读此文才知香雪有多牛！XlifeSc的TCR亲和力优化技术简介战凯香雪生命科学2

读此文才知香雪有多牛！
XlifeSc的TCR亲和力优化技术简介
战凯 香雪生命科学
2024年07月24日
众所周知，除靶点选择外，研发用于肿瘤治疗的TCR-T或TCR蛋白药相关产品，另一个必要条件是找寻到一个“优质”的T细胞受体（TCR）。“优质”的定义为：该TCR能特异性识别特定的肿瘤抗原，并有足够高的亲和力结合肿瘤抗原并激活T细胞。
为何国内进度靠前的TCR产品多数针对病毒抗原或肿瘤新生抗原（突变抗原）？
答案其实很简单，因为“好做”，针对病毒抗原或肿瘤新生抗原（突变抗原），获得一个“优质”的TCR相对容易。
一般来讲，目前TCR产品针对的肿瘤靶点可分为三大类：1. TAA/CT抗原（肿瘤相关抗原/癌抗原），TAA抗原是指人体内正常细胞和其他组织上本身就存在的，只是其含量在细胞癌变时明显增高的抗原，CT抗原则是指只存在于癌细胞和细胞中的抗原，我们熟知的AFP属于TAA抗原， NY-ESO-1，MAGE-A4则属于CT抗原；2.病毒抗原，有些癌症的发生往往与病毒感染相关，而这些病毒便可作为肿瘤治疗的靶点，如HPV病毒与宫颈癌，EBV病毒与鼻咽癌等；3.肿瘤新生抗原（突变抗原），此类抗原是源于肿瘤细胞中某个功能蛋白，在肿瘤发生过程中产生突变基因，带有突变位点的靶蛋白会表达于肿瘤细胞，而正常的组织细胞当中这个功能蛋白并不存在突变，所以这是一类肿瘤特异性的抗原，代表性的是KRAS突变。
然而，人体内自然形成TCR的亲和力普遍偏低，这与TCR本身参与的免疫反应直接相关。TAA/CT抗原因其本身就是人体正常细胞中存在的蛋白，所以针对这类抗原的高亲和力TCR在产生初期，就经过了胸腺负筛选而基本被淘汰。但是，人体的胸腺随着年龄有一个发育和退化过程，胸腺在青春期以前具有产生T细胞的作用，能够参与机体的细胞免疫和体液免疫，提高机体免疫力，而当进入青春期以后，胸腺逐渐退化，一般到14-15岁的时候胸腺基本已经完全退化，所以，在此之后如果感染了肿瘤发生相关的病毒（如HPV, EBV），携带有针对这些抗原TCR的T细胞则有可能逃脱胸腺负筛选机制而保留高亲和力的特异性好的TCR。图1中有病毒抗原TCR与肿瘤相关抗原TCR的亲和力对比，明显病毒抗原的TCR亲和力普遍更高[1]。从这个角度上讲，做病毒抗原TCR产品，是门槛相对较低的。肿瘤新生抗原也有类似的考虑。
图片
XlifeSc的TCR亲和力优化技术优势在哪里？
首先来看一个问题，TCR是否做过亲和力优化，对于T细胞杀伤肿瘤细胞效果影响大吗？答案是：非常大！图2中是XlifeSc的产品TAEST16001所使用的TCR在亲和力优化前后肿瘤杀伤效果对比，带有野生TCR的T细胞对癌细胞杀伤效果很差（枣红色线），带有亲和力优化后TCR的T细胞杀伤效果非常好（绿色线），对比十分明显[2]。
图片
其次，从目前的报道看，做病毒抗原或肿瘤新生抗原的TCR产品的公司，一般都是采病人外周血或取病人肿瘤组织，分离T细胞，得到TCR序列，或者通过病人来源的TCR库吊取TCR，而后利用该TCR直接制备相关细胞产品，并未进行TCR的亲和力优化。上文已有阐述，病毒抗原和肿瘤新生抗原的TCR不做亲和力优化或许可以，但如果是TAA/CT抗原，不做TCR亲和力优化就很难找到一个野生状态下能高效识别肿瘤抗原的TCR。不得不指出的是，病毒抗原目前所能应用的癌种面比较窄，基本集中于HPV相关的宫颈癌，HBV相关的肝癌和EBV相关的鼻咽癌。肿瘤新生抗原在癌种应用上更好，但目前该类抗原确定的靶点只有KRAS突变，可选择性有限。而TAA/CT抗原则不同，海量的靶点可以选择，针对的适应症也几乎可以涵盖所有主要癌种。
