全面认识 TCR-T 细胞治疗：定义、抗原递呈机制与靶点选择

TCR-T细胞治疗全流程：从肿瘤抗原发现 → TCR克隆 → 基因工程 → 功能验证 → 临床回输

TCR-T细胞疗法通过将高亲和力肿瘤特异性TCR基因导入患者T细胞，赋予其精准识别MHC-呈递肿瘤抗原的能力。与CAR-T不同，TCR-T可靶向胞内抗原，在实体瘤治疗中具有不可替代的优势，但其成功高度依赖于抗原加工与MHC递呈的完整性。

一、TCR-T细胞的精确定义与作用原理

TCR-T细胞是指通过病毒载体（如慢病毒、逆转录病毒）或非病毒方法（如转座子、mRNA电转）将编码特定αβ TCR的基因导入自体外周血T细胞后获得的工程化T细胞。其核心特征包括：

  • 抗原特异性：
    由外源TCR决定，通常来源于肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）、疫苗应答者或健康供体中的高亲和力克隆；
  • MHC限制性：
    必须识别由特定HLA等位基因（如HLA-A*02:01）呈递的8–10 aa肽段；
  • 信号依赖宿主通路：
    TCR本身无胞内信号域，需与内源CD3复合物（CD3εδ/εγ/ζζ）组装才能启动Zap-70磷酸化级联；
  • 共受体协同：
    CD8⁺ TCR-T细胞依赖CD8αβ结合MHC I的α3结构域，提升pMHC驻留时间约10倍（KD从μM级改善至nM级）。

与CAR-T的关键区别（见下表）：

特性
TCR-T
CAR-T
识别抗原类型
MHC-呈递的线性肽段（胞内/胞外）
天然构象抗原（仅胞外/膜蛋白）
MHC依赖
是（HLA限制）
否
信号结构
仅TCR αβ链，依赖内源CD3
scFv + CD3ζ + 共刺激域（CD28/4-1BB）
适用肿瘤类型
实体瘤（黑色素瘤、肉瘤、NSCLC等）
血液瘤（B-ALL、DLBCL等）

 

二、抗原递呈：TCR-T识别的分子基础

TCR-T能否有效杀伤肿瘤，取决于靶细胞是否能将肿瘤相关抗原（TAA）或新抗原（NeoAg）正确加工并呈递于MHC I类分子表面。该过程涉及多个精密调控的生化步骤。

1. 内源性抗原的MHC I类递呈通路（经典途径）

这是TCR-T识别实体瘤的主要通路，具体步骤如下：

  1. 蛋白酶体降解：肿瘤细胞内异常蛋白（如突变p53、NY-ESO-1）被泛素化标记，送入26S蛋白酶体降解为5–25 aa肽段；
  2. TAP转运：肽段在Hsp70/Hsp90协助下，经抗原加工转运体（TAP1/TAP2异源二聚体）从胞质转运至内质网（ER）腔。TAP偏好8–16 aa、C端疏水/碱性残基的肽段；
  3. MHC I组装：在ER中，新生MHC I重链（α链）与β₂m结合，并在伴侣蛋白（calnexin → calreticulin/ERp57）辅助下形成“肽装载复合物”（PLC），包含TAP、tapasin等；
  4. 肽选择与稳定：仅与MHC I结合槽匹配良好的肽（通常8–10 aa，含锚定残基如P2/P9）被保留，其余被ERAP1/2进一步修剪或降解；
  5. 表面呈递：稳定pMHC I复合物经高尔基体转运至细胞膜，密度通常为10³–10⁵ copies/cell。

临床警示：许多肿瘤通过下调TAP、β₂m或MHC I表达逃避免疫监视，导致TCR-T失效。因此，治疗前需检测靶细胞MHC I表达水平。

2. 外源性抗原的MHC II类递呈（对CD4⁺ TCR-T的意义）

虽然多数TCR-T基于CD8⁺ T细胞，但近年研究发现，CD4⁺ TCR-T可通过识别MHC II-呈递的肿瘤抗原（如MAGE-A3、WT1）提供长效免疫记忆和辅助功能。

  • 抗原被树突状细胞（DC）吞噬 → 形成早期内体 → 酸化成熟为晚期内体/溶酶体；
  • 蛋白酶（cathepsins）降解抗原为13–25 aa肽段；
  • MHC II在ER中与恒定链（Ii）结合，防止提前结合肽；进入内体后，Ii被降解，仅留CLIP片段；
  • H2-DM催化CLIP替换为抗原肽，形成pMHC II复合物，转运至表面供CD4⁺ T细胞识别。
3. 非经典递呈途径：交叉呈递（Cross-presentation）

树突状细胞可将外源性肿瘤抗原（如凋亡小体、外泌体）通过MHC I呈递给CD8⁺ T细胞，这一过程称为交叉呈递。其机制包括：

  • 液泡途径：抗原在内体中直接加载至MHC I；
  • 胞质途径：抗原从内体逃逸至胞质，进入经典MHC I通路。

此机制对启动初始T细胞应答至关重要，也是DC疫苗联合TCR-T治疗的理论基础。

三、TCR-T靶点选择的关键考量

理想的TCR-T靶点需满足以下条件：

  • 肿瘤特异性：优先选择新抗原（NeoAg）或癌睾抗原（如NY-ESO-1、MAGE-A4），避免攻击正常组织；
  • 高表达与稳定呈递：靶抗原在肿瘤中高表达，且加工通路完整（TAP⁺/MHC I⁺）；
  • HLA覆盖广：优选中国人群高频HLA等位基因（如HLA-A*02:01, *11:01, *24:02）对应的表位；
  • 免疫原性强：能诱导高亲和力TCR（KD < 10 μM），且无中枢耐受。

历史教训：2009年一项MAGE-A3 TCR-T临床试验因TCR交叉识别脑组织中MAGE-A12导致2例患者死亡，凸显脱靶毒性风险。

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