CAR-T細(xì)胞療法7項(xiàng)研究進(jìn)展

CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，即嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法。該療法是一種出現(xiàn)了很多年但近幾年才被改良使用到臨床中的新型細(xì)胞療法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著的療效，被 認(rèn)為是有前景的腫瘤治療方式之一。正如所有的技術(shù)一樣，CAR-T技術(shù)也經(jīng)歷一個(gè)漫長的演化過程，正是在這一系列的演化過程中，CAR-T技術(shù)逐漸走向成熟。

這種新的治療策略的關(guān)鍵之處在于識(shí)別靶細(xì)胞的被稱作嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor, CAR）的人工受體，而且在經(jīng)過基因修飾后，病人T細(xì)胞能夠表達(dá)這種CAR。在人體臨床試驗(yàn)中，科學(xué)家們通過一種類似透析的過程提取出病人體內(nèi)的一些T細(xì)胞，然后在實(shí) 驗(yàn)室對它們進(jìn)行基因修飾，將編碼這種CAR的基因?qū)?，這樣這些T細(xì)胞就能夠表達(dá)這種新的受體。這些經(jīng)過基因修飾的T細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行增殖，隨后將它們灌注回病人體內(nèi)。這些T細(xì)胞利用它們表達(dá)的CAR受體結(jié)合到靶細(xì)胞表面上的分子，而這種結(jié)合觸發(fā)一種內(nèi)部信號(hào)產(chǎn) 生，接著這種內(nèi)部信號(hào)如此強(qiáng)效地激活這些T細(xì)胞以至于它們快速地摧毀靶細(xì)胞。

近年來，CAR-T免疫療法除了被用來治療急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，經(jīng)改進(jìn)后，也被用來治療實(shí)體瘤、自身免疫疾病、HIV感染和心臟病等疾病，具有更廣闊的應(yīng)用空間?；诖?，針對CAR-T 細(xì)胞療法取得的新進(jìn)展，小編進(jìn)行一番盤點(diǎn)，以饗讀者。

1.JITC：靶向αvβ3的CAR-T細(xì)胞有望治療致命性腦瘤

一項(xiàng)新的研究可能在治療兩種致命性腦瘤--膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma, GBM）和彌漫型內(nèi)因性橋腦膠質(zhì)瘤（diffuse intrinsic pontine glioma, DIPG）--方面引發(fā)變革，同時(shí)也可能更好地治療其他實(shí)體瘤。

這項(xiàng)新的研究重點(diǎn)關(guān)注兩種缺乏有效治療手段的腦瘤---GBM和DIPG。平均來說，只有不到7%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者能存活5年，而對于兒童來說，DIPG的預(yù)期壽命在診斷后僅為9個(gè)月。

這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)了這些實(shí)體腦瘤的弱點(diǎn)，這些弱點(diǎn)可能使CAR-T細(xì)胞免疫療法對它們也有效。這些作者通過流式細(xì)胞儀發(fā)現(xiàn)患者來源的DIPG細(xì)胞和GBM細(xì)胞系在細(xì)胞表面上表達(dá)高水平的αvβ3，而通過RNA測序和蛋白芯片發(fā)現(xiàn)，αvβ3在正常組織上的表達(dá)量很小?；谶@一發(fā)現(xiàn)，他們構(gòu)建出靶向αvβ3的CAR-T細(xì)胞（下稱αvβ3 CAR-T）。αvβ3 CAR-T細(xì)胞在細(xì)胞毒性試驗(yàn)以及在原位和立體定向植入DIPG和GBM腫瘤到NSG小鼠大腦的相關(guān)位置的體內(nèi)模型中都表現(xiàn)出高效的抗原特異性腫瘤細(xì)胞殺傷力。由于CAR-T的全身性細(xì)胞增殖和長效持久性，它們的抗腫瘤反應(yīng)是快速和強(qiáng)大的。腫瘤清除后，可檢測到TCF-1+ αvβ3 CAR-T細(xì)胞，這強(qiáng)調(diào)了它們持續(xù)存在并進(jìn)行自我更新的能力。

