目标抗原刺激T细胞方法二:可控中通量内源表达抗原肽活性筛选技术

TMG技术,即微小基因串联表达技术,通过细胞内自主表达串联抗原肽的表达载体实现批量化定向可控的抗原呈递过程后,通过决策分析筛选高反应性抗原肽。

肿瘤突变抗原或病毒抗原在细胞内被呈递致表面,才会被T细胞所识别,这是细胞免疫的普遍现象之一。如果突变/病毒抗原没有经过从胞内到胞外的过程,T细胞识别呈递抗原的结果也不会实现。我们曾有一期介绍T2 细胞,就是实现胞外多肽抗原呈递的工具性淋巴母细胞瘤癌细胞。然而,对于需要使用其他肿瘤细胞或抗原呈递细胞的场景下,怎样可控地实现目标抗原肽的抗原呈递并被T细胞识别呢?TMG技术就是解决这个问题的。

TMG原理

1、前期确认出具有结合HLA能力的抗原肽DNA序列;

2、确认过表达HLA-1型的肿瘤细胞系或病毒易感细胞;

3、将抗原肽部分对应的DNA序列装入表达载体,每个载体装入6段抗原肽DNA序列,抗原肽之间插入编码蛋白酶的DNA序列。同时构建96种载体,一批次通量可筛选576种抗原肽。

抗原肽形成的TMG
抗原肽形成的TMG片段,图片来源:Efficient identification of mutated cancer antigens recognized by T cells associated with durable tumor regressions. Clin Cancer Res, 2014

4、将每种载体转染靶细胞,对于肿瘤抗原来说,转染肿瘤细胞;对于病毒抗原来说,转染病毒易感细胞;

5、将肿瘤浸润淋巴细胞或PBMC中的淋巴细胞与转染后细胞共培养,而后使用ELISPOT方法测定IFN-gamma分泌情况;

6、通过两轮筛选确定激活T细胞分泌IFN-gamma最多的抗原肽类型,第一轮筛选发现高反应性载体,第二轮筛选从高反应性载体中筛选高反应性抗原肽。

上游技术环节

  1. WES或靶向肿瘤突变的Panel测序,获得编码基因的非同义突变信息后,通过突变表位的生信分析,筛选出HLA高亲和力突变多肽;
  2. 病毒测序,获得表达阳性的病毒抗原序列信息,通过突变表位分析,筛选出HLA高亲和力病毒抗原多肽。
  3. 肿瘤/病毒抗原HLA复合物蛋白测序,获得已结合HLA的多肽信息。

下游技术环节

  1. MHC四聚体筛选抗原特异性T细胞,通过TMG定位目标抗原肽后,使用抗原肽MHC-I四聚体流式分选抗原特异性T细胞;
  2. 单细胞多因子检测,分离抗原特异性T细胞后进行细胞因子表达、T细胞类型的详细区分;
  3. TCR测序,分离抗原特异性T细胞后进行TCR结构分析、克隆分布分析,若一种抗原对应一种主克隆TCR,可重组表达该TCR,实施进一步TCR-T cell的细胞杀伤研究;
  4. TCR样抗体开发,针对目标抗原肽MHC-I复合物,开发TCR样抗体,用于识别或杀伤抗原特异性细胞。
  5. 目标抗原肽装入mRNA脂质体纳米颗粒,构建mRNA疫苗。

应用案例

1、批量化鉴定了多种肿瘤突变抗原肽,这些抗原肽对肿瘤浸润淋巴细胞具有显著杀伤效应。

Efficient identification of mutated cancer antigens recognized by T cells associated with durable tumor regressionsClin Cancer Res, 2014

2、 筛选获得胃癌突变抗原肽,并构建mRNA疫苗,成功实现体外免疫杀伤效应

mRNA vaccine–induced neoantigen-specific T cell immunity in patients with gastrointestinal cancerJ Clin Invest, 2020

通过TMG研发mRNA疫苗的过程
通过TMG研发mRNA疫苗的过程,文献来源于mRNA vaccine–induced neoantigen-specific T cell immunity in patients with gastrointestinal cancerJ Clin Invest, 2020

参考性综述

Adoptive T Cell Therapy for Solid Tumors: Pathway to Personalized Standard of CareCells, 2021