从肿瘤的组学数据到治疗性T细胞,一季度全球研究成果总结(四):TCR测序与TCR-T细胞构建

本期内容将从如下5个维度分析从TCR测序到TCR-T构建的方法:

  • 第一、测序方法
  • 第二、测序前细胞分选方法
  • 第三、TCR测序对应的抗原数量
  • 第四:TCR-T细胞的构建数量
  • 第五:TCR-T细胞的基因修饰方法

主要涉及文章如下:

Neoantigen-targeted CD8+ T cell responses with PD-1 blockade therapy

发表于Nature 杂志(2021年影响因子 69分 )

1、测序方法:使用DNA编码标记的pMHC多聚体标记不同T细胞克隆,进行TCR测序(NGS)

2、测序前细胞分选方法, 使用pMHC多聚体荧光+、抗CD8+、抗CD95阳性细胞分选

3、TCR测序对应的抗原数量为242种抗原

4、TCR-T细胞的构建种类:构建了62种不同的TCR受体对应的T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:使用同源重组载体向患者T细胞转入抗原特异性TCR基因,并使用CRISPR–Cas9方法敲除患者内源性TCR基因

Broadly applicable TCR-based therapy for multiple myeloma targeting the immunoglobulin J chain

发表于Journal of Hematology & Oncology杂志(2021年影响因子 23分 )

1、测序方法:常规NGS TCR测序

2、测序前细胞分选方法:pMHC四聚体磁珠分选抗原特异性T细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:4种

4、TCR-T细胞的构建种类:共构建4种TCR-T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:逆转录病毒载体向小鼠T细胞转入目标TCR序列

Identification of HPV16 E1 and E2-specific T cells in the oropharyngeal cancer tumor microenvironment.

发表于Journal for Immunotherapy of Cancer杂志(2021年影响因子12分 )

1、测序方法:使用DNA编码标记的pMHC多聚体、细胞表面标志物抗体标记不同T细胞,进行单细胞TCR测序(含单细胞mRNA测序)

2、测序前细胞分选方法:CD3、CD8、CD4磁珠分选T细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:13种

4、TCR-T细胞的构建种类:构建了20种不同的TCR受体对应的T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:慢病毒转染TCR至J76-CD8-NFAT-GFP 细胞

Generation of TGFβR2(-1) neoantigen-specific HLA-DR4-restricted T cell receptors for cancer therapy

发表于Journal for Immunotherapy of Cancer杂志(2021年影响因子12分 )

1、测序方法:使用5’RACE PCR扩增TCR cDNA全长后克隆至TOP10感受态细菌,Sanger测序,每种TCR转染序列测序50个细菌单克隆。

2、测序前细胞分选方法:流式分选INF-gamma和CD4+ T细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:1种

4、TCR-T细胞的构建种类:针对一种抗原靶标构建15种TCR-T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:逆转录病毒载体向人原代T细胞转入目标TCR序列,转染前剔除CD8+ T细胞

PRAME and CTCFL-reactive TCRs for the treatment of ovarian cancer.

发表于Frontiers in Immunology杂志(2021年影响因子8分 ) :

1、测序方法:常规NGS TCR测序

2、测序前细胞分选方法:pMHC四聚体流式分选抗原特异性T细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:17种

4、TCR-T细胞的构建种类:构建4种TCR-T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:逆转录病毒载体向人原代T细胞转入目标TCR序列

Targeting the recurrent Rac1P29S neoepitope in melanoma with heterologous high-affinity T cell receptors.

发表于Frontiers in Immunology杂志(2021年影响因子8分 ) :

1、测序方法:使用5’RACE PCR扩增TCR cDNA全长后克隆至TOP10感受态细菌,Sanger测序,每种TCR转染序列测序1个细菌单克隆。

2、测序前细胞分选方法:流式分选pMHC四聚体和CD8+ T双阳性细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:6种

4、TCR-T细胞的构建种类:构建3种TCR-T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:逆转录病毒载体向人原代T细胞转入目标TCR序列

Identification of T Cell Receptors Targeting a Neoantigen Derived from Recurrently Mutated FGFR3

发表于Cancers杂志(2021年影响因子6分 ) :

1、测序方法:TCR测序(NGS)

2、测序前细胞分选方法:pMHC四聚体流式分选抗原特异性T细胞

3、TCR测序对应的抗原数量:1种

4、TCR-T细胞的构建种类:构建3种TCR-T细胞

5、TCR-T细胞的基因修饰方法:逆转录病毒载体向人原代T细胞转入目标TCR序列,为了减少患者内源性TCR感染,使用鼠源TCR恒定区改造目标TCR

总结

本文总结7篇文章的第三阶段策略,其共同目标是构建抗原杀伤T细胞,主要过程是对抗原特异性T细胞捕获测序后,构建TCR-T细胞。

在测序环节,主要是2种测序方法:

1、一代测序法:体外构建TCR克隆菌株后测序;

2、二代测序法:对捕获后T细胞的所有TCR克隆进行测序,由于事前均使用了Pmhc四聚体分选了T细胞,因此TCR测序结果的克隆类型单一,主要以抗原特异性TCR为核心克隆。特别说明的是,有两篇文章使用了DNA编码标记的pMHC四聚体进行TCR测序,从而同一批样本可并行完成多种抗原的TCR测序。

在TCR-T构建环节,由于同一种pMHC结合的TCR可能由于亲和力差异出现细胞杀伤效果的显著不同,因此,所有文章均同时制备了多种TCR-T进行比较。构建主要方式有两种:

1、患者原代T细胞改造:多使用逆转录病毒作为TCR改造载体。为了追求更具靶向性的杀伤效果,患者内源性TCR的干扰需要避开。有两种方法用于减少患者内源性TCR的干扰,一种方法是CRISPR–Cas9方法敲除患者内源性TCR,另一种方法是利用鼠源TCR的恒定区改造TCR。

2、使用慢病毒转染TCR至J76-CD8-NFAT-GFP/Luc 细胞,通过报告基因的方法评估TCR激活的效应。

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