癌症免疫疗法的兴起为广大癌症患者带来了新的希望,而CAR的嵌合抗原受体 (chimeric antigen receptor)T细胞(简称为CAR-T 细胞) 更是为癌症精准治疗做出巨大贡献。CAR-T细胞是通过对T细胞进行改造和扩增,让T细胞拥有可以直接识别癌细胞的能力,从而可以轻松的找到并杀死癌细胞,这种新型的肿瘤精准靶向疗法,具有精准、快速和高效的特点,近几年在肿瘤治疗上取得飞速的发展。
CAR-T细胞治疗在血液系统恶性肿瘤中取得了显著的成功,但目前在实体肿瘤中仍然无效,部分原因是CAR-T细胞在实体肿瘤微环境中发生细胞衰竭的过程。T细胞耗竭就是指常见慢性感染和癌症患者体内T细胞功能丧失,由于长期暴露于持续性抗原或慢性炎症,疲惫的T细胞逐渐失去效应功能,记忆T细胞特征也开始缺失。然而,科学家们对T细胞衰竭过程的认知还不够,更多的分子细节仍有待进一步的阐明。
近日,在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚医学院、CAR-T细胞疗法的创始人之一的 Carl June 团队在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表题为“An NK-like CAR T cell transition in CAR T cell dysfunction”的论文。研究人员阐明了T细胞衰竭的关键分子细节,并指出了克服这一过程的具体策略。
图1 CAR-T细胞在接受抗原刺激过程中逐渐出现衰竭现象
在这项新研究中,研究人员开发了一个在实验室环境下的T细胞衰竭模型,以便更深入地研究它,希望找到逆转它的方法。他们使用一种叫做间皮素的细胞标记物来改造CAR-T细胞,这种标记物发现于胰腺和其他一些肿瘤的表面,并使T细胞暴露于表达间皮素的胰腺肿瘤细胞四周。T细胞表现出典型的衰竭迹象的同时也表现出新的衰竭现象,这些新的衰竭现象包括一些T细胞身份发生改变:从T细胞部分转换为NK样细胞。在来自癌症患者的耗竭CAR-T细胞中也发现了类似T细胞向NK样细胞转变的现象。
图2 在T细胞衰竭模型中,CAR-T细胞转变为NK样T细胞
更重要的是,研究者们观察到CAR-T细胞的耗竭伴随着ID3和SOX4两种蛋白质的水平激增,这两种蛋白是免疫细胞中大量基因的主开关。进一步的研究结果表明,沉默这些明显的T细胞耗竭开关能够让耗竭的CAR-T细胞在长时间暴露于肿瘤细胞后仍然保持其肿瘤杀伤效果。这些发现表明,抑制ID3和SOX4可能有助于CAR-T细胞更好地对抗实体肿瘤。
图3 CAR-T细胞的衰竭伴随着ID3和SOX4表达量的激增
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院病理学和检验医学系免疫治疗终身教授、宾夕法尼亚大学艾布拉姆森癌症中心细胞免疫治疗中心主任、研究共同资深作者Carl June博士说:“这让我们离下一代CAR-T细胞疗法更近了一步,这种疗法将更有效地对抗实体肿瘤。
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