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TCR-T细胞肿瘤特异性新抗原的筛选、鉴定、设计及临床应用

期刊:molecular cancerDOI:10.1186/s12943-023-01844-5

这篇文档属于类型b:一篇关于肿瘤特异性新抗原(tumor-specific neoantigens, TSAs)筛选、鉴定及其在TCR-T细胞治疗中临床应用的综述论文。以下为针对中文读者的学术报告:


作者及机构
本文由Jiangping Li(四川大学华西医院胸外科多学科治疗中心)领衔,联合Zhiwen Xiao(中山大学附属第六医院耳鼻咽喉头颈外科)、Donghui Wang(中山大学附属第三医院放射肿瘤科)等7位作者共同完成,发表于2023年《Molecular Cancer》期刊(卷22期141页)。

主题与背景
论文系统综述了肿瘤特异性新抗原的研究进展,重点探讨其在TCR-T细胞免疫治疗中的应用价值。新抗原(neoantigens)是肿瘤细胞因基因组、转录组或蛋白质组异常产生的特异性抗原,具有高度免疫原性且仅存在于肿瘤组织,是个性化免疫治疗的理想靶点。随着二代测序(NGS)和生物信息学技术的发展,新抗原的快速鉴定与预测成为可能。本文旨在总结新抗原的分子特征、筛选策略及临床转化潜力,并分析当前面临的挑战。


主要观点与论据

1. 肿瘤特异性新抗原的分子来源与特征

新抗原的产生源于肿瘤细胞的多种分子变异:
- 基因组变异:包括单核苷酸变异(SNVs)、插入缺失(indels)、基因融合(gene fusion)和结构变异(SVs)。例如,微卫星不稳定(MSI-H)肿瘤中,indel衍生的移码突变新抗原具有更强的免疫原性,可作为免疫检查点抑制剂(ICB)疗效预测标志物(文献[23-25])。
- 转录组变异:异常RNA剪接、多聚腺苷酸化(polyadenylation, PA)及RNA编辑可产生新抗原。例如,剪接因子突变(如SRSF2、SF3B1)在血液肿瘤中导致大量剪接变异体(文献[64-66])。
- 蛋白质组变异:翻译后修饰(PTMs)如糖基化、磷酸化异常可形成新抗原。例如,KRAS-G12C抑制剂ARS1620共价修饰的肽段可通过MHC呈递激活T细胞(文献[89])。
- 病毒基因编码抗原:HPV-E6/E7、EBV潜伏蛋白等病毒抗原在宫颈癌、鼻咽癌中具有强免疫原性(文献[110-114])。

支持证据:TCGA数据库分析显示,不同肿瘤类型的新抗原谱差异显著,其中融合突变产生的新抗原数量是SNV的6-11倍(文献[31-32])。


2. 新抗原的筛选与验证流程

论文提出标准化计算与实验验证流程(图2):
- 突变鉴定:通过全外显子测序(WES)和RNA-seq比对肿瘤/正常组织,结合质谱(MS)直接检测MHC结合肽段(文献[130-136])。
- HLA分型:采用OptiType、Polysolver等工具预测患者HLA-I/II等位基因(文献[140-142])。
- 免疫原性预测:NetMHCpan、MHCflurry等算法评估肽段-MHC结合亲和力,结合蛋白酶体切割效率(如NetChop)优化候选新抗原(文献[143-148])。
- 实验验证
- ELISPOT:检测IFN-γ分泌以确认T细胞反应(文献[168-172])。
- NEST技术:通过TCR测序分析新抗原刺激后的克隆扩增(文献[174-176])。
- 单细胞测序:scRNA-seq联合TCR-CITE-seq鉴定抗原特异性T细胞(文献[175, 237])。

案例:在PD-1治疗的头颈鳞癌(HNSCC)中,通过DEK-AFF2融合新抗原特异性TCR-T细胞实现肿瘤清除(文献[45])。


3. TCR-T细胞治疗的临床潜力与挑战

优势
- 靶点范围广:可靶向细胞内抗原(如突变蛋白、病毒抗原),而CAR-T仅能识别表面抗原(文献[262])。
- 高灵敏度:仅需1-50个肽段-MHC复合物即可激活(CAR-T需约1000个抗原/细胞)(文献[260])。

挑战
- 个体化制备瓶颈:新抗原具有高度患者特异性,需定制化TCR-T(文献[268-272])。
- 安全性风险:TCR可能交叉识别正常组织抗原(如MAGE-A3靶向治疗导致神经毒性)(文献[275-279])。
- 肿瘤微环境抑制:HLA丢失、免疫抑制因子(如TGF-β)削弱T细胞浸润(文献[258-259])。

解决方案
- 联合治疗:ICB(如PD-1抑制剂)可恢复新抗原特异性T细胞功能(文献[25])。
- 细胞因子支持:IL-15、IL-21等可增强T细胞持久性(文献[305-312])。


4. 未来方向与转化价值

  • 通用型新抗原库:针对高频突变(如PIK3CA、RAS)或病毒抗原开发“现成”疗法(文献[13, 110])。
  • 多组学整合:结合表观基因组(如非编码区翻译肽段)扩大靶点范围(文献[76-79])。
  • 生物标志物开发:新抗原负荷(如indel负担)预测ICB疗效(文献[23-24])。

论文意义与价值

本文系统梳理了新抗原从基础研究到临床应用的完整链条,为个性化TCR-T治疗提供了方法论指导。其核心贡献在于:
1. 技术整合:将NGS、质谱与生物信息学工具结合,建立标准化新抗原筛选平台。
2. 临床洞察:指出融合突变和病毒抗原的优先开发价值,并提出联合免疫治疗策略。
3. 领域推动:强调Teipp(肽段加工缺陷相关抗原)等新型靶点的潜力,为低免疫原性肿瘤提供新思路(文献[95-101])。

该综述不仅总结了当前进展,更通过批判性分析(如TCR脱靶风险)为未来研究指明方向,对肿瘤免疫治疗领域具有重要参考价值。

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