基于T细胞受体样抗体（TCR mimic, TCRm）的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）治疗具有显著的抗肿瘤效果，但是当前人源TCRm抗体特异性和有效性不足的问题严重影响了这类CAR-T疗效。为解决这一问题，本项目根据germline抗体成熟规律，结合计算机辅助新型分子设计的技术方案，在对抗原-抗体复合物立体结构模型分析的基础上，深入开展germline中TCRm抗体的体外定向进化研究，建立从人germline中开发有效、特异TCRm抗体的先进技术平台。最终获得一系列不同亲和性的人源TCRm抗体，在淋巴瘤细胞或动物模型中，检验这些人源TCRm抗体的CAR-T靶向效果及调控规律。本项目是我们TCRm抗体前期研究的延续，顺利实施将为开发有效、特异的人源TCRm抗体提供全新的方法，也为人源TCRm抗体应用于CAR-T细胞治疗奠定理论基础。

T-cell receptor mimic (TCRm) antibodies recognize specific peptide antigens presented by the major histocompatibility complexes (MHC). Chimeric antigen receptors （CARs） based on TCRm antibodies are promising as a new class of T cell immunotherapeutics targerting disease-specific MHC-peptide complex epitopes. However, the clinical effects are usually limited by loss of peptide specificity and potential cross-reactivity of TCRm antibodies. It is a challenge to develop highly effective TCRm antibodies with specificity. In this study, we will describe an in silico driven and structure-based rational design to accelerate the directed evolution of germline TCRm antibodies with potential for therapeutic use. Further,we will validate germline-derived TCRm antibodies in leukemia xnografts. Our findings will be critical for the development of TCRm antibody-targeting approaches, in particular, CAR-T cell therapy.

目前T细胞受体（TCR）疗法在治疗肿瘤中显示出了巨大优势，但是很多天然TCR难以重组改造，往往在提高亲和性的同时增加非特异性。在前期研究中，我们从一个germline抗体突变噬菌体库中鉴定了一个特异识别肿瘤细胞HLA-A2/WT1肽的T细胞受体样（TCR mimic ，TCRm）抗体，此抗体可以特异的识别HLA-A2递呈WT1多肽(RMFPNAPYL)复合物，我们发现TCRm抗体可以利用ADCC功能靶向杀伤HLA-A2+/WT1+阳性淋巴瘤细胞。我们希望TCRm抗体可以用于序列移植重组改造天然TCR分子。本项目以一个TCRm 抗体Q2L为模板，在它的抗体-抗原对接3D结构模型上，预测得到位于重链FR区(Asp1和Ser65) 的两个氨基酸和CDR1区（Ser30）的一个氨基酸，可能与抗体的亲和性有关。实验发现FR区内的两个氨基酸突变后提高抗体亲和性，而CDR1的氨基酸由于可能涉及多肽的结合，显著降低抗体亲和性。最终我们优化得到三个高（Kd=1.4nM）、中(Kd=3nM)、低(Kd=15nM)亲和性的TCRm 抗体，接下来我们将会把TCRm抗体可变区序列移植重组改造TCR，全面探讨TCRm抗体亲和性对T细胞杀伤肿瘤的影响。项目顺利实施将为开发有效、特异的TCR细胞治疗提供全新的方法。