T细胞治疗癌症-临床前研究与临床试验

临床前研究

       随着靶向肿瘤抗原TCR的鉴定及其对T细胞的转导，有必要对其进行功能验证，以分析T细胞对同源肽或自体肿瘤细胞应答的灵敏性。靶向共有的组织分化抗原，如MART-1、gp- 100和CEA，可能对关键器官的正常细胞伴随地产生毒性，因此，验证TCR-T细胞对肿瘤的脱靶毒性也是必要的。尽管某些抗原不是广泛表达的，如癌睾抗原NY-ESO-1和MAGE家族，它们表达在肿瘤组织，胎儿组织以及成人睾丸中，而在其他正常成人组织中不表达，但这些TCR-T细胞的安全性和亲和力仍然需要被验证。Parkhurst等人通过建立小鼠模型从脾细胞中分离出对CEA有反应的TCR并对其功能进行验证。在本研究中，他们证明了改良的CEA TCR是未来基因治疗很好的候选基因，同时也展示了在TCR抗原结合区中选择性的氨基酸替换可以提高TCR的反应亲和力。Kunert等人从黑色素瘤患者中分离出针对4种MAGE-C2表位的10个TCR，并设计了一组验证TCR-T细胞功能的实验。Yao等人从MAGE-A3免疫后的两名黑色素瘤患者PBMC中分离到的两个MAGE-A3特异性的TCR，这些TCR识别由HLA-DPB1*04:01所递呈的MAGE-A3抗原肽。通过比较这两种TCR的特异性和亲和性，发现6F9 TCR特异性地识别MAGE-A3，而不识别由HLA-DPB1*04:01所递呈的MAGE-A家族的其它成员的抗原肽，因此，6F9 TCR被选做用于靶向MAGE-A3的MHC二类限制性抗原肽的潜在的TCR基因治疗。另一个问题是，Kohn 等人揭示，许多在患者体内循环的改良T细胞没有任何治疗效果，是因为这些T细胞的逆转录表达活性是被降低了的。一些研究已经报道了可能的方法来改善TCR的转基因效果并提供一个稳定的免疫治疗系统。Fujio等人使用两个独立的单顺反子逆转录病毒载体，最终得到卵清蛋白（OVA）特异性的TCR-T细胞，这些细胞显示出了对抗原显著的应答反应。此外，携带双向启动子的慢病毒载体在Bobisse等人的研究中使用，这个基因转移系统显示出更高的转基因效率，表明慢病毒载体可能是免疫治疗中TCR表达的有效工具。这些临床前实验有助于指导TCR-T细胞在临床试验中的应用，但是，对于新的靶向肿瘤抗原的TCR进行亲和性、毒性和安全性测试是必需的。

临床试验

       采用TCR-T的过继免疫治疗已成为癌症治疗的重要策略，最近的临床试验显示出了令人鼓舞的结果(表1)。首次报道的是在2006年，MART-1 的TCR-T可以介导人类肿瘤的消退，随后，2009年和2014年MART-1 TCR-T的临床试验也证明了这一现象。Johnson等人指出，在使用gp100 TCR-T细胞治疗的患者中，有19%的患者出现过抗肿瘤反应。除了分化抗原外，进入临床试验的还有癌-睾抗原，如MAGE-A3和NY-ESO-1。在使用针对HLA-A*0201限制性NY-ESO-1抗原的TCR的临床试验中，有超过50%的滑膜肉瘤、黑色素瘤和骨髓瘤等患者被检测到有应答反应。Kageyama等人进行了一项临床试验，用针对HLA-A*2402限制性的、MAGE-A4的TCR-T检测对食管癌的治疗效果。通过检测发现，这些TCR-T细胞可以在体内维持很长一段时间，有3名患者维持最小肿瘤状态超过27个月。这些临床试验表明，TCR-T细胞治疗可使肿瘤发生明显的消退。这引起了人们巨大的热情，然而必须指出的是，大部分的临床试验只是在少数的癌症患者中进行。此外，尽管TCR-T在过继细胞治疗中取得了很大进展，但也出现了一些意想不到的毒性。在一项靶向转移性结直肠癌的TCR-T细胞临床试验中，所用的TCR对CEA有很高的亲和力，结果三名患者均因TCR对表达CEA的正常结肠上皮细胞的反应而出现严重的暂时性结肠炎(尽管有1例患者在肺和肝脏的转移癌出现了消退)。在另一项研究中，两名患者在回输TCR-T后死于心源性休克，该TCR靶向的是HLA-A*01限制性的MAGE-A3抗原。Linette等人通过在MAGE-A3 TCR的α链CDR-2区引入4个突变，β链保留用野生型序列，可以提高TCR的亲和力，这种亲和力增强的TCR可能会识别来自正常心脏组织表达的无关蛋白的表位，其野生型MAGE-A3特异性的TCR因为通过胸腺的自然选择过程，也可能在患者体内扩增而没有心脏毒性，在MAGE-A3的TCR-T治疗后，两名患者陷入昏迷，随后死亡。在该研究中，经基因改造的T细胞还识别了在人脑中被检测到的MAGE-A12的衍生表位。由于潜在的交叉反应，TCR亲和力的评估和合适抗原的选择就需要非常的谨慎，这对TCR-T的安全临床应用是非常必要的。

注：本文已获得原文[1]作者（Ping Y）就原文翻译以及网络刊登的授权。 [1] Ping Y, Liu C, Zhang Y. T-cell receptor-engineered T cells for cancer treatment: current status and future directions [J]. Protein Cell, 2018,