内源性TCR对TCR-T细胞疗法的影响

TCR-T细胞疗法,是利用TCR受体特异性识别胞内抗原的特性,使用特定抗原特异性TCR修饰T细胞后进行靶向治疗的细胞疗法之一。

靶向抗原的TCR作为肿瘤免疫疗法、以及过继性细胞疗法的重要类型,开发者获得TCR序列后,即可构建TCR-T细胞用于靶向杀伤目标抗原的阳性细胞。

内源性TCR会导致“混合TCR”的出现

一般情况下,TCR-T细胞开发过程中,会使用Jurkat T细胞、原代T细胞作为宿主细胞。这两种细胞均含有自身内源性TCR复合物,其中包括完整的V(d)J序列和TRC序列。靶向抗原的TCR序列对于被装入的T细胞来说是外源TCR。

在不删除内源性TCR复合物情况下,外源性TCR的导入将导致单个T细胞表面出现“混合TCR”的状况。

混合TCR是T细胞抗原特异性效力弱、严重脱靶等不可预测现象的主要原因。

所谓混合TCR是指:内源性TCR alpha链和beta链与外源性TCR的alpha链混搭。如下图所示:


內源性TCR对T细胞疗法的破坏性影响

内源性TCR会导致目标抗原特异性TCR在总T细胞表面含量减少;

内源性TCR和外源导入的TCR形成的混合TCR将形成自身反应性TCR,其靶点为自身抗原,比如靶向神经组织的自身反应性TCR从而形成神经毒性。

目前,有如下几种方法解决内源性TCR对TCR-T的影响:

  • 通过CRISPR-Cas9技术定向敲除内源性TCR的恒定区;
  • 改造人源的TCR恒定区,构建具有二硫键绑定结合的TCR复合物,从而增强膜表面表达;
  • 将TCR-T的恒定区更换为小鼠来源的TCR恒定区;
  • 筛选靶向抗原的高亲和力TCR;
  • 改造gamma-delta T细胞为靶向目标抗原的TCR-T细胞.

上述方法的主要参考文献如下:

CRISPR-mediated TCR replacement generates superior anticancer transgenic T cells . Blood, 2018

Mixed T cell receptor dimers harbor potentially harmful neoreactivity. PNAS, 2010

CRISPR/Cas9-medaited knockout of endogenous T-cell receptor in Jurkat cells and generation of NY-ESO-1-specific T cells. International Immunopharmacology, 2022