工程化T细胞衔接双特异性抗体靶向KRAS G12V新抗原并交叉识别HLA-A*11:01与HLA-A*03:01

Engineering T cell-engaging bispecific antibodies targeting KRAS G12V neoantigen across HLA-A*11:01 and HLA-A*03:01

作者信息Xiaojing Wu, Clara Effenberger, Yosuke Matsushita, Hiroki Tanaka, Yu Ishii, Suyong Re, Saki Matsumoto, Satoshi Nagayama, Yusuke Nakamura, Kazuma Kiyotani
PMID42896875
发布时间2026-10-18
DOI10.1136/jitc-2026-016411

实验完整度

高

包含噬菌体展示筛选、ELISA、流式、SPR、ELISpot、细胞毒性、结构建模及PBMC植入异种移植小鼠体内验证,覆盖体外功能、机制和体内验证。

主要模型

C1R-A11及C1R-A3抗原呈递细胞系 KRAS G12V阳性癌细胞系(SNG-M、NCI-H441等) 患者来源结直肠癌细胞C053T 人PBMC植入NSG小鼠异种移植模型

重点核对

scFv2对KRAS G12V/HLA-A*11:01复合物的结合特异性(ELISA、流式),需区分KRAS WT及其他G12突变肽 scDb2的T细胞活化剂量(0、0.1、0.3、1、10 nM)及EC50(C1R-A11细胞IFN-γ EC50=0.59 nM) CD8+ T细胞与靶细胞共培养比例5:1,共培养24小时,IL-2 200 IU/mL 体内给药:SNG-M或NCI-H441细胞5×10^6皮下接种,PBMC 2×10^7腹腔注射,scDb 10 µg/小鼠腹腔注射,每周两次 体内每组n=8只小鼠,肿瘤生长抑制及CD8+ T细胞浸润、Ki67+CD8+ T细胞比例

摘要

背景:T细胞识别由人类白细胞抗原(HLA)分子呈递的肿瘤特异性新抗原,并可介导强效抗肿瘤免疫。然而,大多数新抗原为患者特异性,限制了其广泛的治疗适用性。KRAS G12V是存在于多种癌症类型中的复发性致癌突变,可产生由HLA-A*11:01呈递的共享新抗原。我们试图开发一种靶向该共享新抗原的T细胞衔接双特异性抗体。方法:我们筛选噬菌体展示文库以鉴定识别KRAS G12V/HLA-A*11:01复合物的单链可变片段(scFv)。候选scFv通过ELISA和流式细胞术进行表征。生成了一种包含新抗原特异性scFv和抗CD3结合域的双特异性单链双抗体,并使用肽脉冲靶细胞和KRAS G12V阳性癌细胞系评估了抗原特异性T细胞活化、细胞因子产生和细胞毒性。在人外周血单核细胞(PBMC)植入的异种移植小鼠模型中评估了抗肿瘤活性和安全性。结果:我们鉴定出scFv2,其选择性识别KRAS G12V/HLA-A*11:01复合物,并可区分野生型KRAS和其他KRAS突变肽。值得注意的是,scFv2也识别KRAS G12V/HLA-A*03:01复合物。由此产生的基于scFv2的双特异性单链双抗体(scDb2)在表达HLA-A*11:01或HLA-A*03:01的KRAS G12V阳性癌细胞中诱导了强效的抗原特异性T细胞活化、细胞因子释放和细胞毒性,对应估计的患者覆盖率在胰腺癌中约5–6%,在结直肠癌中约2%。scDb2识别内源性加工和呈递的新抗原,介导癌细胞杀伤,并在体内显著抑制肿瘤生长且无明显毒性。结论:这些发现鉴定了一种T细胞衔接双特异性抗体,能够识别由HLA-A*11:01和HLA-A*03:01共同呈递的KRAS G12V,为将新抗原靶向免疫治疗扩展至密切相关的HLA等位基因提供了框架,并可能拓宽在不同患者群体中的适用性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否开发一种靶向KRAS G12V新抗原、并同时识别HLA-A*11:01和HLA-A*03:01的T细胞衔接双特异性抗体,以实现抗原依赖性抗肿瘤活性?
核心机制
scDb2一端结合KRAS G12V/HLA-A*11:01或KRAS G12V/HLA-A*03:01复合物,另一端结合CD3,从而重定向CD8+ T细胞,诱导抗原特异性T细胞活化、细胞因子释放和细胞毒性。
主要证据
scFv2选择性结合KRAS G12V/HLA-A*11:01而不结合KRAS WT;scDb2在肽脉冲C1R细胞和KRAS G12V阳性癌细胞中诱导IFN-γ分泌和细胞毒性,EC50为亚纳摩尔级;在PBMC植入NSG小鼠模型中显著抑制SNG-M肿瘤生长,并增加瘤内CD8+ T细胞浸润和Ki67+CD8+ T细胞比例。
研究意义
为将新抗原靶向免疫治疗扩展至密切相关的HLA等位基因提供了框架,可能拓宽单一新抗原靶向治疗在不同患者群体中的适用性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

噬菌体展示筛选KRAS G12V/HLA-A*11:01特异性scFv

从噬菌体展示文库中分离识别KRAS G12V/HLA-A*11:01复合物的scFv

使用两个fUSE5噬菌体展示文库,以KRAS G12V/HLA-A*11:01单体进行正选择,以KRAS WT/HLA-A*11:01和空HLA-A*11:01单体进行负选择;经过最多六轮筛选,第2–4轮加入竞争步骤,挑取单克隆噬菌体并测序。