2.Mol Ther：抑制EBAG9可增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤功能，同時(shí)降低副作用

doi:10.1016/j.ymthe.2022.07.009

一個(gè)月前，來自德國亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)馬克斯-德布呂克分子醫(yī)學(xué)中心（MDC）的Armin Rehm博士和Uta H?pken博士及其團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)發(fā)表在JCI Insight雜期刊上的研究中發(fā)現(xiàn)關(guān)閉小鼠體內(nèi)的EBAG9基因?qū)е聦Π┌Y的免疫反應(yīng)持續(xù)增加（JCI Insight, 2022, doi:10.1172/jci.insight.155534）。這些小鼠還產(chǎn)生更多的記憶T細(xì)胞。記憶T細(xì)胞是我們免疫記憶的一部分，使我們的免疫系統(tǒng)在再次遇到之前遇到的癌癥抗原后能夠作出更好的免疫反應(yīng)。

如今，在一項(xiàng)新的研究中，這些作者還在體外的人類CAR-T細(xì)胞中證實(shí)了這些關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。他們指出，這是邁向治療應(yīng)用的道路上決定性的一步。相關(guān)研究結(jié)果于2022年7月12日在線發(fā)表在Molecular Therapy期刊上，論文標(biāo)題為“EBAG9-silencing exerts an immune checkpoint function without aggravating adverse effects”。Rehm說，“關(guān)閉EBAG9使身體能夠更早、更地消滅腫瘤細(xì)胞。除了實(shí)現(xiàn)更持久的治療效果外，這也可能創(chuàng)造出真正的機(jī)會(huì)?！?/span>

基于他們在動(dòng)物模型和使用人類細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)，這些作者如今知道，解除EBAG9對免疫細(xì)胞的抑制是非常有效的，并且不會(huì)比傳統(tǒng)的CAR-T細(xì)胞療法引起更多的副作用。Rehm說，“我們?nèi)缃裥枰竽懙呐R床醫(yī)生和資助臨床研究的合作伙伴。如果一切順利的話，使用EBAG9沉默的CAR-T細(xì)胞的療法可能在短短兩年內(nèi)就能為患者所用?！?/span>

3.eLife：對嵌合抗原受體的跨膜結(jié)構(gòu)域進(jìn)行改造，可降低CAR-T細(xì)胞的副作用

doi:10.7554/eLife.75660

作為一種新的免疫療法，CAR-T細(xì)胞療法能增強(qiáng)患者的殺傷性T細(xì)胞來攻擊和消除癌癥。它對某些血癌的療效可高達(dá)90%，甚至能使一些患者得到長期緩解。但一個(gè)重要的限制是該療法的有害副作用，大約50%的患者會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的并發(fā)癥。

在一項(xiàng)新的研究中，來自以色列魏茨曼科學(xué)研究所、澳大利亞沃爾特-伊莉莎-霍爾醫(yī)學(xué)研究所、墨爾本大學(xué)和拉籌伯大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種潛在地減少CAR-T細(xì)胞療法的副作用的方法，這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)克服這種開創(chuàng)性療法的大局限。為此，他們利用這種一種方法確定了一個(gè)“黃金”窗口，在安全和療效之間取得平衡。他們的方法對這種免疫療法中使用的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行了微調(diào)，使其活性足以消除癌癥，但又不至于強(qiáng)到產(chǎn)生副作用。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在eLife期刊上，論文標(biāo)題為“De novo-designed transmembrane domains tune engineered receptor functions”。論文通訊作者為沃爾特-伊莉莎-霍爾醫(yī)學(xué)研究所的Matthew Call副教授、Melissa Call副教授和魏茨曼科學(xué)研究所的Sarel J Fleishman。

目前還沒有辦法可靠地預(yù)測CAR-T細(xì)胞療法對患者的作用有多強(qiáng)。以前的研究試圖通過靶向這種人工傳感蛋白的末端部分來微調(diào)T細(xì)胞，這些末端部分要么與癌細(xì)胞結(jié)合，要么指示T細(xì)胞進(jìn)行殺傷。與此不同的是，在這項(xiàng)新的研究中，這些作者研究完全重新設(shè)計(jì)這種人工傳感蛋白（即CAR）的中間部分：跨膜結(jié)構(gòu)域（transmembrane domain, TMD）。具體而言，他們開發(fā)出一種產(chǎn)生程序化膜蛋白（programmed membrane protein, proMP）---通過計(jì)算定義的和晶體學(xué)驗(yàn)證的界面進(jìn)行自我組裝的單通道α螺旋TMD---的從頭設(shè)計(jì)策略。他們用這些proMP將特定的低聚體相互作用編程到CAR中，并在小鼠初級(jí)T細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CAR-T細(xì)胞的體外細(xì)胞因子釋放和體內(nèi)抗腫瘤活性都與CAR TMD編碼的低聚體狀態(tài)（從單體到四聚體）呈線性關(guān)系。相對于常用的CD28 TMD，所有利用程序化的CAR刺激T細(xì)胞細(xì)胞因子釋放大大降低。

