MHC 四聚体助力细胞治疗基础研究：CTL 表位筛选

据统计，2015 年，我国癌症新发人数为 429.2 万。死亡人数 281.4 万，平均 5 年生存率 36.9%。肺癌、胃癌、肝癌、食管癌占到总数的 57%。细胞治疗，治疗病人的个体化差异较大。细胞治疗大有向精准发展趋势。

 

 从临床角度，目前所开展的细胞治疗大多以 T 细胞为基础。血液肿瘤治疗，利用肿瘤特异性抗原（TAA）作为治疗靶点，使得 CAR-T 细胞治疗方法已得到有效验证，取得划时代性的突破。然而，利用 CAR-T 细胞治疗实体瘤的临床效果未能得到充分验证。因此，寻找有效治疗靶点，成为实体瘤细胞治疗基础研究的重要方向。

 

人们在对免疫过程的研究中发现并证实，特异性 T 细胞激活的前提条件是 T 细胞受体（TCR）和 MHC-肽复合物结合，因此细胞毒性 T 细胞（CTL）表位在其中起着至关重要的作用。CTL 表位 (CTL epitope) 一般长度为 8-10 个氨基酸，是蛋白抗原经抗原递呈细胞（Antigen process cell，APC）加工处理，随后与 MHC-Ⅰ类分子结合并最终递呈给 TCR 识别，引起有效免疫应答的短肽。

 

CTL 表位的筛选和鉴定在特异性 T 细胞应答检测中应用越来越广泛，同时在免疫诊断、治疗及疫苗的开发等都有重要作用。CTL 表位的筛选和鉴定一直是生物治疗的关注点。但传统的表位鉴定技术大多采用先合成大量的交叠肽，然后通过后续的淋巴细胞实验进行选取。这种实验方法费时费力、费用高并且鉴定效率低。MHC 四聚体技术的出现，为研究者创造了更为快捷高效的手段。

 

MHC 四聚体（MHC Tetramer）技术，是由美国斯坦福大学 John D. Altman 博士等人于 1996 年开发，用于抗原特异性 T 细胞的检测。其原理是借助生物素、链霉亲和素系统，将 MHC 和肽形成 MHC-肽四聚体复合物，增强了 MHC-抗原肽复合物与 TCR 之间的结合力，从而可通过流式细胞技术检测或分选特异性 T 细胞，大大提高了特异性 T 细胞的检测灵敏度。该复合物制备过程如下图所示：

 

鉴于 CTL 表位在免疫系统中的重要性，MHC 四聚体技术在抗原特异 T 细胞的表位分析上的应用被高度关注。T 细胞表位筛选方案一般根据所要研究的抗原肽相关蛋白，设计并合成多个交叠肽，然后将其分别制备成 MHC 四聚体，并进行分组，形成多组 MHC 肽四聚体混合物。用这些四聚体染色外周血单个核细胞（PBMC），通过流式细胞仪检测获得阳性反应组，随后将阳性反应组中所有的 MHC 四聚体再逐个染色 PBMC 鉴定，由此获得相关抗原蛋白的 T 细胞表位。这一筛选方案具有快速、灵敏、高效的优势。

近年来，已有研究者成功地将 MHC-肽四聚体技术应用于 T 细胞表位的鉴定工作。 

 

推荐阅读：
 

1）CTL 表位筛选

[1] Heo Y, Hwang S, Kwon O, et al. Structural aspect of novel HLA-undefined02 allele, A *0286,identified by sequence-based typing[J ]. Tissue Antigens, 2006, 67 (1):84-85.

[2] Altman J, Moss P, Goulder P, et al. Phenotypic analysis of antigen-specific  Tlymphocytes[J].Science,1996;274(5284):94-96. 

[3] Murali K, Altman J, Suresh M, et al. Counting antigen-specific CD8 T cells :a revaluation of bystander activetion during viral infection[J].Immunity,1998,8 (2):177-187.

[4] Novak E J, Liu A W, Gebe J A, et al. Tetramer-guided epitope mapping :rapid identification and characterization of immunodominant CD4+ T cell epitopes from complex antigens[ J].J Immunol,2001,166(11):6665-6670.

[5] Reijonen H, Kwok W W. Use of HLA class II tetramers in tracking antigen-specific T cells and mapping T-cell epitopes[ J].Methods,2003,29(3):282-288.

 

2）肿瘤疫苗研究

[1] Qijin Xu, GenTao Liu, Xiangpeng Yuan，et, al.Antigen-Specific T-Cell Response from Dendritic Cell VaccinationUsing Cancer Stem-Like Cell-Associated Antigens.[J] Stem Cells,2009;27:1734–1740.