2021-11-25

Nat Biotech | NeoScreen产生大量破坏肿瘤的免疫细胞

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一种名为NeoScreen的高效新方法可生成大量专门设计用于识别新抗原的免疫细胞。这一进展尤其有益，因为患者特异性肿瘤抗原的识别由于每个肿瘤抗原特异性T细胞的频率较低而变得复杂。

此外，经NeoScreen鉴定的肿瘤抗原特异性T细胞受体（TCR）转导的T细胞在患者来源的异种移植小鼠中用抗原破坏肿瘤。NeoScreen显著提高了对患者新抗原的识别能力，因此为癌症个性化免疫疗法的开发带来了巨大的希望。

一篇描述NeoScreen并说明其在临床前研究中的实用性和功效的论文发表在《Nature Biotechnology》上，标题为“Sensitive identification of neoantigens and cognate TCRs in human solid tumors”。

“我们希望开发一种更好的方法，既能识别患者肿瘤中独特表达的新抗原，又能有效分离和扩增免疫细胞——肿瘤浸润性T细胞，或TIL——自发地针对它们，因为正是这些罕见的细胞被认为最能摧毁癌细胞。”Ludwig癌症研究所首席研究员Alexandre Harari博士说，“NeoScreen使我们能够做到这一切。更好的是，它可以识别这些T细胞用来识别新抗原的特定受体，这样我们就可以用这种机器装备患者血液中的其他T细胞，并将这些细胞用于个性化免疫治疗。”

为了识别新抗原并培养检测到它们的T细胞，研究人员通常从肿瘤中分离TIL，并在存在刺激T细胞增殖的免疫因子的情况下，将它们与肿瘤的组成细胞一起培养。但是，由于新抗原特异性TIL非常罕见，对T细胞生长的大量刺激通常会导致T细胞的大量扩增，而这些T细胞并不是专门针对新抗原的。这可能会淹没此类培养物中最理想的靶向新抗原的T细胞。

为了解决这一限制，研究人员首先将抗原呈递细胞（APC）加入TIL培养物中。APC向T细胞展示与疾病相关的抗原，并有助于驱动识别所呈现抗原的细胞的活化和增殖。但是，研究人员没有使用树突状细胞等典型的APC，而是将B细胞设计成一种高效的抗原呈递细胞。B细胞被认为是该角色的理想选择，因为它们在血液中的含量要丰富得多，而且比树突状细胞更容易进行基因操作。

然后，研究人员使用计算方法来分析肿瘤细胞的基因组，并确定可以作为新抗原呈现的蛋白质的随机突变部分。接下来，他们用这些蛋白质片段刺激工程化B细胞，或将编码片段的DNA插入B细胞中，使其呈现抗原。最后，他们将B细胞与肿瘤细胞和从肿瘤中分离的TIL一起培养。

由于抗原识别会刺激T细胞增殖，因此这种共培养具有选择性且相当显着地扩大识别肿瘤表达的新抗原的TIL的效果。研究人员分离了这些TIL，确定了他们识别出哪些新抗原，并对编码其新抗原检测TCR的基因进行了测序。与传统方法相比，这种方法可以识别出更多种类的新抗原和TCR。

研究人员表明，新抗原特异性TCR可以被克隆并插入从血液中提取的其他T细胞中，以产生大量的肿瘤靶向性T细胞。

“NeoScreen能够选择性扩增针对黑色素瘤以及结肠癌、肺癌和卵巢癌的新抗原靶向TIL。”Ludwig癌症研究所洛桑分部主任、医学博士George Coukos说。

最后，研究人员测试了NeoScreen是否可用于过继性T细胞疗法，在过继性T细胞治疗中，从患者身上提取的T细胞被分离、选择性扩增并重新注入患者体内。他们发现，通过NeoScreen识别肿瘤中发现的新抗原来表达TCR的T细胞，在小鼠模型中建立良好后，可以诱导相同肿瘤的消退。

“NeoScreen还可用于识别新抗原，以设计个性化的癌症治疗疫苗。”研究人员说，“我们将在Ludwig Lausanne测试NeoScreen的这一应用及其在癌症免疫治疗中的其他应用。”