Nature Cancer：靶向FLT3复发性驱动突变的T细胞受体介导原发性人急性髓系白血病的体内消除

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题目：A T cell receptor targeting a recurrent driver mutation in FLT3 mediates elimination of primary human acute myeloid leukemia in vivo

期刊：Nature Cancer

IF：23.177

发表时间：2023年10月2日

通讯作者单位：奥斯陆大学

DOI：https://doi.org/10.1038/s43018-023-00642-8

主要内容：

急性髓系白血病（AML）免疫疗法的发展因缺乏已知的肿瘤特异性靶点而受到限制。现在的一项研究表明，开发基于高度敏感和选择性 T 细胞受体的疗法是可行的，该疗法源自 AML 患者亚群的复发性突变衍生的 HLA-A*02：01 相关肽。

发现能够有效根除癌细胞同时保留健康细胞的分子靶点是抗肿瘤疗法开发的核心。基于表达靶向CD19（一种由所有B细胞系淋巴细胞表达的细胞表面标志物）的嵌合抗原受体（CAR）的T细胞的细胞疗法在急性淋巴细胞白血病患者中显示出前景。相比之下，针对急性髓系白血病 （AML） 患者髓系标志物的 CAR T 细胞疗法由于不可接受的毒性和感染风险，与急性淋巴细胞白血病等效物的成功率不匹配。然而，AML是由少数基因的复发性驱动突变引起的，这表明可能存在公开的肿瘤特异性靶点（在大部分患者中共享）。HLA I 类分子的抗原加工和呈递途径通过对细胞内肽进行采样以转运到细胞表面并呈递到细胞毒性 CD8 T 细胞，从而拓宽了表面抗原靶标的视野。细胞表面 I 类相关肽的集合称为免疫肽组。癌症免疫肽组可以包含含有氨基酸序列的肽，这些氨基酸序列是由体细胞 DNA 和 RNA 突变或异常翻译后修饰产生的，或者是由正常细胞中受抑制的基因组区域的异常转录和翻译产生的全新序列。这种肽被称为肿瘤特异性抗原 （TSA） 或新抗原，可以诱导有效的免疫反应，因为它们在胸腺中枢耐受诱导期间不会呈递给发育中的 CD8 T 细胞，因此被认为是非自身的。    

AML 的特征是复发性表观遗传异常和低突变负荷。因此，在使用鸟枪法质谱法的免疫肽组学研究中，发现原发性 AML 样本富含由白血病原始细胞和干细胞中的表观遗传变化和内含子保留事件引起的可操作的 TSA，但没有发现由驱动基因突变产生的突变肽组成的 TSA。然而，由于质谱检测与肽丰度相关，白血病细胞仍有可能以低于检测限的量呈递此类突变的TSA肽。事实上，在本期《自然癌症》杂志上，Giannakopoulou 等人使用靶向方法评估 HLA I 类等位基因的呈递和 CD8 T 细胞对 FLT3（FMS 相关受体酪氨酸激酶 3）功能获得性突变的识别，该肽影响编码蛋白质的酪氨酸激酶结构域——该突变存在于 7-10% 的 AML 患者中+。在鉴定出一种对源自突变蛋白（FLT3 D835Y，以下简称FLT3D/Y）的TSA有反应的T细胞受体（TCR）后，作者表明，被设计表达这种TCR的T细胞在体外和患者来源的异种移植模型中杀死AML原始细胞和干细胞方面具有很高的效率和特异性（图1）。 这项概念验证研究为开发针对 AML 中共享突变 TSA 的创新 T 细胞疗法铺平了道路。

Giannakopoulou 等人选择HLA-A*02：01（以下简称HLA-A2）阳性的健康献血者，这是一种常见的I类等位基因，并筛选出识别预测结合HLA-A2的两种FLT3D/Y衍生肽之一的幼稚T细胞。作者发现了单个TCR克隆型（TCRFLT3D/Y型），可以在测试的 16 个供体中的一个中结合与幼稚 CD8 T 细胞中偶联的 FLT3D/Y 衍生的 TSA （YMSDSNYV） 的 HLA-A2 多聚体。值得注意的是，在6名AML患者的记忆CD8 T细胞区室中未发现识别相同TSA的TCR++8.这些数据表明，FLT3D/Y衍生的突变体TSA的免疫原性较差，因此在疫苗中可能无效。有两种主要的可能性来解释这些发现：要么胸腺很少产生识别FLT3的TCRD835Y型–HLA-A2 或一些交叉反应性表位诱导 FLT3 耐受性（通过 T 细胞缺失或失活）D835Y型–HLA-A2。然而，使用靶向质谱分析，作者表明FLT3D835Y型–HLA-A2 可在原代 AML 细胞中检测到，因此，对于基于 TCR 的方法，它是一种有效、可操作的 TSA。

