过继细胞疗法包括CAR-T和TCR产品等。CAR-T和TCR产品使用工程化改造的T细胞,分别能够靶向细胞表面及细胞内部的特异性靶点,实现抗非实体瘤和实体瘤。
1960s早期,Jacques F A P Miller发现切除新生动物胸腺会导致免疫缺陷。1968年,分离出来源于胸腺的淋巴细胞T细胞(Jacques F A P Miller., 2011)。
1970s Rolf Zinkernagel和Peter Doherty发现激活T细胞,需要依赖自身MHC(主要组织相容性复合体)对抗原进行呈递(包括Ⅰ类和Ⅱ类)(R M Zinkernagel., 1974)。
细胞内正常和致病蛋白被蛋白酶体(Proteasome)降解成肽片段,一部分肽片段 被 TAP(抗原加工相关转运体)转运至内质网,经过修剪并被证明能被MHCⅠ识别后,与MHCⅠ结合形成肽模拟物。MHCⅠ肽模拟物,转运至细胞表面。以接受T细胞检查。MHCⅠ几乎在所有细胞上都表达不同,MHCⅡ主要表达在B细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞等抗原呈递细胞上。与MHCⅠ呈现细胞内抗原不同。MHCⅡ呈现通过胞饮进入细胞的细胞外抗原(Kenneth L Rock., 2016)。
T细胞表而识别抗原呈递MHCⅠ和MHCⅡ的是T细胞受体(TCR)。1984年S M Hedrick等人和Y Yanagi等人分别首次报道实现TCR的克隆(S M Hedrick., 1984;Y Yanagi., 1984)。
TCR为异二聚体含有两条链α和β或γ和δ。大部分TCR由α和β组成,只有少数T淋巴细胞的TCR由γ链和δ链组成。TCR和免疫球蛋白(Ig)存在共同的序列和结构特征,也具有恒定区和可变区。TCR与CD3组成TCR受体复合物,依靠CD3向T细胞内传递信号。
1987年Y Kuwana等人将免疫球蛋白的可变区与TCR的恒定区结合,成功表达了嵌合受体,并显示嵌合受体可以激活T细胞对抗原的反应(Y Kuwana., 1987)。
1987年,G Gross等人将抗 2,4,6-三硝基苯基 (TNP)抗体(SP6)的重链 (VH)和轻链 (VL)可变区( V区)的基因片断分别与TCRα和β的恒定区(C区)结合,并转染T细胞瘤,使T细胞瘤成功表达嵌合受体,嵌合受体不依赖于MHC便可激活T细胞(G Gross., 1989)。
TCR的嵌合双链异二聚体cTCR需要用两种单独逆转录病毒载体传染T细胞,导致转染的效率较低。为了解决这个问题,Z Eshhar等人将抗体重链和轻链可变区用多肽链接子连接形成单链可变区域(scFv),并接到CD3ζ链信号域或免疫球蛋白E受体γ链信号域,制成单链抗体可变区受体(scFvR),即第一代嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)(Z Eshhar., 1993)。
由于TCR激活T细胞还需要共刺激物CD28的参与,CD28需要抗原递呈细胞上存在CD28的配体才能被激活,2002年John Maher等人将CD28的信号域引入嵌合抗原受体TCRζ,形成第二代CAR-T。同时含有CD3ζ和CD28信号域接的嵌合抗原受体的T细胞。CD28信号域的进入,能够促进工程T细胞增殖,作用也更持久(John Maher., 2022)。
除了CD28之外4-1BB (CD137)也是TCR的共刺激物。2004年Helene M Finney等人将4-1BB的信号域接入嵌合抗原受体TCRζ,4-1BB的引入加强了工程T细胞作用持久性和抗肿瘤活性(Helene M Finney., 2004)。
2017年8月30日,FDA批准了基于4-1BB共刺激结构域的二代CAR-T疗法Tisagenlecleucel(商品名Kymriah)用于治疗儿童和青少年急性淋巴细胞白血病。Tisagenlecleucel靶向B细胞表面的CD19,是FDA批准了的第一种CAR-T疗法。
由于CAR-T不依赖于MHC,CAR-T主要用于识别细胞表面的抗原,靶点的选择范围窄,主要用于非实体瘤。而工程化改造TCR的TCR疗法能够识别细胞内部的抗原,可用于实体瘤的治疗。2024年8月1日,FDA批准了第一个TCR疗法 TECELRA ®(Afamitresgene Autoleucel),用于治疗滑膜肉瘤,靶向细胞内产生的MAGE-A4(黑色素瘤相关抗原A4)。
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