這些作者利用魏茨曼科學(xué)研究所的計(jì)算專長，將天然免疫傳感蛋白的片段與定制設(shè)計(jì)的合成元件拼接在一起，以產(chǎn)生新的回路，可用于調(diào)整和評(píng)估效力的變化。Matthew說，“專注于這種人工傳感蛋白的中間連接片段使我們能夠生成不同版本的CAR，我們知道這些CAR更強(qiáng)或更弱，這使我們能夠根據(jù)患者的效力要求定制它們。能夠可預(yù)測地調(diào)整這種T細(xì)胞的活性，大大拓寬了我們的研究范圍，與以前的研究不同的是，因?yàn)槲覀儼邢虼嬖谟诿恳环N免疫療法情況下的某些靶標(biāo)。我們可以建立適用于任何使用CAR-T細(xì)胞免疫療法治療癌癥的規(guī)則?！?/span>

4.Cancer Discov：構(gòu)建單細(xì)胞框架，有可能改善CAR-T細(xì)胞療法

doi:10.1158/2159-8290.CD-21-1508

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國圣猶大兒童研究醫(yī)院的研究人員證實(shí)在某些情況下，可以在治療前預(yù)測殺死癌癥的嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞（CAR-T）的長期表現(xiàn)。該研究提供了一個(gè)獨(dú)特的基于細(xì)胞測序的框架來衡量和改善CAR-T細(xì)胞免疫療法的性能。相關(guān)研究結(jié)果于2022年7月6日在線發(fā)表在Cancer Discovery期刊上，論文標(biāo)題為“Common trajectories of highly effective CD19-specific CAR T cells identified by endogenous T cell receptor lineages”。

這些作者利用實(shí)驗(yàn)室中的先進(jìn)技術(shù)，在準(zhǔn)備用于治療的全部CAR-T細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)了一小部分CAR-T細(xì)胞在輸注給急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL）患兒時(shí)產(chǎn)生了大部分持久的抗癌活性。他們創(chuàng)建的這種方法框架可作為改進(jìn)其他CAR-T細(xì)胞療法的模板，為駕馭這些免疫療法的復(fù)雜性提供指導(dǎo)。

論文通訊作者、圣猶大兒童研究醫(yī)院免疫學(xué)系的Paul Thomas博士說，“這是一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。似乎是輸注前CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品中的少數(shù)細(xì)胞實(shí)際上對患者的抗腫瘤反應(yīng)有貢獻(xiàn)?！?/span>

5.Nat Biotechnol：開發(fā)出一種新的三維成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)觀察T細(xì)胞免疫療法的作用機(jī)制

doi:10.1038/s41587-022-01397-w

在一項(xiàng)新的研究中，來自荷蘭烏特勒支大學(xué)、馬克西瑪公主兒童腫瘤學(xué)中心和Oncode研究所的研究人員開發(fā)出一種新的三維成像技術(shù)，它可以讓人們實(shí)時(shí)觀察T細(xì)胞免疫療法的工作模式。T細(xì)胞免疫療法已經(jīng)在一些白血病兒童身上取得了可喜的成果?？茖W(xué)家們計(jì)劃利用這種新的成像技術(shù)來改善針對實(shí)體瘤的T細(xì)胞療法。相關(guān)研究結(jié)果于2022年7月25日在線發(fā)表在期刊上，論文標(biāo)題為“Uncovering the mode of action of engineered T cells in patient cancer organoids”

T細(xì)胞療法，如CAR-T細(xì)胞療法，是一種有前途的免疫療法，在治療白血病兒童方面已經(jīng)顯示出效果。這類療法利用人體自身的免疫系統(tǒng)：T細(xì)胞。作為一種白細(xì)胞，T細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中接受基因改造后以有針對性的方式攻擊腫瘤。人們也在尋求有效的T細(xì)胞療法來治療實(shí)體瘤，如神經(jīng)母細(xì)胞瘤、肉瘤和腎臟腫瘤。然而，為了提高其臨床療效，我們需要更好地了解T細(xì)胞的實(shí)體瘤靶向行為。這就是為什么在馬克西瑪公主兒童腫瘤學(xué)中心專門從事三維成像的Anne Rios博士實(shí)驗(yàn)室與烏特勒支大學(xué)的T細(xì)胞治療專家和小組負(fù)責(zé)人Zsolt Sebestyén博士和Jürgen Kuball教授博士，以及馬克西瑪公主兒童腫瘤學(xué)中心類器官專家訪問研究員Hans Clevers教授博士小組合作。