研发TAA/CT抗原的TCR产品门槛高，如前所述，天然状态下要获得这类抗原一个“优质”的TCR是“可遇而不可求”的事情。但针对TAA/CT抗原低亲和力的TCR在人体内还是大量存在的，这些野生状态的TCR经过亲和力优化同样能达到肿瘤治疗的要求，而掌握TCR亲和力优化技术，并可持续高通量产出高亲和力TCR突变的公司，目前国内只有XlifeSc。
有别于从病人的外周血或肿瘤组织中获得TCR, 我们可以做到从健康人的外周血中直接分离T细胞并从中获得针对特定肿瘤抗原的低亲和力野生TCR，再以噬菌体表面展示技术结合高通量SPR筛选，工程化改造出针对特定肿瘤抗原亲和力高、特异性好的TCR突变体。从野生TCR发现到将TCR工程化改造至pM级，XlifeSc只需要三个月，我们可以将“可遇而不可求”的事情，变为“想要就能得到”的事情！
XlifeSc的TCR亲和力优化是如何做的？
XlifeSc的TCR亲和力优化平台自2013年开始创立，以TCR噬菌体表面展示技术为基础，结合高通量SPR筛选打造平台主体。XlifeSc是国内首家掌握TCR噬菌体表面展示技术并高通量进行TCR亲和力优化的公司（全球第二家）。
野生型TCR与目标抗原的亲和力大部分较低（几十至几百M），这使得我们需要将野生型TCR进行亲和力优化以满足TCR-T/TCR蛋白药需求（TCR-T要求KD介于1.0E-05M至1.0E-07M为佳，TCR蛋白药则要求达到1.0E-10M以上）。一个TCR蛋白与其目标抗原直接接触的结构部分是CDR区，二者的亲和力也基本是由CDR区决定，故我们的做法是将一个TCR的CDR区分别进行饱和NNK突变建库，再以噬菌体表面展示技术进行针对目标抗原的亲和力优化筛选，通过竞争性ELISA和高通量SPR等手段对筛选后的克隆进行数据检测并做序列分析，得到高亲和力突变体，然后将这些突变克隆制备TCR异质二聚体蛋白，并用SPR相关技术仪器（如BIAcore）检测其针对目标抗原的精确亲和力，从中挑选亲和力合适的突变进行后续细胞功能检测（图3）。
当然，在TCR-T大热的这两年，大家也越来越多的开始关注“优质”高亲和力TCR获得这一个关键点，比如目前有少数的抗体开发公司，应客户需求也引入了TCR亲和力优化的业务，但其使用的是酵母展示系统，由于库容和技术手段的限制，其对TCR亲和力的提升程度和产出都十分有限，尚难达到TCR相关药物的开发需求。在TCR亲和力优化这项技术上，XlifeSc在国内仍是一枝独秀。
图片
XlifeSc利用TCR亲和力优化技术研发出的产品进展如何？
公司推进最快的管线TAEST16001，为NY-ESO-1抗原特异性高亲和力T细胞受体转导的TCR-T细胞治疗产品，针对组织基因型为HLA-A0201、肿瘤抗原NY-ESO-1表达为阳性的软组织肉瘤患者，目前已顺利开展临床II期实验，其 Ⅰ 期临床研究结果已发表于知名杂志Cell Reports Medicine，结果显示，其肿瘤客观缓解率（ORR）达到41.7%，中位无进展生存期（mPFS）为7.2个月，中位缓解持续时间（mDOR）为13.1个月，其安全性和有效性得到了初步验证[3]。公司第二个产品管线TAEST1901，同样是经过上述平台亲和力优