SCI IMMUNOL:一种高亲和力的人类TCR样抗体检测乳糜泻谷蛋白肽-MHC复合物并抑制T细胞活化

对肽-主要组织相容性复合体(pMHC)具有特异性的抗体(Abs)，即所谓的T细胞受体(TCR)样抗体，已成功用于检测和量化细胞上的肽呈递，几项研究表明了不同模式的治疗潜力，包括抑制致病性T细胞和杀死抗原呈递细胞(APC)的机制。研究者已经生成了TCR样抗体，这些抗体对涉及乳糜泻(CeD)的pMHC复合物具有特异性。

图片来源：https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg4925

CeD是一种小肠炎症性自身免疫病，由对膳食麸质蛋白的免疫反应引起，这种疾病是由CD4+T细胞驱动的，这些细胞在疾病相关的人类白细胞抗原(HLA)-DQ分子HLA-DQ2.5(DQA1*05/DQB1*02)、HLA-DQ2.2(DQA1*02:01/DQB1*02:02)和HLA-DQ8 (DQA1*03/DQB1*03:02)的背景下识别脱酰胺谷蛋白肽，在这些HLA变体中HLA-DQ2.5与CeD的相关性最强，在大约90%的CeD患者中检测到，而在健康对照中检测到的比例约为20%。该研究报道了在HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α1a上选择的Abs的产生和使用，发现肠道浆细胞(PC)是CeD患者发炎的小肠中最丰富的麸质肽呈递细胞，它们同时表达HLA-II类和T细胞共刺激分子，并描述了与DQ2.5-glia-α2复合的HLA-DQ2.5特异性人类TCR样抗体的产生和亲和力。

HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2特异性抗体的分离和表征 图片来源：https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg4925

为了生成与CeD表位DQ2.5-glia-α2复合的HLA-DQ2.5特异性人抗体，将人幼稚单链片段可变(scFv)噬菌体展示库与可溶性重组pMHC进行淘选，然后，将将噬菌粒的选择输出重新格式化为用于可溶性scFv表达的载体，并通过ELISA筛选了70个用于靶标结合的单克隆；共49个单克隆优先结合靶点，序列分析鉴定出14个独特序列。为了表征选定的scFv并选择一个先导克隆，研究者在大肠杆菌中表达了所有独特的克隆，并在ELISA中直接比较了周质部分的靶标结合；同时，使用纯化的scFv进行了先导表面等离子体共振(SPR)测量，根据反应性特征和表观亲和力，选择了一个先导克隆称为206。当重新格式化为全长人免疫球蛋白G1 (hIgG1)时，206保留了与HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2的结合，尽管结合很弱；未观察到与高度相似的表位HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-ω2的结合；为了准确确定单体亲和力，构建了206的Fab版本，通过SPR分析，以较高的偏差率估算了其与KD240±20nM的单体亲和力(2.4×10−1s−1)。

先导物的生物物理特征 图片来源：https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg4925

该研究通过SPR进行结合分析，并根据它们的解离率对六个Ab进行排名，用表现出最低解离率的克隆3.C11测试的所有克隆都观察到解离率显著降低；与改善的（较低）解离率一致，3.C11与KD88±8pM的亲和力显著改善，与亲本克隆相比改善了2700倍；3.C11随后表达为全长hIgG1并在ELISA中测试特异性结合发现，3.C11仅与HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2结合。，因此，高亲和力抗体保持了母克隆的高特异性。研究者接下来通过使用纳米级差示扫描荧光法(nanoDSF)确定它们的熔解温度来评估所有Fab片段的热稳定性发现，高亲和力变体的熔解温度比它们的母克隆略低，先导克隆3.C11具有最高的热稳定性，由于其有利的生物物理特性，3.C11作为进一步表征的主要候选物。

C11与HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2的TCR样结合模式 图片来源：https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg4925

为了解3.C11特异性和亲和力的分子基础，该研究获得了3.C11Fab片段和HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2的晶体复合物，结构分辨率为2.4-Å，该结构显示3.C11Fab以“TCR 样”对接模式结合HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2。为了表征3.C11的TCR样特征，将3.C11三元复合物的结构与S16 TCR的结构进行了比较，3.C11Fab将肽与所有CDR环接合，VL和VH质心位置与肽轴之间的角度为57°，因此，3.C11的VL和VH域分别占据了经典TCR Vα和Vβ域结合位点的位置。3.C11在HLA-DQ2.5:DQ2.5-glia-α2上的整体定位与S16三元复合物中的TCR相似，尽管3.C11VL和VH质心位置向HLA- DQ2.5α链螺旋分别比S16Vα和Vβ质心位置高3.7和6.1 Å，CDR环相对于pMHC的布局和3.C11的足迹也大致类似于S16TCR的布局，因此3.C11和S16共享大量pMHC接触残基。3.C11使用所有六个CDR环与pMHC相互作用，接触肽核心的九个氨基酸中的七个，发现这一特征表明肽具有高特异性；3.C11还与MHCα 和β链的几个残基结合，特别是IGHV1-69的强选择部分可以通过该种系片段的疏水性CDRH2与MHCα链形成强界面来解释。

虽然尚不清楚单独靶向免疫显性DQ2.5-glia-α2表位是否足以治疗CeD，但这些在T1D中使用TCR样抗体的研究是有希望的，因为它们表明高亲和力抗体抑制单个T细胞在复杂的自身免疫性疾病的临床前模型中，表位可能足以诱导更具耐受性的免疫反应并延迟疾病的发作或进展。因此，mAb3.C11有效防止T细胞活化的能力鼓励进一步研究以评估抑制、细胞毒性或诱导感染耐受性治疗CeD的治疗潜力。（生物谷 bioon）

参考文献

Rahel Frick et al. A high-affinity human TCR-like antibody detects celiac disease gluten peptide–MHC complexes and inhibits T cell activation. SCIENCE IMMUNOLOGY(2021 Aug 20) doi：https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abg4925