前言 

T細胞受體（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能夠靶向腫瘤細胞選擇性表達的蛋白質(zhì)，包括新抗原、癌癥種系抗原和病毒癌抗原。與抗體只能和細胞表面表位結(jié)合不同，TCR可以對來源于整個癌細胞蛋白質(zhì)組的抗原作出反應(yīng)。這包括了約88%的蛋白質(zhì)，如細胞質(zhì)、細胞核和線粒體中的蛋白。TCRs與細胞內(nèi)抗原結(jié)合的獨特能力極大地擴展了可選擇的免疫靶標(biāo)的范圍，它們識別與人類白細胞抗原（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胞表面。幾乎所有美國食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)的癌癥免疫療法都能促進表達TCR的T細胞的激活和擴增，從而對腫瘤抗原進行識別。

TCRs顯示出對配體的高靈敏度，腫瘤細胞表面的特異性肽/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)量小幾個數(shù)量級。然而，只有一到三個p/HLA復(fù)合物就足以觸發(fā)T細胞效應(yīng)器功能。同時，TCRs具有顯著的特異性，它們可以區(qū)分因單個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，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)，同時也具有廣闊的前景。

TCR的結(jié)構(gòu)與重組TCRs

TCR不是單個分子；相反，它是一種蛋白復(fù)合體，其中抗原識別和信號轉(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鏈均不具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域，受體依賴于與CD3分子的非共價相互作用來啟動細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)、T細胞激活和細胞命運。

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。

免疫動員單克隆T細胞受體（ImmTAC）

ImmTACs是使用工程化、可溶性和親和增強的單克隆TCRs（mTCRs）設(shè)計的。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能夠識別來自人類白細胞抗原（HLA）呈遞的細胞內(nèi)靶點的肽。

ImmTAC通過特異性靶向腫瘤細胞表面的HLA-肽復(fù)合物，并通過scFv抗體片段與CD3的相互作用促進T細胞介導(dǎo)的效應(yīng)器功能。ImmTAC還以劑量依賴性方式激活CD8+T細胞，并能有效地重定向和激活效應(yīng)和記憶CD8+和CD4+細胞。ImmTAC通過分泌多種細胞因子表現(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)有助于識別合適的抗原。值得注意的是，TCR工程化T細胞也表現(xiàn)出非預(yù)期靶向毒性�？偟膩碚f，ImmTACs已被證明能增強TCR-T細胞的抗腫瘤反應(yīng)，但其安全性有待進一步研究。

T細胞受體融合結(jié)構(gòu)

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

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

T細胞抗原偶聯(lián)劑（TAC）

T細胞抗原偶聯(lián)劑是另一個工程化TCR細胞，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胞因子產(chǎn)生和細胞毒性，這可能導(dǎo)致實質(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細胞不僅有利于過繼后在實體瘤的更大浸潤，而且減少了T細胞在表達抗原的健康組織中的擴增和腫瘤外毒性。

TCR療法的開發(fā)進展

可溶性雙特異性TCR和TCR模擬物

多種ImmTAC和TCR模擬物已進入人體臨床試驗。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期試驗中，Tebentafusp給藥后的總體緩解率適中（4.7-9.1%）。然而，在一項隨機III期試驗中，與對照組患者相比，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別的神經(jīng)毒性事件。其它針對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細胞治療

截止2021年8月9日，在ClinicalTrials上共有175項使用TCR-T療法的研究正在進行中，其中71項是針對特定TAA或新抗原的特異性TCR，有32項研究已經(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，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)動因子，如WT1、KRAS和TP53，也是流行的TCR-T靶點。                     

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，分別為11項和7項。最近，報道了一項針對人乳頭瘤病毒（HPV）-16 E7蛋白的TCR-T細胞治療轉(zhuǎn)移性人乳頭瘤病毒相關(guān)上皮癌的1期臨床試驗（NCT02858310）。在這項研究中，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細胞療法的一個里程碑式的臨床試驗，證明靶向病毒抗原對病毒相關(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，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、骨髓瘤和非小細胞肺癌中也顯示出臨床療效。完成的TCR-T臨床試驗的總有效率（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細胞中TCR表達不足或短暫表達；（3）T細胞耗竭和功能障礙；（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�？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非常有限。目前使用的大多數(shù)靶點是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，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。然而，在TCR-T臨床開發(fā)新抗原的主要挑戰(zhàn)包括：（1）新抗原形成突變在很大程度上是個體化的，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常常是異質(zhì)性的。

盡管如此，近年來的報告強調(diào)了腫瘤細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。隨著下一代測序技術(shù)的發(fā)展，特別是單細胞DNA測序、轉(zhuǎn)錄組測序和成熟的體外驗證方法，以個性化新抗原為靶點的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

轉(zhuǎn)基因α和β鏈的正確配對是阻礙TCR-T細胞發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一。由于每個轉(zhuǎn)導(dǎo)的T細胞包括兩條內(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。另一個相關(guān)問題是，不恰當(dāng)?shù)?alpha;/β鏈TCR配對將競爭CD3復(fù)合物，從而降低治療性TCR的表面表達和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

有幾種方法可對轉(zhuǎn)導(dǎo)的TCR鏈進行適當(dāng)配對，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引入TCR鏈的二硫鍵；（3）改變內(nèi)源性TCR恒定區(qū)的二級結(jié)構(gòu)；（4）向轉(zhuǎn)導(dǎo)TCR的細胞內(nèi)部分添加信號域；（5）將TCR-α/β鏈引入替代效應(yīng)細胞或構(gòu)建單鏈TCR。

增強治療性TCR表達的方法包括：（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。

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)險促使研究人員更仔細地研究共同的新抗原。目前，多個癌基因熱點突變正在被研究作為潛在的TCR靶點，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細胞是采用的一項重要安全措施。顯然，發(fā)展可靠識別的個性化、高度特異性和免疫原性的腫瘤抗原靶點對于減少與TCR-T細胞治療相關(guān)的不良事件至關(guān)重要。

異體T細胞的移植物抗宿主病

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

內(nèi)源性TCR基因、HLA-I位點或CD52分子的缺失是避免TCR-T移植失敗的策略之一，可通過多種方法實現(xiàn)，如基因編輯或使用siRNA。此外，多能干細胞技術(shù)也被認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。通過一種獨特的作用機制，TCRs使細胞內(nèi)蛋白成為可操作的癌癥特異性免疫靶點的來源。同時，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的表達并實現(xiàn)最佳功能。這些問題的解決將有助于充分發(fā)揮TCR-T細胞治療的潛力，給腫瘤患者解除病痛帶來希望。

參考文獻：

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

2. Engineered TCR-T CellI mmunotherapy in Anticancer Precision Medicine: Pros and Cons. Front Immunol. 2021;12: 658753.

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細胞受體療法的進展與挑戰(zhàn)