盡管嵌合抗原受體T(CAR-T)細(xì)胞療法已被證明具有治療B細(xì)胞惡性腫瘤的高應(yīng)答率和持久的疾病控制能力。然而,在實(shí)體瘤的情況下,CAR-T細(xì)胞顯示出有限的功效,這部分歸因于CAR信號(hào)傳導(dǎo)的固有缺陷。但是具體機(jī)制并不清楚。
基于此,來(lái)自清華大學(xué)免疫學(xué)研究所林欣教授團(tuán)隊(duì)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),構(gòu)建了一個(gè)雙鏈嵌合受體,稱為合成T細(xì)胞受體(TCR)和抗原受體(STAR),它結(jié)合了抗體的抗原識(shí)別結(jié)構(gòu)域和參與內(nèi)源CD3信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制的TCR恒定區(qū)。在無(wú)抗原條件下,STAR不會(huì)觸發(fā)強(qiáng)直信號(hào),據(jù)報(bào)道這種信號(hào)會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)CAR-T細(xì)胞衰竭。受到抗原刺激后,STAR會(huì)介導(dǎo)強(qiáng)而敏感的TCR樣信號(hào)傳導(dǎo),與傳統(tǒng)的28zCAR-T細(xì)胞相比,Aβ和STAR-T細(xì)胞對(duì)功能障礙的敏感性更小,并且增殖效果更好。相關(guān)研究成果在以“Chimeric STAR receptors using TCR machinery mediate robust responses against solid tumors”為題在線發(fā)表在《Science Translational Medicine 》雜志上。
研究人員使用了臨床相關(guān)的同系鼠CD19 +前B細(xì)胞ALL模型,其導(dǎo)致在免疫活性小鼠中迅速致死性,可以通過用第二代CAR轉(zhuǎn)導(dǎo)的T細(xì)胞根除,該第二代CAR具有靶向鼠CD19的CD28共刺激域。用該鼠CD19 CAR轉(zhuǎn)導(dǎo)的純化CD4 +和CD8 + T細(xì)胞(分別為CAR4和CAR8細(xì)胞)在體外表現(xiàn)出對(duì)CD19 + ALL的等效細(xì)胞毒性。與CD19 + ALL體外共培養(yǎng)后,CAR4細(xì)胞產(chǎn)生明顯更多的干擾素-γ(IFN-γ)(P = 0.0014),白介素-2(IL-2)(P <0.0001),腫瘤壞死因子-α(TNF- α)(P <0.0001),IL-6(P <0.0001)和IL-4(P <0.0001)。相反,CAR8細(xì)胞產(chǎn)生更高水平的免疫抑制細(xì)胞因子IL-10(P <0.0001)。
為了確定內(nèi)源性TCR信號(hào)的上CAR的T細(xì)胞在體內(nèi)的功效的影響,研究人員繼續(xù)轉(zhuǎn)移HY-特定CAR4和CAR8細(xì)胞從供體為白血病軸承雄性(HY +)和雌性(HY - )小鼠。HY特異性CAR4細(xì)胞可在女性和男性接受者中根除白血病,存活期超過100天。相比之下,HY特異性CAR8細(xì)胞可清除女性受體中的白血病,但相對(duì)于HY +受體中的模擬(活化和未轉(zhuǎn)導(dǎo))T細(xì)胞,無(wú)法延長(zhǎng)生存期。在第7天,接受HY特異性CAR8細(xì)胞治療的男性接受者中確認(rèn)到進(jìn)行性CD19 +白血病和第14天。總之,這些數(shù)據(jù)表明,CAR T細(xì)胞保留了通過內(nèi)源性TCR對(duì)抗原作出反應(yīng)的能力,但通過TCR進(jìn)行的信號(hào)傳導(dǎo)削弱了CAR8細(xì)胞在體內(nèi)消除白血病的能力,從而暴露了CAR4和CAR8細(xì)胞之間固有的生物學(xué)差異。
接下來(lái),研究人員測(cè)量了TCR抗原對(duì)CAR4和CAR8細(xì)胞擴(kuò)增的影響。增強(qiáng)HY-特定CAR4膨脹主要出現(xiàn)在白血病承載HY +相比HY接收者-接收者,而TCR抗原的存在導(dǎo)致HY-特定CAR8細(xì)胞的百分比降低的膨脹。此外,HY-特定CAR8細(xì)胞HY包含顯著更高量裂解的caspase 3/7 +接受者相比HY -收件人(P <0.0001)。相反,添加了TCR信號(hào)后,HY特異性CAR4細(xì)胞中裂解的半胱天冬酶3/7沒有變化。這些結(jié)果表明,同時(shí)的CAR和TCR刺激會(huì)通過增加凋亡來(lái)限制CAR8細(xì)胞的擴(kuò)增。
最后,研究人員評(píng)估了在TCR刺激下,力竭是否有助于CAR8細(xì)胞清除不良的白血病。在患有白血病的女性受體中,與內(nèi)源性T細(xì)胞(CD45.1 +)相比,HY特異性CAR4和CAR8細(xì)胞在CAR刺激后表達(dá)更高水平的PD-1和LAG3 。雄性受體小鼠中TCR抗原的存在并未進(jìn)一步增加HY特異性CAR4細(xì)胞上PD-1或LAG3的水平。然而,TCR和CAR抗原的存在驅(qū)使在同一只小鼠中HY特異性CAR8上PD-1和LAG3的表達(dá)增加。總體而言,這些結(jié)果表明,定量和定性缺陷都可能在同時(shí)通過TCR刺激時(shí)在消除白血病中導(dǎo)致CAR8細(xì)胞衰竭。
綜上所述,STAR-T細(xì)胞顯示出比CAR-T細(xì)胞更高的抗原敏感性,具有降低臨床使用中抗原損失引起的腫瘤復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的潛力。在多個(gè)實(shí)體瘤模型中,STAR-T細(xì)胞明顯勝過BBzCAR-T細(xì)胞,并且對(duì)28zCAR-T細(xì)胞產(chǎn)生更好或相等的抗腫瘤作用,而不會(huì)引起明顯的毒性。具有天然TCR樣信號(hào)傳導(dǎo)賦予的這些有利特征,STAR-T細(xì)胞可在治療難治性實(shí)體瘤中提供臨床益處。
參考文獻(xiàn)
1、Liu, Yue et al. “Chimeric STAR receptors using TCR machinery mediate robust responses against solid tumors.” Science translational medicine vol. 13,586 (2021): eabb5191. doi:10.1126/scitranslmed.abb5191
2、Yang, Yinmeng et al. “TCR engagement negatively affects CD8 but not CD4 CAR T cell expansion and leukemic clearance.” Science translational medicine vol. 9,417 (2017): eaag1209. doi:10.1126/scitranslmed.aag1209
3、Blaeschke, Franziska et al. “Induction of a central memory and stem cell memory phenotype in functionally active CD4+ and CD8+ CAR T cells produced in an automated good manufacturing practice system for the treatment of CD19+ acute lymphoblastic leukemia.” Cancer immunology, immunotherapy : CII vol. 67,7 (2018): 1053-1066. doi:10.1007/s00262-018-2155-7
來(lái)源:醫(yī)學(xué)論壇網(wǎng)