我们对杀伤性T细胞抗癌能力的认知，又要被刷新了！

今天，由英国卡迪夫大学医学院Andrew K. Sewell领衔的研究团队，在顶级期刊《细胞》上发表了一项重磅研究成果[1]。

他们基于一名接受T细胞治疗后获得长达十余年缓解的癌症患者样本，首次发现单个T细胞克隆竟然可以识别三种不同的肿瘤相关抗原（TAA），实现通过多种方式杀伤癌细胞。

这一发现颠覆了单个T细胞克隆仅识别单一的TAA这一传统认知，让我们对杀伤性T细胞的抗癌能力有了全新的认知，有望打开癌症免疫细胞疗法的新局面。

论文首页截图

Sewell团队的这一发现源于一名编号为MM909.24的晚期黑色素瘤患者。

这名患者在接受自体肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）治疗后，肿瘤消失了十余年，实现了临床治愈。因此，研究人员想知道到底是什么原因让这名患者实现了这么长时间的缓解。

初步分析显示，这名患者的癌细胞呈递抗原的人类白细胞抗原（HLA）是人群中最常见的HLA A^∗02:01。从机制上讲，癌细胞表面的HLA A^∗02:01会将肿瘤相关抗原呈递给杀伤性T细胞表面的T细胞受体（TCR），并激活T细胞的抗癌能力。

Sewell团队首先想知道的是，这个实现长期缓解的患者，体内T细胞到底有哪些特征。

Andrew K. Sewell（左）和第一作者Garry Dolton（图源：卡迪夫大学医学院）

他们发现这名患者的TIL不仅对患者自身的癌细胞有反应，对其他表达HLA A^∗02:01的黑色素瘤细胞系也有反应。

不过，如果使用抗HLA A^∗02抗体的话，就会阻断T细胞对癌细胞的识别和反应；如果敲除癌细胞编码HLA A^∗02:01的基因，T细胞的反应降低90%以上。这表明，在这名患者的体内，TIL是通过HLA A^∗02:01识别并杀死癌细胞的。

不过，让Sewell团队感到意外的是，MM909.24的TIL居然对许多表达HLA A^∗02:01的不同来源癌细胞系产生了反应。这一现象激发了他们的好奇心。于是，他们从这名患者的TIL中分离培养出了一个叫做MEL8的T细胞克隆，它也对其他癌症的癌细胞系有反应。

经过配对，他们发现MEL8识别的抗原竟然是Melan A蛋白的EAAGIGILTV表位（Melan A10），这就更让他们吃惊了。因为其他癌细胞系是不表达Melan A的，这是黑色素瘤细胞的专属。

MEL8对其他癌症的癌细胞系也有反应

这一发现意味着，MEL8除了识别Melan A10这个肿瘤相关抗原表位之外，可能还会识别其他的抗原表位。这个推论非常有颠覆性，因为传统上认为一个T细胞克隆只能识别单一的肿瘤相关抗原，目前还没人发现单一的T细胞能识别多个不同的肿瘤相关抗原。

为了确认上面的这一推论，Sewell团队用CRISPR-Cas9技术敲除了MM909.24黑色素瘤系中编码Melan A蛋白的MLANA基因。结果表明，这一基因的敲除对MEL8的杀伤活性几乎没有影响。这无疑证实，MEL8这个T细胞克隆肯定还通过HLA A^∗02:01呈递的其他抗原表位识别癌细胞。

重要的是，他们还发现，MEL8只表达单一的TCRα和TCRβ链，这又说明MEL8对多种抗原的识别是通过单一TCR实现的。单一TCR竟然能通过癌细胞表面固定亚型的HLA识别多种肿瘤相关抗原，在Sewell和他的同事们看来，这无疑是个大发现。

MEL8还能识别其他的抗原

那么接下来的问题是，MEL8究竟能识别几种肿瘤相关抗原，它们又是谁？

为了解决这个问题，Sewell团队首先开发了一个名为CANTiGEN的预测性工具，专门用来预测T细胞识别的肿瘤相关抗原表位。在验证CANTiGEN的可靠性之后，他们就开始了寻找MEL8识别表位之旅。

初步分析结果表明，MEL8偏好长度为10个氨基酸的肿瘤相关抗原表位，这与它能识别的Melan A10相吻合。经过筛选之后，有三个抗原表位浮出水面：Melan A10、BST2的LLLGIGILVL（BST210）和IMP2的NLSALGIFST（IMP210）。染色实验也证实了MEL8对三者的识别。

随后，他们又从MM909.24的TIL中分离出的其他三种T细胞克隆型：MEL11、MEL25和MEL31。发现这三个T细胞克隆对上述三种肽也都有反应。这说明，在MM909.24体内，能识别三种肿瘤相关抗原的T细胞克隆广泛存在。此外，结构生物学的研究也进一步证实，单个TCR确实可以与上述三个抗原表位相结合。

识别三种肿瘤相关抗原的T细胞克隆广泛存在

那么能识别多种抗原，对于T细胞的激活是不是有促进作用呢？

答案是肯定的。

Sewell团队发现，在相同的浓度水平下，与单独的Melan A10、BST210或IMP210处理相比，三种多肽联合使用可使T细胞活性分别增强2.7倍、3.5倍和7倍。

这些数据和随后的基因敲除研究表明，能识别多种肿瘤相关抗原表位的TCR可能比普通的单特异性TCR对表达多种抗原的癌细胞更敏感，而且单一TCR识别多种肿瘤相关抗原可能会限制癌症的免疫逃逸。

确实存在叠加效应

值得注意的是，Sewell团队在用Melan A10、BST210和IMP210这三个多肽处理8名健康供体的外周血单个核细胞（PBMC）之后，发现均能诱导识别三种抗原多肽的“多面手”T细胞。

基于此，他们认为，大多数人的T细胞都有可能同时识别Melan A、BST2和IMP2的表位，尽管这种克隆型占比可能很少。

健康人体细胞实验

重要的是，Sewell团队还在白血病患者体内也发现了能识别多种抗原的T细胞，但是在癌症发生进展的患者体内还没有发现这种“多面手”T细胞。

不过，需要指出的是，这个基于一名患者开展的研究无法确定“多面手”T细胞与患者预后之间的关系。Sewell团队下一步的工作就是在二者之间建立联系。

总而言之，Sewell团队这一发现改写了我们对杀伤性T细胞抗癌技能的认知，首次提出单一T细胞克隆可识别多种不同的肿瘤相关抗原。

这一发现对于癌症的免疫治疗是重要的，它不仅有望用于预测哪些患者在治疗后能获得长期缓解，还有可能改变免疫细胞疗法的发展方向。

参考文献：

[1].Sewell A. Targeting of multiple tumor-associated antigens by individual t-cell receptors during successful cancer immunotherapy[J]. Cell, 2023. doi: 10.1016/j.cell.2023.06.020

文章来源：奇点网