使用肿瘤特异性HLA配体的精准免疫治疗

介绍

30年来，著名免疫学家和癌症研究人员Hans-Georg Rammensee博士研究了主要组织相容性复合体(MHC)的生物学及其在肿瘤免疫学中的作用。2000年，他与人共同创立了Immatics和另外两家公司，专注于开发个性化的癌症免疫疗法，如过继细胞疗法(ACT)。在过去的20年里，该公司开发了XPRESIDENT^®目标发现平台，收集了大量肿瘤和正常组织样本，增强了t细胞受体(TCR)的综合发现和开发能力。imatics已成功转型为一家临床阶段的生物制药公司，积极参与t细胞重定向免疫疗法的发现和开发，用于治疗癌症。

该公司的肿瘤和正常组织数据收集包括> 1300个癌症组织样本和> 650个正常组织样本，并且每天都在增加。最初，XPRESIDENT发现平台包括使用高通量、超高灵敏度质谱、qPCR、Sanger测序和微阵列分析，以识别组织样本中自然呈现的肽结合人类白细胞抗原(pHLA)靶点。在2014年至2017年期间，Immatics通过整合下一代测序(NGS)来执行基因表达分析(RNA-Seq)和HLA分型，提高了平台的目标发现效率。

根据科学家发现的Annika Sonntag博士的说法，Immatics研究团队已经使用XPRESIDENT发现平台确定并优先考虑了100多个具有高肿瘤特异性的新型pHLA免疫肿瘤靶点。^1，2其中一些靶点正在临床前和临床前项目中进行，包括ACT、双特异性t细胞受体(bsTCRs)和tcr样抗体方法。iccommunity与Sonntag博士进行了交谈，以了解更多关于imayobet亚洲亚博官网人口tics如何使用这些平台来识别和验证T细胞免疫疗法临床测试的靶点。

Annika Sonntag博士是总部位于德国图宾根的Immatics的科学家。

问:你为什么决定加入Immatics?

安妮卡·桑塔格(AS):在我的博士学习期间，我进行了代谢信号研究，进行功能蛋白质组学研究，以了解癌症相关的mTOR信号通路。这是一项有趣的研究，但我想进入应用研究领域，我的工作最终将帮助人们。当我在2014年加入Immatics时，我建立了我们的RNA-Seq管道，并分析了hla结合肽的质谱数据。我目前是基于ngs的HLA分型项目的负责人。我喜欢我正在做的事情。

问:HLA蛋白是什么?它们如何参与人体的癌症免疫反应?

为:Rammensee博士是科学家，他发现了抗原肽与HLA蛋白的结合规则，使免疫系统能够识别外来抗原并确定组织相容性。HLA蛋白由位于6号染色体短臂的MHC基因编码。

人类白细胞抗原受体几乎存在于人体的所有细胞中。它们将有核细胞内表达的内容呈现到外表面，以供免疫系统，特别是t细胞识别。与健康细胞上HLA受体结合的正常多肽通常不会产生t细胞反应。然而，肿瘤细胞中含有正常细胞中没有的肿瘤特异性肽。它们可能来源于在健康个体中表达仅限于早期发育阶段或免疫特权组织的蛋白质。这些肿瘤相关肽(TUMAPs)也可能来源于在肿瘤发生过程中大量上调的蛋白质。此外，癌症特异性突变可能导致突变的细胞表面抗原或新抗原。所有这些与肿瘤相关的肽都可以被免疫系统识别，激活免疫细胞杀死癌细胞。我们利用这种机制来开发治疗癌症的免疫治疗方法。

“ACT的目标是增加靶向特异性T细胞的数量，使免疫系统指向肿瘤并杀死它。”

问:imatics目标发现平台有什么特别之处?

为:我们所做的每一件事的出发点都是目标发现，这是我们通过XPRESIDENT平台完成的。这是一种结合转录组学和蛋白质组学的双重方法。通过检测和定量的肽在原子摩尔量，XPRESIDENT已经彻底改变了鉴定高度特异性，新型肿瘤相关pHLA靶点。我们致力于原发肿瘤和正常组织的全面收集，以建立我们目标的生理相关性，并排除潜在的伪影。例如，使用细胞系可能会产生工件。

问:XPRESIDENT平台采用了哪些方法?

为:XPRESIDENT平台包括三套分析:定量HLA肽组学，RNA-Seq和HLA分型。它有助于分析我们的组织收集，目前包括来自20多种主要癌症适应症的癌症组织和来自40多种正常组织类型的对照组织。每次我们将癌症样本或正常组织添加到收集中，我们都会执行相同的一系列分析。

问:这三种分析方法如何结合起来确定新的免疫治疗靶点?

为:我们正在寻找肿瘤特异性肽或肿瘤中过表达的肽。超高灵敏度质谱法用于分离pHLA复合物，鉴定与HLA结合的多肽，并对其进行量化。我们使用RNA- seq进行了定量转录组学，将肽表达与RNA表达相关联，并使用RNA过表达数据来支持细胞上肽拷贝数的相对和绝对定量。我们通过比较肿瘤组织和正常组织中肽的表达来识别TUMAPs。HLA分型用于将识别的多肽与它们所呈现的等位基因相匹配，从而能够为单个患者选择适当的靶点。

问:靶向免疫治疗的一个主要风险是免疫系统对健康组织的激活。如何利用XPRESIDENT平台的潜力来解决这个问题?

