前言
先看几个时髦的药物名词:γδT药物、TCR-T细胞药物、TCR药物、双抗/BiTE!
这几种药物形式,不知道大家能否看出来有什么共同点呢?
这个问题看上去非常简单,实际上也不难回答: 他们都和T细胞有关!
但问题再进一个深度,他们在T细胞的哪个 “关键元件” 上有共同交集?
答案就是我们今天的主题: T细胞受体(TCR)复合物!
想必很多人从题目中能猜到这个答案。但这里面有的是对TCR进行编辑、有的把TCR作为靶点,有的把TCR作为药物,要是把些关系捋清楚,机制说明白,确实就有些让人头晕目眩了。
今天这一篇,咱们就努力把这个事情掰扯扯明白!
1、T细胞受体(TCR)复合物
T细胞受体是一个非常大的复合物,包含TCR、CD3复合物、共受体(CD4或CD8)三部分。
1.1 T细胞受体(TCR)
TCR是T细胞表面的跨膜的受体,起到识别抗原,是激活T细胞的触发元件。TCR结构是两条通过二硫键结合的异二聚体链,每条链的胞外区都包含两个Ig类似的结构。
TCR链的远端的Ig结构类似抗体的可变区,包含3个CDR区,具有特异的识别能力,当然这个区的形成也需要VDJ重排、体细胞突变等流程(这不是今天的重点,改天写这个)。这样TCR两条链的外端Ig结构就形成了类似Fab的结构,起到识别不同抗原的作用。
图注:αβ(A)和γδ(B)两种TCR的结构比较
TCR的按照两条链的不同分为:αβ和γδ两种。表达γδ TCR的T细胞含量较少,仅仅占血液和外周淋巴系统T细胞数目的1-5%;但在表皮组织中比较多,可以占到50%,如皮肤、小肠绒毛、肺部等。γδ TCR识别抗原不需要MHC分子的帮助,除了识别多肽外,他还可以识别脂质、磷脂、核酸以及其它非肽类抗原。
1.2 CD4和CD8共受体
在TCR结构外,还存在共受体。共受体的作用是在TCR识别MHC递呈的多肽时提供帮助。共受体在胞外可以特异的和MHC分子结合,在胞内和Lck激酶关联,在TCR信号中起到放大和增强的作用。
图注:CD4和CD8的二维(a)和三维(b)结构示意图。
共受体包括两种,CD4和CD8。CD4是由4个Ig结构的棒状结构,CD8是通过二硫键形成的异二聚体,每个单体都是一个类Ig结构。每一个T细胞只能选择CD4或者CD8中的一种作为共受体。
不同的共受体可以辅助TCR识别不同MHC分子递呈的多肽。MHI-I递呈的多肽由CD8辅助识别,这类细胞是杀伤性T细胞CTL;MHC-II递呈的多肽由CD4辅助识别,这类细胞是辅助T细胞(Th)。
1.3 CD3复合物
CD3复合物是TCR复合物必不可少的组成部分。其包括CD3γ 链、CD3δ链和两条CD3ε链。CD3复合物、TCR以及CD3-zeta(ζ 链)共同完成T细胞激活功能。
图注:CD3亚基的2D(左侧)和3D(右侧)示意图
TCR的胞内结构非常短(几乎没有),其胞内信号的转导必须需要CD3复合物的辅助,因此TCR必须和CD3复合物连接。 因此,T细胞的CD3是阳性表达的。 结合上文的共受体,引出了另外一个常见知识点,CD3 + CD4 + T细胞默认为是Th细胞, CD3 + CD8+T细胞默认为是CTL杀伤T细胞,这两类细胞也通常以CD4细胞和CD8细胞的名称出现。
CD3复合物的胞内结构包含多个ITAM(γ 链、δ链和ε链各有一个ITAM,ζ 链有三个ITAM,且是二聚体,是主要的激活原件),当TCR和MHC-多肽复合物结合后,负责激活T细胞的下游通路,引起对应的T细胞反应。
2、T细胞受体(TCR)相关药物
2.1 γδT药物
γδT药物顾名思义就是以γδ TCR T细胞为基础的药物。现在炒的比较火的是γδT细胞治疗。和传统CAR-T不同(αβT),选用γδT作为CAR-T疗法,其差异是基于γδT的不同生物学特点。但是难度也是并存的,就如上文所述,其数目非常少,如何分离扩大培养将会是非常大的技术难题。
当然,也可以根据γδT的特殊表型,开发靶向γδT的药物,如:γδT的免疫检查点药物、信号激活/抑制药物等,本文就不展开讲了。
2.2 TCR-T细胞药物
TCR-T和CAR-T傻傻分不清,是不是您也有类似的困惑?
其实非常简单,TCR-T是通过基因工程把改造的TCR给到T细胞(主要改造上文所述的Fab),而CAR-T是把基因工程改造好的抗体scFv给到T细胞。
2.3 TCR药物
TCR药物本质上是蛋白药物,其结构和BiTE类似,一端是靶向T细胞CD3的scFV,然后通过Linker连接识别肿瘤MHC-多肽的工程化TCR结构。通过把T细胞和肿瘤细胞拉倒一起,强制产生免疫突触,干掉肿瘤细胞。
因此TCR药物涉及到上述的两个知识点,CD3和TCR,您看懂了么?
2.4 双抗/BiTE
双抗/BiTE这部分就不再说了,前面写了好多,大家可以参考之前写的合集。其药物逻辑和TCR药物类似,只不过是两个scFV连在一起。
双抗/BiTE的免疫学基础、药物设计原理、适应证拓展、剂量选择等都在这个合集,请您自行取用! 胖猫生命医学,公众号:胖猫的生命医学札记
3、写在最后
这篇文章简单的把TCR相关药物原理梳理了一下,很多不足的地方欢迎大家批评指正。
这些点经常在和“业界人士”交流时都能说的天花乱坠,但是深入的问一下,很多小伙伴就有点抓耳挠腮了。 希望能对大家有帮助,看懂了就可以淡定的游走在各种药物社交场合!
最后出一个题目:CAR-T治疗也和T细胞有关,为什么没有归类到本篇文章中?欢迎大家留言区讨论!
PS:今天文章中参考的经典文献以及往期文章的优质文献都在星球的!
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