptor therapeutics: immunological targeting of the intracellular cancerproteome. Nat Rev Drug Discov.2023 Oct 27.

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3. Evolution of CD8+ T Cell Receptor(TCR) Engineered Therapies for the Treatment of Cancer. Cells. 2021 Sep;10(9): 2379.

       原文標(biāo)題 : T細(xì)胞受體療法的進(jìn)展與挑戰(zhàn)