为:除了肿瘤组织，我们还分析了来自各种器官的大量健康组织，以避免靶向毒性，即癌症激活的免疫系统可能在健康组织上交叉识别的靶标。这些数据由来自公开可用数据库(如GTEx*或TCGA)的表达式数据支持^__。此外，我们评估脱靶毒性使用在网上分析识别具有高度相似序列的肽，并将其在健康组织中的呈现纳入我们的选择过程。

“我们正在获得更广泛的RNA数据，并有关于特定外显子的深入信息。”

问:你如何利用你所确定的新目标?

为:这些目标是创建潜在的基于tcr的靶向疗法的第一步。在ACT中，我们操纵t细胞在体外选择性地识别XPRESIDENT平台识别的靶点，并使用这些t细胞治疗肿瘤表达这些癌症相关靶点的癌症患者。在大多数癌症患者体内，这种t细胞的数量不足以有效地对抗肿瘤。ACT的目标是增加靶向特异性t细胞的数量，使免疫系统指向肿瘤并杀死它。我们通过几种替代方法来实现这个概念:ACTolog^®, ACTengine^®和ACTallo^®。

问:您如何确定针对个别癌症患者的靶点?

为:在人群中存在许多不同的HLA等位基因，但某些等位基因比其他等位基因出现得更频繁。在我们正在进行的ACT临床试验中，我们可以利用与患者癌症类型相关的几种疾病特异性靶点。我们进行qPCR检测，以确定这些靶点在患者肿瘤活检组织中的过表达。有些患者可能只表达一个或两个靶点。通过ACTolog，我们能够针对每个患者的具体情况处理多达四个目标。对每个癌症患者来说，这是一个数据驱动的过程。

问:你们正在开发哪些ACT方法?

为:我们有三个ACT项目，ACTolog, ACTengine和ACTallo。它们是通过我们的imatics美国与德克萨斯大学MD安德森癌症中心合作开发的，并由德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT)共同资助。

在我们的ACTolog程序中，我们分离出每个癌症患者体内自然存在的T细胞，使用抗原提呈细胞激活它们，并用提出靶标的四聚体对它们进行排序。我们扩大活化T细胞的数量，并将它们转移回癌症患者体内。

在我们的ACTengine项目中，我们再次从每个癌症患者身上分离T细胞。使用我们在实验室验证的预先表征的癌症特异性TCR，我们转导癌症患者的T细胞来表达这种TCR。我们扩大激活的T细胞群，并将其转移回癌症患者体内。

ACTallo目前处于临床前研究阶段。这种方法从健康捐赠者身上提取不同类型的T细胞。像ACTengine一样，这些T细胞被一种新的TCR转导。这提供了一套“现成的”T细胞，可用于治疗更大范围的癌症患者。

“我们决定采用MiniSeq系统。它可以很容易地进行HLA分型，将来我们可以用它进行靶向测序。”

问:Immatics是否有其他正在开发的免疫治疗项目?

为:Immatics还致力于临床前双特异性t细胞受体(bsTCR)项目。我们使用XPRESIDENT平台识别目标pHLAs来创建目标特异性TCRs。双特异性TCR分子是可溶性融合蛋白，具有两个结合域:亲和成熟和高选择性TCR结构域，识别并结合到HLA I类受体背景下的肿瘤特异性肽靶点，以及针对CD3或其他免疫调节t细胞表面蛋白的t细胞招募抗体结构域。这些新型生物制剂的设计使t细胞被激活并攻击肿瘤，而不管t细胞的内在特异性如何。

问:你是什么时候在XPRESIDENT发现平台上改用NGS来执行RNA-Seq步骤的?

为:我们最初使用寡核苷酸微阵列在转录水平上测量RNA表达。然而，我们也需要看到外显子特异性RNA的表达。我们研究了几种替代方案，包括新型阵列和NGS，并对技术和服务提供商进行了比较。我们进行了几项试点研究，并实现了Illumina NGS的价值。

我们现在与服务提供商合作，在HiSeq 2500系统上使用TruSeq™搁浅mRNA文库准备试剂盒进行RNA-Seq。我们正在获得更广泛的RNA数据，并对特定的外显子有深入的信息。用NGS进行RNA表达分析速度快，数据质量好。

问:为什么你们开始在发现平台的HLA分型步骤中使用NGS ?

为:我们开始使用PCR进行基本的HLA分型，并使用Sanger测序进行更深入的分型。我们决定过渡到基于ngs的HLA分型，以合理的努力和成本获得我们样本的完整HLA特征。我们研究了什么样的尺寸和类型的测序仪可以满足我们的需求，适合我们的实验室。我们决定使用MiniSeq系统。它可以很容易地进行HLA分型，将来我们可以用它进行靶向测序。

问:培训您的团队使用MiniSeq系统进行HLA分型花了多长时间?

为:我们有一个七人的实验室团队正在研究MiniSeq系统。我们进行了现场训练，进行了2-3次训练，并立即开始使用它。每个人都喜欢使用它，它运行得很顺利。

问:如何进行HLA数据分析?

为:我们使用Illumina Assign 2.0软件进行HLA分型分析。它在足够深入的地方提供了很好的结果，如果我们需要更多的细节，我们可以对特定的位点进行更深入的分析。

问:在未来推广你们的ACT方法的障碍是什么?

为:我们的大多数样本都来自白种人。但是，我们正在扩大数据库以包括其他种族，以确保最广泛的覆盖范围。

问:Immatics对未来的愿景是什么?

为:Immatics已经认识到，新颖、更好、更安全的靶点是开发未来癌症免疫疗法的关键。我们的愿景是通过识别新颖、个性化的最佳疾病t细胞治疗方案靶点，将t细胞的力量传递给癌症患者。

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