ScFv结构域对CAR-T功能和毒性的影响

发布网友发布时间：2024-10-22 07:23

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热心网友时间：2024-11-09 06:09

免疫细胞在对抗癌症方面扮演着关键角色，包括癌症疫苗、检查点阻断和过继免疫细胞治疗（ACT）等现代免疫疗法。ACT通过产生大量肿瘤特异性T细胞，主要分为两种途径：一是分离肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）生成TCR-T细胞，二是通过将CAR（嵌合抗原受体）转入外周血淋巴细胞（PBLs）生成CAR-T细胞。

CAR-T细胞将抗体的特异性和T细胞的细胞毒性结合在一起，成为ACT的主要方法。在CAR的结构中，scFv（单链可变片段）决定了CAR-T细胞的特异性识别，是其核心结构域。scFv结构域对CAR-T功能和毒性的影响至关重要。

scFv是CAR的抗原结合特性决定因素，由单克隆抗体的可变轻链（VL）和可变重链（VH）组成，通过短linker连接。理论上，VL-Linker-VH的序列顺序更接近天然抗体设计。然而，实验表明VL-linker-VH和VH-linker-VL序列在多数情况下都能正常工作。在CART细胞中，linker通常由甘氨酸和丝氨酸的重复多肽变异体组成，如（Gly4Ser）3 linker，以提供灵活性并减少对连接的蛋白质结构域功能及折叠的影响。最佳linker长度通常为15-20个氨基酸，通常采用（Gly4Ser）3或（Gly4Ser）4。

scFv的亲和力对CAR功能至关重要，scFv对同源抗原的亲和力通常比未修饰的TCR-T细胞高几个数量级。CAR-T细胞的最佳抗原亲和力可能受到共刺激域、Spacer设计、靶细胞抗原密度和T细胞CAR表达的影响。存在一个向下的极限，超过该极限，无法实现足够的抗原识别，影响CAR-T细胞的激活。然而，对于高表达靶细胞的抗原，提高CAR亲和力不一定能改善CAR-T细胞的功能，表明亲和力也存在上限。

CAR-T细胞的亲和力微调可以降低与正常组织中低水平抗原的结合，减少on-target off-tumor毒性，同时保持足够的效应功能以消除抗原过表达的恶性细胞。

基于scFv的CAR-T细胞能够不依赖MHC分子识别靶抗原，克服肿瘤逃逸并识别非肽抗原，如糖脂或肿瘤特异性糖基化。然而，初始缺点是只能识别表面抗原。近年来，通过设计特定肽-TCR复合物的抗体，可以模拟TCR识别递呈肽，扩大靶点至大量细胞内蛋白，但靶抗原的丧失或下调可能导致治疗失败，需要设计多靶点CAR-T来解决。

scFv决定CAR-T的抗原特异性，并通过linker、亲和力、MHC非依赖特性、免疫原性等影响CAR-T的功能、持久性和on target off-tumor毒性。

在CAR-T治疗中，scFv选择对临床应用至关重要。针对特定抗原的CAR-T设计需要考虑到scFv的特性，包括其与抗原的亲和力、linker序列对功能的影响、MHC非依赖性以及潜在的免疫原性问题。通过优化这些设计参数，可以提高CAR-T细胞的效率，减少副作用，并增强其在临床治疗中的应用。