工程化CD4 TCR T细胞靶向NY-ESO-1123–137/HLA-DRB3 * 02:02的高保守性TCR用于癌症细胞治疗

为解决CD4 T细胞在肿瘤免疫治疗中的潜力未被充分开发的问题，瑞士洛桑大学医院团队通过筛选HLA-DRB3 * 02:02阳性患者的NY-ESO-1123–137特异性CD4 T细胞，发现其具有高细胞毒性、Th1极化特征及保守TCRαβ（TRAV8-4/TRBV20-1）使用模式。通过TCR基因编辑技术，该研究证实工程化CD4 T细胞能直接杀伤肿瘤，为覆盖50%高加索人群的NY-ESO-1阳性癌症提供了新型免疫治疗方案。

　　

研究背景与意义
癌症免疫治疗长期聚焦于CD8 T细胞，但近年研究发现CD4 T细胞不仅能辅助CD8 T细胞，还具有直接杀伤肿瘤的能力。然而，MHC II类分子的高度多态性和肿瘤抗原特异性不足限制了CD4 T细胞疗法的应用。纽约食管鳞状细胞癌抗原1（NY-ESO-1）因其在多种肿瘤中高表达而在正常组织中几乎不表达（除睾丸和卵巢外），成为理想靶点。尤其值得注意的是，HLA-DRB3 * 02:02等位基因在50%高加索人群中存在，为开发广谱疗法提供了可能。

研究方法与技术
研究团队从HLA-DRB3 * 02:02阳性黑色素瘤患者的外周血单核细胞（PBMC）和肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）中筛选NY-ESO-1_123–137特异性CD4 T细胞，通过pMHCII多聚体染色、乳酸脱氢酶（LDH）细胞毒性检测和LEGENDplex细胞因子分析评估其功能。利用TCR测序和3D结构建模（TCRmodel2）解析TCR-pMHC相互作用，并通过CRISPR-Cas9敲除内源性TCR后，用慢病毒载体将优选TCR转导至原代CD4 T细胞。体内实验采用IL-2–NOG小鼠模型验证疗效。

研究结果

1. TAA衍生表位的免疫原性
   通过MixMHC2pred算法预测，NY-ESO-1_123–137、hTERT_916–930和Melan-A_94–108在HLA-DRB3 * 02:02限制下均能诱导CD4 T细胞反应，但NY-ESO-1特异性细胞在PBMC和TIL中频率最高。

2. NY-ESO-1特异性CD4 T细胞的高细胞毒性
   NY-ESO-1克隆在30:1效靶比下对HLA匹配肿瘤细胞的杀伤率达72%，显著高于hTERT和Melan-A特异性克隆（P<0.001）。这些细胞高分泌IFN-γ和TNF-α，且PD-1、TIGIT和VISTA表达上调，提示独特效应表型。

3. TCRαβ的强保守性
   跨患者分析显示，NY-ESO-1特异性克隆优先使用TRAV8-4和TRBV20-1（占比>50%），而hTERT和Melan-A特异性克隆TCR多样性高。结构模型显示NY-ESO-1肽与HLA-DRB3 * 02:02的相互作用更强（43个接触位点 vs. hTERT的37个）。

4. 跨肿瘤类型的TCR保守性
   在肺癌、卵巢癌和神经母细胞瘤患者中，NY-ESO-1特异性CD4 T细胞同样富集TRBV20-1，但TRAV8-4仅在肺癌中保守，表明TCR偏倚具有部分普适性。

5. 工程化TCR的临床转化潜力
   转导优选TCR的CD4 T细胞在体外可特异性裂解HLA匹配肿瘤（P<0.0001），并在小鼠模型中抑制肿瘤生长（与NY-ESO-1_157–165/HLA-A*02:01特异性CD8 T细胞疗效相当）。

结论与讨论
该研究揭示了NY-ESO-1_123–137/HLA-DRB3 * 02:02限制性CD4 T细胞的独特生物学特性：高亲和力TCR、Th1极化和直接细胞毒性。工程化TCR的“准通用”特性使其可靶向成人及儿童NY-ESO-1阳性肿瘤，且无需个体化定制。未来可探索TCR-NK细胞联合策略或与CD8 T细胞疗法协同应用。研究局限性包括体外扩增可能导致的克隆选择偏倚，但通过多组学对照实验（如脐带血TCR库分析）强化了结论可靠性。论文发表于《Science Advances》，为扩大免疫治疗人群覆盖提供了新范式。