在這項(xiàng)新的研究中，Rios實(shí)驗(yàn)室的Florijn Dekkers博士和Maria Alieva博士開發(fā)出一種成像和分析技術(shù)：BEHAV3D，可以實(shí)時(shí)地和三維地分析T細(xì)胞療法和迷你實(shí)體瘤（也被稱為腫瘤類器官）之間的相互作用。Dekkers說，“這種方法的獨(dú)特之處在于，我們是通過研究T細(xì)胞的行為來觀察細(xì)胞療法的療效。我們總共研究了超過15萬個(gè)接受過基因改造的T細(xì)胞的行為。這揭示了行為的巨大變化，比非常有效的行為，如連續(xù)殺死多個(gè)腫瘤細(xì)胞，但也有無效的行為，細(xì)胞只是無所事事。這向我們表明，通過促進(jìn)有效的腫瘤靶向行為，有提高臨床療效的空間?！?/span>

6.Science：揭示γδT細(xì)胞在結(jié)直腸瘤中起著兩面人的作用

doi:10.1126/science.abj8695

結(jié)直腸瘤中充斥著白細(xì)胞，但這些細(xì)胞是幫助還是阻礙了這種癌癥的發(fā)生，這一點(diǎn)在科學(xué)界引起了激烈的爭論。一些研究已表明，白細(xì)胞英勇地限制了腫瘤的生長并對抗結(jié)直腸癌，但同樣令人信服的證據(jù)表明，白細(xì)胞是惡性的同謀者---助長結(jié)直腸瘤并協(xié)助它擴(kuò)散。

如今，一項(xiàng)新的研究闡明了這些腸道白細(xì)胞，即gamma delta T細(xì)胞（γδT細(xì)胞），在結(jié)直腸癌中的作用。它證實(shí)γδT細(xì)胞是一把雙刃劍：它們在早期腫瘤中起著抑制作用，但隨著腫瘤進(jìn)展，它們會(huì)發(fā)生生化變化并改變立場，促進(jìn)腫瘤生長。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步闡明了γδT細(xì)胞在腫瘤生長中的作用，并可能為結(jié)直腸癌的治療開辟新的途徑。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年7月15日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“TCR-Vγδ usage distinguishes protumor from antitumor intestinal γδ T cell subsets”。

論文共同通訊作者、洛克菲勒大學(xué)Daniel Mucida實(shí)驗(yàn)室的研究助理Bernardo Reis說，“生活在腸道中的γδT細(xì)胞起到了防止腫瘤形成的作用。但是一旦腫瘤形成，腸道γδT細(xì)胞群體就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)入腫瘤，并促進(jìn)腫瘤生長。”

在結(jié)直腸癌小鼠模型中，Reis及其同事們從患有早期腫瘤的小鼠的腸道和患有晚期癌癥的小鼠的腫瘤中提取γδ T細(xì)胞。在比較這兩種來源的所謂相同的細(xì)胞時(shí)，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)它們之間存在巨大的分子差異。例如，這兩類γδ T細(xì)胞擁有不同的T細(xì)胞受體。此外，進(jìn)入腫瘤的γδ T細(xì)胞產(chǎn)生了IL-17，即一種通常在應(yīng)對感染時(shí)促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子。然而，在腫瘤微環(huán)境中，IL-17起著促進(jìn)疾病的作用：刺激腫瘤生長，并招募其他細(xì)胞來幫助隱藏腫瘤，使其不受免疫系統(tǒng)的影響。Reis說，“這些γδ T細(xì)胞已完全改變了?！贝送猓麄冞€發(fā)現(xiàn)這兩類γδ T細(xì)胞在T細(xì)胞受體Vγδ編碼基因的使用方面存在差異：進(jìn)入腫瘤的γδ T細(xì)胞（具有促進(jìn)腫瘤生長的作用）使用Vγ4/Vγ6，而腫瘤周圍的腸道駐留γδ T細(xì)胞（具有抗腫瘤作用）使用Vγ1/Vγ7。

