淋巴细胞清除化疗通过增强抗原呈递强化新抗原导向T细胞疗法
作者及机构
本研究由Shira Sagie、Tomer Babu、Chen Weller等来自以色列魏茨曼科学研究所分子细胞生物学系、英国牛津大学统计系等多个机构的科研团队共同完成。通讯作者为Yardena Samuels教授（yardena.samuels@weizmann.ac.il）。该研究于2025年12月16日发表在Cell Reports Medicine期刊（Volume 6, 102506）。
学术背景
研究领域
本研究属于肿瘤免疫治疗领域，聚焦于过继性T细胞治疗（Adoptive Cell Therapy, ACT）的增效策略，特别是针对实体瘤中T细胞受体工程化T细胞（TCR-T）疗法的优化。
研究动机
尽管靶向肿瘤特异性抗原的ACT在实体瘤治疗中展现出潜力，但新抗原（neoantigen）呈递水平不足仍是关键障碍。KRAS突变（如G12V）作为结直肠癌、肺癌和胰腺癌中普遍存在的驱动突变，是理想的治疗靶点。但现有TCR-T疗法面临三个核心挑战：(1) 高亲和力特异性TCR的稀缺性；(2) 靶抗原呈递水平低；(3) 免疫抑制性肿瘤微环境。此外，虽然淋巴细胞清除化疗（lymphodepleting chemotherapy）在ACT前常规使用以促进T细胞植入，但其对肿瘤细胞抗原呈递的直接调控机制尚不明确。
研究目标
本研究旨在：(1) 鉴定高效特异的KRAS.G12V靶向TCR；(2) 揭示化疗增强T细胞疗效的分子机制；(3) 建立化疗重塑肿瘤抗原景观（antigenic landscape）的理论框架。
研究流程与实验设计
第一阶段：KRAS.G12V特异性TCR的鉴定与表征
抗原预测与验证
- 通过TCGA肺癌数据集筛选候选新抗原，锁定KRAS.G12V-HLA-A*03:01组合（全球约94,000患者携带）
- 在721.221 B细胞中过表达KRAS.G12V迷你基因和HLA-A*03:01，通过HLA免疫肽组学（immunopeptidomics）结合质谱鉴定出3个KRAS.G12V衍生肽段（包括VVVGAVGVK 10肽）
TCR分离与功能验证
- 从健康供体#104的PBMCs中通过单细胞TCR测序分离出主导克隆TCR-T104（占 dextramer阳性细胞的97%）
- 通过4-1BB激活实验显示：TCR-T104对G12V肽的EC50为17 nM，而对野生型肽无反应
- 晶体结构建模揭示：T104通过α链Ala-109和β链Pro-112形成的疏水口袋识别G12V/C突变
交叉反应性发现
- 意外发现TCR-T104可交叉识别KRAS.G12C（敏感性较G12V低30-90倍）
- 分子对接显示：G12V/C残端从肽骨架延伸，增强与TCR疏水区的范德华力相互作用
第二阶段：化疗协同机制研究
体外协同实验体系
- 建立亚致死剂量（IC25）化疗模型：环磷酰胺（0.25 μg/mL）+氟达拉滨（2 μg/mL）
- 在SW620（KRAS.G12V）、Calu6（KRAS.Q61K）等细胞系中验证：
- TCR-T104杀伤效率提升2.3倍（p<0.0001）
- T细胞衔接抗体（T cell engager）疗效同步增强
免疫肽组学分析
- 质谱检测显示化疗后：
- HLA-I呈递肽段数量增加1.8-2.5倍
- 肽段疏水性指数提升（p=0.0016）
- 糜蛋白酶样（chymotryptic-like）C端增加（V/Y/L残基）
机制解析
- 蛋白质组学发现：
- 免疫蛋白酶体亚基PSMB8/10表达上调（Western blot验证）
- HLA-I表面表达增加（流式检测MFI提升1.5倍）
- 功能实验证实：
- PSMB8/10过表达可模拟化疗效果
- 荧光底物实验显示蛋白酶体活性增强（Suc-LLVY-AMC水解率提升40%）
第三阶段：体内验证
小鼠模型构建
- NSG小鼠皮下接种SW620-HLA-A*03:01细胞
- 模拟临床方案给予环磷酰胺（200 mg/kg）+氟达拉滨（30 mg/kg）
免疫肽组学验证
- 化疗组肿瘤中：
- 独特肽段数量增加（p=0.0017）
- 疏水性肽段比例升高（去除C端后差异消失）
- 源蛋白富集于DNA损伤响应通路（p<0.001）
主要研究结果
TCR-T104的特性
- 特异性：对KRAS.G12V的识别严格依赖HLA-A*03:01（与野生型肽的交叉反应性<0.1%）
- 敏感性：在NFAT报告系统中可检测低至4 nM的G12V肽
- 交叉反应：对G12C的EC50为500 nM，临床样本中检测到内源性T细胞应答
化疗的协同效应
- 抗原特异性杀伤增强：在TCR-T、TILs和双特异性抗体中均观察到协同作用（Bliss协同得分>10）
- 肽段丰度变化：靶肽VVVGAVGVK在化疗后增加2.24倍（质谱定量）
分子机制证据链
graph LR A[化疗应激] --> B[PSMB8/10上调] B --> C[免疫蛋白酶体活化] C --> D[增加疏水性肽段加工] D --> E[HLA-I呈递多样性提升] E --> F[TCR识别效率增强]
研究结论与价值
科学意义
1. 首次阐明淋巴细胞清除化疗通过免疫蛋白酶体-HLA轴增强抗原呈递的分子机制 2. 建立”化疗重塑抗原景观”的理论框架，为ACT联合治疗提供精准优化策略 临床价值
1. TCR-T104可作为KRAS G12V/C突变患者的现成治疗选择 2. 化疗剂量优化可能改善低丰度新抗原（如G12C）的免疫识别 研究亮点
- 方法创新：开发基于重标肽的抗原定量质谱技术（灵敏度达amol级） - 发现创新：揭示化疗对C端蛋白酶体切割偏好的调控作用
- 应用拓展：证实该机制在TCR-T、TILs和双抗中的普适性
局限性
- 仅评估了环磷酰胺+氟达拉滨方案，其他化疗组合的效应需进一步研究
- TCR-T104对G12C的亲和力仍需优化
- 结构模型需通过X射线晶体学验证 该研究为改善实体瘤免疫治疗效果提供了兼具理论基础和实践价值的突破性进展。