过继性T细胞疗法通过将T细胞工程化以表达肿瘤特异性T细胞受体（TCRs）或嵌合抗原受体（CARs）来改变癌症治疗方式[1],[2]。然而，目前的T细胞疗法主要依赖于自体T细胞，这导致批量生产的变异性、漫长的制造时间以及有限的可扩展性[3],[4]。
诱导多能干细胞（iPSCs）提供了一个有前景的替代方案。无饲养层分化协议的进步促进了具有临床应用性的iPSC衍生T细胞（iT细胞）的生成[5],[6]，使得能够生成具有强大抗肿瘤活性的基因改造、现成的T细胞[[7], [8], [9], [10]]。
尽管取得了这些进展，但开发有效的策略来利用CAR-iT细胞针对实体瘤仍然是一个主要挑战。首先，实体瘤通常缺乏特定的表面抗原，因为大多数肿瘤相关抗原（TAAs）是细胞内表达的，并通过HLA分子以低水平呈现[[11], [12], [13], [14]]。这一限制使得CAR-T细胞无法有效针对这类肿瘤，因为它们只能识别表面抗原。其次，尽管CAR通常比TCR具有更高的亲和力[11],[12]，但它需要更高的抗原密度才能有效传递激活信号。与CAR不同，TCR信号可以通过单个HLA/肽分子触发[13],[14]，表明CAR的抗原敏感性低于TCR。第三，CAR无法替代TCR来支持iPSC-T细胞的分化。iT细胞的分化需要TCR/CD3信号传导，但CAR无法整合到CD3信号传导机制中[15]。相反，第二代CAR包含CD28结构域，会通过诱导持续信号传导来干扰分化[8],[16]。
尽管TCR具有许多优势，但选择兼具适当亲和力和最小交叉反应性的TCR在技术上具有挑战性。由于TAAs在正常组织中的表达较弱，只有低亲和力的TCR能够逃避免疫系统的清除[11],[12]，而人为提高TCR亲和力则可能导致脱靶反应[13],[14]。相比之下，CAR通常表现出合适的亲和力并且很少出现交叉反应问题。
为了结合CAR和TCR的优点并弥补它们的局限性，我们提出了一种使用合成TCR和抗原受体（STAR）结构的新方法[17],[18]来支持iPSC-T细胞的分化。STAR受体将scFv的可变区域融合到TCRβ和TCRα链的恒定区域。这些TCR恒定区域可以与CD3相互作用[17],[19]并支持iPSC-T细胞的分化。先前的研究表明，表达STAR的初级CD8 T细胞对低抗原表达的目标细胞的敏感性高于使用相同scFv的CAR-T细胞[17]。类似的设计，即不依赖HLA的TCR，在初级CD8 T细胞中也显示出比CAR更高的抗原敏感性[18]。因此，我们建议将经过验证的高亲和力、低交叉反应性的scFv整合到STAR结构中，并在iPSC衍生的T细胞中表达它，可以提高抗原敏感性并绕过TCR亲和力的优化过程。
为了靶向细胞内抗原，我们选择了HLA限制性的scFv。先前的研究报道了一种特异性针对WT1235–243/HLA-A*24:02复合体的scFv，该scFv显示出强烈的HLA依赖性细胞毒性，并且不会与各种HLA等位基因发生交叉反应，包括之前被认为与交叉反应性WT1特异性TCR相关的HLA-B57:01[20]。
在这项研究中，我们构建了一个包含WT1235–243/HLA-A*24:02特异性scFv的STAR受体，并评估了其支持iT细胞分化的能力。我们证明STAR受体成功诱导了与TCR相当的CD3ε表达，从而以不依赖TCR的方式促进了CD8αβ+ CD3+ iPSC-T细胞的成熟。STAR-iT细胞表现出HLA限制性的细胞毒性、细胞因子产生，并且与TCR-iT细胞相比具有相当的敏感性，在对抗表达WT1的肿瘤细胞方面表现更优。我们的发现表明，STAR受体解决了scFv与iPSC-T细胞分化之间的结构不兼容性问题，能够靶向细胞内肿瘤抗原，并显著提高了它们的抗原响应性，从而扩展了基于iPSC-T细胞的免疫治疗工具箱。
