ESPEC-SUIT：一种多功能且稳健的平台，用于识别和追踪癌症患者中的抗原特异性T细胞受体

背景：识别和表征抗原反应性T细胞受体（TCR）的方法代表了理解和利用癌症及其他患者T细胞反应的重要工具。当前方法受限于单个T细胞克隆的稀有性，且主要适用于监测主要组织相容性复合体（MHC）I类限制性和MHC II类限制性反应，因此不足以全面反映患者的整个抗原反应性TCR库。为了获得对多克隆、抗原特异性TCR库的广泛而深入的了解，我们开发了“表位特异性扩增培养及后续TCR鉴定”（ESPEC-SUIT）分析方法，以识别和追踪抗原特异性TCR。方法：用（疫苗靶向的）新抗原体外刺激外周血单个核细胞，通过细胞因子分泌实验验证，并通过TCRβ库测序（TCRseq）进行读out。候选抗原反应性克隆型通过相关抗原刺激培养中的特异性扩增来定义，随后进行TCR克隆，并在TCR转基因效应细胞与肽呈递靶细胞的共培养中进行验证。利用TCRseq信息，在纵向收集的血液样本和肿瘤组织的批量及单细胞库测序数据中追踪和表征候选及已验证的克隆型。结果：在32例癌症患者队列中，我们证明ESPEC-SUIT支持针对多种抗原的CD4+和CD8+ T细胞的强烈、稳健和可重复的扩增。TCRseq揭示了高度多克隆的新表位特异性T细胞反应，并可进一步表征其交叉反应性、亲和力或人类白细胞抗原（HLA）限制性。在10例患者的子队列中，我们从>2000个候选TCR中筛选出341个ESPEC-SUIT来源的TCR进行克隆和体外功能验证，并确认了超过75%的抗原反应性。我们在新抗原疫苗接种的胶质瘤患者中展示了这种TCR发现方法在下游分析中的实用性，发现血液中候选TCR频率的纵向变化与抗原特异性离体酶联免疫斑点（ELISpot）反应相呼应。此外，高达67%的候选TCR可在治疗中的脑肿瘤组织中检测到，并表现出与疫苗抗原确认特异性克隆型重叠的基因表达特征。结论：ESPEC-SUIT提供了对高度多克隆、抗原特异性T细胞反应的前所未有的洞察，并能够发现针对给定抗原的大量TCR。它代表了癌症患者肿瘤反应性T细胞反应研究的一种高效、经济且可扩展的框架。