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该研究由Fang Liu、Hua Chen、Suxin Wu、Chenlu Zhu、Mingji Zhang、Wei Rui、Dong Zhou、Yang Wang、Xin Lin、Xueqiang Zhao和Yunbin Ye共同完成,主要来自福建医科大学基础医学院、清华大学基础医学院和福建省肿瘤医院。研究于2025年发表在《Cancer Biology & Medicine》期刊上,DOI为10.20892/j.issn.2095-3941.2024.0434。
肝癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)因其高度异质性和早期症状隐匿,大多数患者在确诊时已处于晚期,传统治疗效果有限。近年来,细胞免疫治疗(Cellular Immunotherapy)尤其是基于T细胞受体(T Cell Receptor, TCR)的T细胞治疗(TCR-T细胞治疗)在癌症治疗中展现出巨大潜力。TCR-T细胞能够识别肿瘤特异性抗原(Tumor-Specific Antigens, TSAs),尤其是由肿瘤基因突变产生的新抗原(Neoantigens),具有更强的免疫原性和特异性。本研究旨在通过鉴定肝癌患者中的新抗原及其特异性TCR,开发基于TCR-T细胞的个性化精准治疗方案。
研究分为以下几个主要步骤:
新抗原鉴定
研究首先对7名HLA-A*02:01限制性肝癌患者的肿瘤组织和外周血进行全外显子测序(Whole Exome Sequencing, WES),并使用生物信息学工具预测新抗原。通过一系列筛选条件(如亲水性、蛋白酶切割概率、抗原转运和呈递概率等),最终鉴定出10个特异性新抗原,其中B和T淋巴细胞衰减子P267L(BTLAp267L)表现出较强的免疫原性和肿瘤特异性,成为潜在的治疗靶点。
特异性TCR的鉴定与验证
研究使用基于四聚体(Tetramer)的筛选和单细胞TCR克隆技术,从健康供体的外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells, PBMCs)中筛选出9个特异性TCR序列,最终确认了3个能够特异性识别BTLAp267L的TCR(85-3、126-5和52-3)。通过JC4细胞模型验证了这些TCR的特异性,并排除了对无关或野生型抗原的交叉识别。
TCR-T细胞的制备与功能验证
研究将筛选出的TCR通过慢病毒感染T细胞,制备BTLAp267L特异性CD8+ TCR-T细胞。在体外实验中,这些TCR-T细胞在与BTLAp267L阳性的T2细胞或HCC细胞系共培养时,释放了大量的穿孔素(Perforin)、颗粒酶B(Granzyme B)、干扰素γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子α(TNF-α),表现出强烈的细胞毒性。此外,TCR-T细胞在低效应-靶标比(Effector-to-Target Ratio, E:T)下仍能有效杀伤肿瘤细胞。
小鼠模型中的抗肿瘤效果验证
研究进一步在NCG小鼠模型中验证了TCR-T细胞的抗肿瘤效果。通过尾静脉注射BTLAp267L特异性CD8+ TCR-T细胞,观察到显著的肿瘤消退,且未对正常器官产生明显的细胞毒性。TCR-T细胞在小鼠体内存活时间长达2-3周,并通过释放穿孔素介导了肿瘤的长期抑制。
新抗原鉴定
通过WES和生物信息学分析,研究成功鉴定出10个HLA-A*02:01限制性新抗原,其中BTLAp267L在3名患者中检测到,并表现出较强的免疫原性和肿瘤特异性。
TCR特异性验证
研究筛选出3个能够特异性识别BTLAp267L的TCR(85-3、126-5和52-3),并通过JC4细胞模型验证了其特异性,排除了对无关或野生型抗原的交叉识别。
TCR-T细胞功能验证
BTLAp267L特异性CD8+ TCR-T细胞在体外实验中表现出强烈的细胞毒性,释放了大量穿孔素、颗粒酶B、IFN-γ和TNF-α,有效杀伤BTLAp267L阳性的肿瘤细胞。
小鼠模型中的抗肿瘤效果
在NCG小鼠模型中,BTLAp267L特异性CD8+ TCR-T细胞显著抑制了肿瘤生长,且未对正常器官产生明显的细胞毒性。
该研究开发了一种可扩展的工作流程,用于鉴定肝癌患者中的新抗原及其特异性TCR,并验证了BTLAp267L特异性TCR-T细胞在体外和体内的抗肿瘤效果。研究结果表明,基于新抗原的TCR-T细胞治疗具有显著的个性化精准治疗潜力,为肝癌患者提供了一种新的治疗策略。
新抗原的精准鉴定
通过WES和生物信息学分析,研究成功鉴定出多个HLA-A*02:01限制性新抗原,其中BTLAp267L表现出较强的免疫原性和肿瘤特异性。
TCR-T细胞的高效制备与功能验证
研究成功制备了BTLAp267L特异性CD8+ TCR-T细胞,并在体外和体内实验中验证了其强烈的抗肿瘤效果。
个性化精准治疗的潜力
该研究为肝癌患者提供了一种基于新抗原的个性化精准治疗方案,具有显著的临床应用前景。
研究还探讨了TCR-T细胞治疗中的潜在脱靶风险,并提出了通过基因编辑和生物信息学预测工具来避免这些风险的策略。此外,研究还展望了未来在人工智能(AI)辅助下的新抗原预测平台和TCR亲和力增强技术的发展方向。
该研究为肝癌的个性化精准治疗提供了重要的理论基础和实验依据,具有显著的科研和临床应用价值。