基于高通量测序技术的新抗原筛选及其特异性TCR-T细胞肿瘤免疫治疗研究

Neoantigens derived from tumor mutation genes can be recognized by T cells in tumor microenvironment, enhancing the anti-tumor responses of T cells and anti-tumor immunity. Therefore, screening of neoantigens and neoantigen-targeted immunotherapies have attracted much attention. In our previous researches, we developed tumor-associated antigen(TAA)-specific antibodies, and screened the TAA epitopes. Moreover, using cloning technologies of single T cell receptor (TCR) genes, we studied the TCR-based T cell immunotherapy. In this project, we will use high-throughput gene sequencing technology to predict tumor neoantigen and their affinity to TCR. Using the candidate neoantigens we will synthesis long mutant peptides, and then detect immune responses of T cells induced by the peptides for identification of the neoantigens. In addition, specific TCR genes will be screened for confirming neoantigen immunogenicity. Furthermore, the anti-tumor effects of neoantigen specific TCR-modified T cells will be investigated. Finally, the analysis of a single TCR gene combined with T cell phenotype will be used to elucidate the mechanisms of immunomodulatory of T cells. These studies will provide new strategies for TCR-based T cell immunotherapy in combination with new targets. Through the above researches, we will establish new screening platform of neoantigen, TCR-based T cell immunotherapy and identify immunomodulatory mechanisms in tumor immune microenvironment. This works will provide the foundations for tumor immunotherapy.

肿瘤免疫微环境中肿瘤突变基因产生的新抗原能被T细胞识别，提高T细胞抗肿瘤免疫反应。因而新抗原筛选及其靶向的免疫治疗研究备受关注。前期研究，开展了抗肿瘤相关抗原的抗体药物研究及其抗原表位筛选。同时，利用单一T细胞受体（TCR）基因克隆技术开展TCR-T细胞治疗研究。本项目拟通过高通量基因测序技术预测肿瘤新抗原及其与TCR的亲和力；通过候选新抗原合成长链多肽诱导肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）检测T细胞反应性验证新抗原；同时，自反应性的TIL筛选特异性TCR基因反验证新抗原的免疫原性。进一步，开展针对新抗原的特异性TCR-T细胞抗肿瘤作用。最后，运用单一TCR基因扩增联合T细胞表型组学分析，阐明免疫调节机制和相关通路影响，寻找免疫调节因子（新靶标）为联合治疗提供新策略。通过上述研究建立新抗原筛选平台、TCR-T细胞治疗方法和肿瘤微环境的免疫调节机制研究的新方法，为肿瘤免疫治疗奠定研究基础。

肿瘤免疫治疗成为肿瘤治疗的辅助方法。肿瘤特异性T细胞受体（TCR）-T细胞免疫治疗对实体瘤产生一定疗效。本项目主要开展针对肿瘤驱动突变基因（KRas/TP53）特异性TCR- T细胞免疫治疗研究。主要成果：（1）成功建立了肿瘤患者组织来源类器官3D培养方法用于反应性TIL检测和TCR-T细胞筛选以及功能验证，为肿瘤免疫治疗提供了体外肿瘤模型。（2）详细分析了结直肠癌和乳腺癌异质性肿瘤组织中TIL空间分布和功能性，为TIL和TCR- T细胞免疫治疗研究提供重要的研究基础。（3）成功筛选到7个靶点（Ras/TP53/PIC3K/Melan-A/HPV）19株具有药物开发价值的TCR。其中KRas（G12D）特异性TCR（KT13）进行抗肿瘤的有效性和安全性评价，目前正在推进IIT临床研究。（4）建立了安全性评价平台，通过点突变抗原肽库预测和合成抗原肽库、通过正常组织细胞系样本库建立，通过动物模型试验等检测交叉反应性。（5）建立了TCR亲和力成熟平台，为后续TCR药物开发提供技术支撑平台。（6）建立利用已知功能性TCR鉴定肿瘤新抗原筛选技术平台，为治疗性肿瘤疫苗的研发奠定基础。（7）肿瘤免疫微环境免疫逃逸机制研究，发现谷氨酰胺耗竭对TCR- T细胞功能的影响。（8）发现p38 抑制剂诱导低分化型T细胞分化，为TCR- T细胞回输治疗转化应用研究提供研究基础。（9）发现IL21诱导低分化型T细胞分化，为TCR- T细胞回输治疗转化应用研究提供研究基础。. 总之，本项目为肿瘤新抗原TCRT细胞免疫治疗以及免疫逃逸机制研究提供重要研究基础，为转化提供理论依据。