兩篇《Nature Methods》教你訓練免疫系統增強對癌症和感染等疾病的抵抗力

加州理工大學的科學家已經開發了快速確定T細胞靶點的新方法。

被三個T細胞包圍的癌細胞

人體的免疫系統就像一支龐大的特種部隊。被稱為T細胞的細胞單打獨鬥地識別特定入侵者，如流感病毒或沙門氏菌。確定特定T細胞靶點也是設計癌症個性化治療和開發疫苗的一個關鍵步驟。現在，加州理工大學的科學家已經開發除了兩種快速確定T細胞靶點的新方法。

這項工作由David Baltimore實驗室完成，並在1月28日的《Nature Methods》發表了兩篇論文。

一個被病原體（例如流感病毒）感染了的細胞會在細胞表面顯示入侵者的部分遺傳物質，就像揮舞著一面紅色的旗幟告訴其他細胞它內部發生了什麼。這些標記被稱為「抗原」，由細胞表面的MHCs蛋白呈現，每只T細胞專門識別不同的抗原。當T細胞發現MHC復合物身上的靶標抗原時，就會與之結合併破壞細胞。

一個人身上平均有100萬到500萬個獨特的T細胞，靶標是各種各樣無數病原體。雖然科學家們可以描述T細胞受體的功能和分子組成，但很難確定受體們都可以識別哪些靶標。事實上，我們已知的T細胞抗原不足1000對。

現在，在Baltimore 實驗室的博後學者Alok Joglekar和Guideng Li帶領下，他們開發了兩種新方法來確定T細胞的特異性識別靶標。

第一種方法，科學家們為MHCs附著一些信號域（signaling domains）蛋白。新的復合物被命名為信號和抗原呈遞雙功能受體（signaling and antigen-presenting bifunctional receptor，SABR），可以向細胞發送一個信號，使其在被相應的T細胞結合以後發出綠色熒光。然後，研究人員提供數千種不同的抗原讓SABR加工並將它們與各種T細胞結合。只有面對正確的抗原，細胞才會發出綠色熒光，如此，研究人員就可以找到T細胞的正確靶標抗原。

第二種方法利用了胞啃（trogocytosis），一種免疫細胞具有的吞噬機制。當T細胞與其靶細胞結合在一起並交換其表面蛋白質時就會發生胞啃。雖然科學家們還不知曉為什麼會發生胞啃，但是Baltimore實驗室的研究人員發現這種自然現象卻可以用來指示T細胞的靶標。

研究人員製作了一個抗原呈遞細胞池，每個細胞都顯示一種獨特的抗原，然後將它們與目的受體一起暴露在T細胞中。只有通過胞啃，呈現正確抗原的細胞才能獲得T細胞標記。隨後，與T細胞相應的抗原才可以被T細胞表面的標記識別。

了解抗原-T細胞對開發癌症疫苗和設計癌症個體化治療至關重要。因為，抗原也可能是癌症的特徵。世界上沒有兩種完全相同的癌症，因為癌細胞生長得如此迅速，變異同樣迅速。理想情況下，科學家從一位患者的腫瘤樣本中分離出T細胞，然後使用新文章提供的方法之一來尋找T細胞所靶向的抗原，確立這些靶標以後，研究人員就可以有針對性地增強患者自身免疫系統，幫助其更好地對抗癌症。