2

重组scFv的表达与结合特异性验证

验证候选scFv对KRAS G12V/HLA-A*11:01复合物的结合特异性和亲和力

将scFv序列插入pET-44a(+)载体,在大肠杆菌周质中表达并纯化;通过ELISA检测scFv与KRAS G12V/HLA-A*11:01或KRAS WT/HLA-A*11:01单体的结合;通过流式细胞术检测scFv与肽脉冲C1R-A11细胞及不同KRAS突变/HLA背景癌细胞系的结合。

3

双特异性单链双抗体scDb2的构建与结合表征

构建同时结合KRAS G12V/HLA-A*11:01和CD3的双特异性抗体,并评估其结合特性

将scFv2与抗CD3ε scFv(克隆UCHT1)组装为双特异性单链双抗体(scDb2),在Expi293F细胞中表达并纯化;通过ELISA检测scDb2与KRAS G12V/HLA-A*11:01、KRAS WT/HLA-A*11:01及CD3ε/δ的结合;通过表面等离子共振测定结合动力学。

4

scDb2介导的抗原特异性T细胞活化与细胞毒性评估

评估scDb2是否能以KRAS G12V和HLA依赖的方式诱导T细胞活化和杀伤靶细胞

将CD8+ T细胞与肽脉冲C1R-A11/C1R-A3细胞或KRAS G12V阳性癌细胞系共培养,在scDb2存在下检测IFN-γ分泌(ELISpot)和细胞毒性(LDH释放);并使用患者来源结直肠癌细胞C053T验证。

5

scDb2体内抗肿瘤效果与安全性评估

评估scDb2在人PBMC植入的异种移植小鼠模型中的抗肿瘤活性和安全性

将KRAS G12V阳性SNG-M细胞或NCI-H441细胞皮下接种至NSG小鼠,随机分组后腹腔注射人PBMC和scDb2或同型对照scDb,每周两次;监测肿瘤生长、体重,并进行H&E和CD8/Ki67免疫组化分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Dynabeads CD8阳性分离试剂盒Thermo Fisher Scientific--
人T细胞激活CD3/CD28 DynabeadsThermo Fisher Scientific--
AIM-V培养基Thermo Fisher Scientific--
KRAS G12V肽(VVVGAVGVGK)GenScript--
MyOne T1链霉亲和素磁珠Thermo Fisher Scientific--
链霉亲和素包被96孔板Thermo Fisher Scientific--
抗M13抗体Sino Biological--
抗His抗体Abcam--
重组人CD3ε/δ蛋白Acro Biosystems--
Victor多标记板阅读仪Perkin Elmer--
pET-44a(+)载体Novagen--
pcDNA3.4哺乳动物表达载体Thermo Fisher Scientific--
HisPur Ni-NTA树脂Thermo Fisher Scientific--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Precision Plus Protein WesternC标准品Bio-Rad--
抗FLAG PE抗体BioLegend--
FACSVerse流式细胞仪BD Biosciences--
FACSLyric流式细胞仪BD Biosciences--
人IFN-γ ELISpot PRO试剂盒MABTECH--
ImmunoSPOT S4酶联免疫斑点阅读仪Cellular Technology--
LDH-Glo细胞毒性测定试剂盒Promega--
抗CD8小鼠单克隆抗体Proteintech--
抗Ki67兔单克隆抗体Cell Signaling Technology--
辣根过氧化物酶标记抗小鼠二抗Vector Laboratories--
碱性磷酸酶标记抗兔二抗Vector Laboratories--
NanoZoomer数字切片扫描仪Hamamatsu Photonics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
噬菌体展示筛选
文库复杂度、负选择抗原(KRAS WT/HLA-A*11:01和空HLA-A*11:01单体)、正选择抗原(KRAS G12V/HLA-A*11:01单体)、筛选轮次及竞争步骤
阅读提示:Methods 'Selection of phage clones';Results 'Identification of KRAS G12V/HLA-A*11:01-specific TCR-like antibodies'第一段
scFv结合特异性验证
ELISA中scFv浓度(10 nM)、C1R-A11细胞脉冲肽种类(G12V、WT及G12A/C/D/R/S)、流式抗体(抗FLAG PE)
阅读提示:Methods 'Enzyme-linked immunosorbent assays'和'Flow cytometry';Figure 1B–D及图注
scDb2介导的T细胞活化与细胞毒性
CD8+ T细胞与靶细胞比例(5:1)、scDb2浓度范围(0–10 nM)、共培养时间(24小时)、IL-2浓度(200 IU/mL)、靶细胞类型及HLA背景
阅读提示:Methods 'Enzyme-linked immunosorbent spot assay'和'Cytotoxicity assay';Figure 2D–F、Figure 3及图注
体内异种移植实验
小鼠品系(NSG,雌性,5周龄)、肿瘤细胞接种量(5×10^6/只,皮下,day -7)、PBMC剂量(2×10^7/只,腹腔,day 0)、scDb剂量(10 µg/只,腹腔,每周两次)、每组n=8
阅读提示:Methods 'Mouse xenograft model';Figure 5A及图注
结构建模与对接
AlphaFold3预测的scFv模型置信度(iPTM=0.92,pTM=0.93)、HADDOCK对接使用的PDB结构(8K50、8RNI)、CDR活性残基定义及KRAS G12V锚定残基限制
阅读提示:Methods 'Structural modeling and docking';Figure 4C,D及图注