近年來,CAR-T細胞療法在血液瘤領(lǐng)域大放光彩,表現(xiàn)出驚人的效果,但在實體瘤治療中卻舉步維艱。與此同時,T細胞受體基因改造T細胞(TCR-T)療法在部分實體瘤中展現(xiàn)出良好效果,成為一種在癌癥治療中極有潛力的細胞免疫療法。
隨著國內(nèi)患者增多,TCR-T療法需求迅速增長。根據(jù)中國TCR-T療法的潛在需求預(yù)測,2021至2025年中國TCR-T療法行業(yè)市場規(guī)模從387.0億元增長至1041.4億元,年復(fù)合增長率達到28.1%。
中國TCR-T療法市場規(guī)模預(yù)測
T細胞殺傷腫瘤細胞的作用機制
TCR-T技術(shù),即細胞受體(TCR)嵌合型T細胞技術(shù),也叫親和力增強“TCR”技術(shù)。它的目的是讓自身的殺手T細胞識別能力更強,因為原本的T細胞對腫瘤相關(guān)抗原的識別能力較弱,現(xiàn)在通過基因修改的方式增強識別親和性,從而使T細胞攻擊腫瘤細胞,達到治療腫瘤的效果。其中抗原提呈是其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。幾乎所有細胞表面都表達HLA-I型分子(人類白細胞抗原),當(dāng)腫瘤細胞某些蛋白發(fā)生突變,就會被蛋白酶切割成小片段的肽段,然后在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)被HLA-I結(jié)合,形成多肽-HLA復(fù)合物(pHLA),并運至細胞表面。活化的細胞毒性T細胞(CTL)一旦確定該細胞發(fā)生變異就會對其進行破壞,由此達到殺傷腫瘤細胞的作用。
T細胞要完全活化成為功能強大的CTL,需要兩種活化信號的協(xié)同作用。第一信號為抗原刺激信號,T細胞通過其表面的TCR特異性識別細胞表面提呈著內(nèi)源肽的pHLA。如此不夠,T細胞必須接受第二共刺激信號,只有某些特定的細胞可以同時具備“提供HLA分子展示”和“提供共刺激信號的能力”,這些細胞被稱為抗原提呈細胞(APC)。如此,由APC表面的共刺激因子與T細胞表面的相應(yīng)共刺激分子相互作用產(chǎn)生,使T細胞完全活化。
TCR-T療法需要從患者身上獲取T細胞進行改造,讓T細胞表達能夠有效識別腫瘤細胞的TCR,使其能夠靶向特定的癌癥抗原的療法。這種新型的療法可以允許醫(yī)生為每個患者的腫瘤和不同類型的T細胞選擇最合適的靶點進行工程改造,使治療個體化。
與靶向癌細胞表面蛋白的嵌合抗原受體(CAR)修飾的T細胞不同,TCR-T細胞療法能夠通過識別與細胞表面免疫相關(guān)蛋白結(jié)合的蛋白片段,靶向通常在細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的蛋白。而找到理想的靶抗原是這一技術(shù)起效的關(guān)鍵。
T細胞活化示意圖
完全活化的T細胞在多種細胞因子(IL2、IL6、IL12、INF-γ等)的作用下增殖、分化、依賴或不依賴Th(由CD4 T細胞分化得到的輔助T細胞),初始CD8 T細胞分化為細胞毒性T細胞(CTL)。CTL可通過釋放穿孔素和顆粒酶等誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。除了在CTL激活中起輔助作用外,Th可以通過釋放細胞因子激活巨噬細胞等殺傷腫瘤細胞。
TCR-T療法技術(shù)介紹
TCR療法中主要包括TCR蛋白藥物和TCR-T細胞療法。
TCR蛋白藥技術(shù):TCR蛋白藥是一種新型雙特異性T細胞銜接器,由工程化改造的TCR和抗CD3的scFV組成,改造后的TCR具備更高的親和力(通常為pM級別),可高效地特異性識別并結(jié)合腫瘤細胞表面pHLA,抗CD3的scFv通過與CD3相互作用招募T細胞至腫瘤細胞周圍,并激活T細胞發(fā)揮殺傷作用。
TCR蛋白藥物作用機制
目前,已經(jīng)有1款靶向gp100(在黑色素細胞中低表達,黑色素瘤細胞中高表達)的TCR蛋白藥物成功獲得FDA批準(zhǔn)。這款治療藥物是FDA批準(zhǔn)的第一個用于治療不可切除或轉(zhuǎn)移性葡萄膜黑色素瘤的療法,也是FDA批準(zhǔn)的第一個T細胞受體(TCR)治療藥物。
TCR-T細胞治療技術(shù):TCR-T細胞治療是將篩選(或進一步親和力優(yōu)化)得到的能夠特異性識別并結(jié)合pHLA的TCR,通過轉(zhuǎn)基因的方式整合到患者自體T細胞中,使其能夠被T細胞高表達,并將這些表達了TCR的T細胞(TCR-T)體外培養(yǎng)擴增之后回輸至患者體內(nèi),這樣當(dāng)腫瘤表面提呈的pHLA活化了TCR-T后,就能極大地增強了患者對腫瘤組織的靶向殺傷能力。在TCR-T細胞治療中,多項研究進入臨床II期,其中進展最快的靶點主要是MAGR-A、NY-ESO-1、HPV E6/7等。
TCR-T細胞治療流程圖
TCR療法的技術(shù)特點:
目前,TCR療法在TCR在技術(shù)中既存在優(yōu)勢又存在一定的局限性,TCR療法的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)靶點范圍廣、滲透性好以及副作用少。TCR在局限性方面主要體現(xiàn)在HLA受限,并且仍舊存在免疫逃逸、免疫抑制問題。
與TCR-T細胞療法對比,TCR蛋白藥的成本更低、可及性更好,可推廣至更多的適應(yīng)癥和一線治療。相比TCR蛋白藥,TCR-T細胞治療可誘發(fā)表位擴展效應(yīng),TCR-T回輸治療后可激活患者體內(nèi)T細胞對其他腫瘤抗原表位的識別,一定程度上防止腫瘤免疫逃逸。
TCR療法具有高壁壘:
技術(shù)壁壘高:TCR靶點的選擇、親和力和優(yōu)化都是比較困難的,另外TCR-T對回輸數(shù)量的要求也更大。
腫瘤易逃逸:TCR-T的活化依賴MHC-I類分子將腫瘤抗原呈遞給TCR-T,需要共刺激信號燈,細胞活化過程比CAR-T困難,腫瘤細胞易逃逸其殺傷。
使用人群存在局限:由于人群中MHC的多樣性,而TCR-T對腫瘤細胞的靶向殺傷需要MHC分子,因此TCR-T療法無法像CAR-T療法一樣研發(fā)出通用型TCR-T,這點限制了TCR-T的使用。
小結(jié):
目前,盡管TCR-T療法在臨床前或臨床前研究中展現(xiàn)出巨大潛力,但依舊存在諸多挑戰(zhàn),相信在未來TCR-T必將展現(xiàn)出獨有魅力,給腫瘤患者帶來希望。