鉴定出的 TCR 对 FLT3D/Y 衍生的 TSA 表现出高敏感性，对野生型肽对应物几乎没有反应性，这可能是由于与突变肽结合的 HLA-A2 稳定性提高了 10 倍。此外，作者在进一步评估TCR的潜在反应性方面做出了显著的努力FLT3D/Y型对抗其他自身肽。通过在FLT3D / Y衍生的TSA的每个位置引入单个氨基酸取代并测试IFNγ的产生（作为T细胞活化的衡量标准），他们发现了TCR对人类参考蛋白质组编码的三种肽的反应性。然而，在K562细胞（人淋巴母细胞样细胞系）中转染mRNA时，这三种肽均未进行细胞表面呈递处理，与此一致的是，在HLA配体图谱中未发现任何肽。此外，TCR的筛查FLT3D/Y型-表达 T 细胞对来自不同组织的 26 个 HLA-A2 阳性细胞系呈递的肽的反应性显示 CD137 的上调可以忽略不计，CD137 是 T 细胞活化的标志物。此外，当作者在体外以 0.5 的低效应子与靶标比（每两个肿瘤细胞一个效应 T 细胞）测试细胞毒性时，自体 TCRFLT3D/Y型-转导的 T 细胞以 HLA-A2 特异性和 FLT3D/Y 特异性方式高效杀死患者来源的单核细胞样本中的白血病细胞，因此保留了非白血病细胞8.总体而言，这些结果支持鉴定的 TCR 对白血病细胞中 FLT3D/Y 衍生的 TSA 呈递的高灵敏度和选择性。然而，需要进一步的安全性分析，以确保对其他与FLT3D/Y衍生的TSA-HLA-A2复合物结构相似的自身肽-HLA复合物缺乏反应性。    

最后，Giannakopoulou 等人设计了四个患者来源的异种移植实验来模拟和评估 TCR 的抗 AML 活性FLT3D/Y型在体内。在第一个实验中，作者测试了TCR的治疗潜力FLT3D/Y型-注射到NSG-SGM3小鼠（一种免疫缺陷菌株，与NSG菌株不同，支持人髓系的稳定植入）中的转导T细胞，在AML患者细胞的早期异种移植后具有高白血病负荷。在注射后 14 天内，TCRFLT3D/Y型-转导的T细胞，但不是那些用TCR识别对照肽转导的T细胞，几乎根除了中等风险（临床结果不良）患者的所有白血病细胞。同样，在第二个实验中，在注射TCR后34天，在NSG-SGM3小鼠的外周血、骨髓或脾脏中未检测到来自高危患者的CD33（髓系标志物）和CD34（干细胞或祖细胞标志物）双阳性白血病干细胞++FLT3D/Y型-转导的T细胞。为数不多的CD33CD34+–持续存在的白血病原始细胞大多为 FLT3D/Y 阴性 （99%）。在第三个实验中，将来自同一高危患者的白血病细胞移植到NSG小鼠体内20周，以模拟微小残留病的背景，并再次模拟TCRFLT3D/Y型-转导的 T 细胞在 11 天内消除了 CD33 白血病细胞+。最后，在第四个实验中，在注射首次与TCR共培养的白血病细胞后，NSG小鼠在28周内没有发生白血病FLT3D/Y型-转导的 T 细胞 48 小时，而注射与对照 TCR 转导的 T 细胞共培养的白血病细胞或无 T 细胞，诱导高白血病负荷。因此，TCRFLT3D/Y型-转导的T细胞从高危AML中完全消除CD33CD34白血病增殖细胞++。

总体而言，Giannakopoulou 等人为靶向 AML 复发点突变的可行性提供了强有力的证据，这扩大了呈现可靶向共享突变 TSA 的癌症类型组。与由患者特异性非同义突变编码的抗原相比，公共 TSA 具有两个重要优势：它们能够快速、经济高效地获得现成的免疫疗法，并且由于它们与增强癌细胞增殖和存活的驱动突变相关，因此它们被大部分肿瘤细胞共享（即它们是躯干或克隆抗原）。事实上，以前的数据指出了TSA克隆性对抗肿瘤免疫的重要性。Giannakopoulou 等人分析的 FLT3D/Y 突变。在 58 例 AML 患者中，有 26 例在复发突变中显示出最高或第二高的变异等位基因频率，并且经常是克隆的。因此，只有一小部分 AML 患者获得 FLT3D/Y 突变并且 HLA-A2 阳性 （3-4%），高突变克隆性及其在白血病原始细胞和干细胞中的存在强烈表明TCR具有治愈潜力FLT3D/Y型在诊所里。总之，这项研究值得未来努力识别源自 AML 中其他复发性突变的公共突变 TSA，这些突变可用于细胞疗法或可溶性 TCR 疗法，这些疗法可以使其他没有治疗选择的患者受益。采用灵敏的靶向质谱分析可能有助于提高识别预测由公共非同义突变产生的靶向突变 TSA 的通量。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43018-023-00642-8

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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