為了證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)，這些作者隨后使用CRISPR基因編輯技術(shù)有選擇地從γδ T細(xì)胞中去除T細(xì)胞受體，使它們的作用從抗腫瘤變?yōu)榇龠M(jìn)腫瘤，或者利用這種基因編輯技術(shù)有選擇地從γδ T細(xì)胞中添加T細(xì)胞受體，使它們的作用從促進(jìn)腫瘤變?yōu)榭鼓[瘤。通過這種方式，他們成功地增加了小鼠模型中腫瘤的數(shù)量，或者縮小了腫瘤的大小。Reis說，“當(dāng)我們剔除原始γδ T細(xì)胞時(shí)，小鼠病得更加嚴(yán)重。而當(dāng)我們剔除侵入腫瘤的γδ T細(xì)胞時(shí)，腫瘤縮小了。”

7.JITC：科學(xué)家或有望利用數(shù)學(xué)模型來解釋癌癥患者對免疫療法的反應(yīng)

doi:10.1136/jitc-2022-005107

能激活免疫系統(tǒng)尋找并殺滅癌細(xì)胞的免疫療法能大大改善很多實(shí)體瘤患者的治療效果，然而，仍然有一部分患者無法從這類療法中獲益，目前并沒有免疫生物標(biāo)志物能解釋有類似疾病和疾病特征的患者為何會(huì)出現(xiàn)不同的治療結(jié)果，近日，一篇發(fā)表在國際雜志Journal for ImmunoTherapy of Cancer上題為“Rethinking the immunotherapy numbers game”的研究報(bào)告中，來自Moffitt癌癥研究中心等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了如何利用數(shù)學(xué)模型來分析不同癌癥療法對腫瘤和免疫細(xì)胞動(dòng)態(tài)學(xué)變化的影響，同時(shí)還能幫助預(yù)測個(gè)體化癌癥療法的治療結(jié)果。

眾所周知，癌細(xì)胞群和周圍免疫環(huán)境之間的相互作用或會(huì)影響癌癥的發(fā)生和進(jìn)展，以及患者對免疫療法的反應(yīng)，有些患者對免疫療法的反應(yīng)很好，而其它患者則不然，目前研究人員并不清楚這些患者之間的差異。研究者Rebecca Bekker說道，就好像早期癌癥和晚期疾病的治療方式不同一樣，免疫參與程度不同的腫瘤或許需要非常不同的治療手段。

為此，研究人員就想通過研究來改善對腫瘤和免疫細(xì)胞相互作用的理解，從而幫助預(yù)測患者的治療結(jié)局并識(shí)別出佳的治療手段，知曉這些動(dòng)態(tài)學(xué)變化非常復(fù)雜，且難以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行研究，研究人員采用了另外一種方法，借助數(shù)學(xué)建模來對這些相互作用進(jìn)行概念化分析，他們開發(fā)了一種新型模型來模擬隨著時(shí)間延續(xù)腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞組合之間所有可能的相互作用，其中包括腫瘤生長和消除的速率，以及免疫細(xì)胞招募和耗竭的相關(guān)參數(shù)等，這種模型后的結(jié)果要么是出現(xiàn)免疫逃逸（即腫瘤細(xì)胞增長到其大潛力），要么就是通過免疫細(xì)胞的抗腫瘤活性來控制腫瘤。

隨后研究人員利用這種模型來模擬并預(yù)測不同類型療法的治療結(jié)局，包括影響腫瘤細(xì)胞或免疫細(xì)胞群尺寸的細(xì)胞毒性化療和基于細(xì)胞的免疫療法，以及影響腫瘤和免疫細(xì)胞群體之間相互作用性質(zhì)的免疫檢查點(diǎn)抑制劑，同時(shí)研究人員還解決了組合性療法的治療潛在結(jié)局。這種模型或能幫助分析如何讓不同療法進(jìn)行組合，從而通過對腫瘤細(xì)胞群進(jìn)行免疫細(xì)胞控制來為患者實(shí)現(xiàn)佳的治療效果，未來，研究人員希望這種新型數(shù)學(xué)模型能在臨床中使用來幫助預(yù)測患者對療法的反應(yīng)并指導(dǎo)療法的進(jìn)行。研究者Heiko Enderling說道，數(shù)學(xué)抽象腫瘤學(xué)研究或能提供一種新型有潛力的方法來分析不同癌癥療法對患者腫瘤和局部免疫環(huán)境的影響效應(yīng)，并能提供一種新機(jī)會(huì)來重新思考免疫治療的游戲規(guī)則。