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调节性T细胞治疗:自身免疫性疾病另一个治疗策略 | 免疫学专题

挑食的喵 联川生物 2022-06-07

调节性T细胞作为体内重要的抑制性细胞群体,对于维持免疫环境稳态,意义重大。自然,也是炎症性疾病和自身免疫性疾病,移植排斥进行治疗的天然药物,已有多个临床项目在开展。


调节性T细胞与效应T细胞功能的区别

效应T细胞:活化后,分化成细胞毒性T细胞(CTL)通过颗粒酶,穿孔素等裂解靶细胞。

调节性T细胞:分泌IL-10,TGF-β等抑制性细胞因子,表达CTLA-4等抑制性受体,消耗IL-2等,抑制效应T细胞功能。


调节性T细胞药物的几个特点


调节性T细胞工程

1.TCR工程

抗原特异性Treg比多克隆Treg能够更有效的抑制病理性T细胞功能。通常策略:将效应T细胞的抗原特异性TCR分离出来,转染入调节性T细胞。(Treg TCR,其天然亲和力和特异性可能比较弱,所以少用)。

2.CAR工程

CAR:通过胞外靶抗原单抗可变区(ScF)结合靶抗原,胞内CD3ζ和共刺激信号结构域,传递激活信号。

CAR的使用,拓宽了靶抗原的选择范围,不再局限于MHCI和MHCII类分子递呈的抗原。

此外,Treg发挥作用,很大程度依赖旁分泌的抑制性细胞因子,而无需直接接触细胞,这是Treg区别于经典效应性T细胞(Teff)的特征。因而CAR的靶蛋白可以选择炎症环境中的细胞外蛋白,而无需细胞膜蛋白,从而只将Treg吸引至炎症部位,降低了Treg可能存在的细胞毒性副作用(文献3)。

3.抗原特异性CD4T细胞异位表达FOXP3

在抗原特异性CD4+T细胞中异位表达FOXP3,将传统CD4+T细胞转换为Treg,已经证实,这个策略,可以抑制效应细胞因子的产生,产生抑制表型。但是这种策略产生的细胞不稳定,可能会产生一些中间表型,具有效应功能。


调节性T细胞工程技术的一些问题

1.稳定性

Treg的可塑性

为了适应不同的环境,Treg展现出很强的可塑性(通过表达不同的转录因子,分化为不同的亚型)。一些研究显示,Treg可以丢失FOXP3或者FOXP3突变,丧失抑制表型,转化为致病性效应表型(文献5)。而针对表观遗传修饰的小分子(DNA甲基转移酶、组蛋白去乙酰化酶等),可以稳定Treg的遗传表型,需要进一步的临床和体内试验验证。

促炎症因子会破坏Treg的稳定性,如IL-6维持Treg/Th17稳态。高表达IL-6,会抑制TGF-β诱导的Treg分化。而针对IL-6受体的抗体药物,阻断IL-6的作用,则阻止向Th17分化,在自身免疫性疾病治疗中,有一定作用。因而基因敲除IL-6受体,或者STAT3,则有助于维持Treg的稳定性,但是IL-6信号作用广泛,敲除需谨慎。

IL-2维持Treg的存活

IL-2维持Treg细胞存活, 功能,稳定,因而低剂量注射IL-2,有助于维持Treg在体内的保留时间和功能(文献7),在一型糖尿病的临床实验中被使用(NCT02772679,T1DM Immunotherapy Using Polyclonal Tregs + IL-2 (TILT))。但是IL-2对于所有T细胞亚型都存在活化效应,容易产生副作用。也有IL-2单抗-IL-2共价结合分子,开始临床前的研究,显示可以选择性扩增Treg。

2.调节Treg功能

IL-2对于Treg存活,功能很重要,但是IL-2也会激活其他T细胞亚型。因而可以在Treg工程表达突变的IL-2Rβ,再用突变的IL-2去维持Treg的功能,则可以避免这一问题。

3.靶向组织迁移

直接注射,对于很多自身免疫性疾病不是很便利。因而可以通过工程入特定的趋化因子受体,以及针对病变区域组织特异性抗原的CAR,实现组织靶向迁移。

4.安全性

因为Treg也存在不稳定,可能转化成效应T细胞的可能性,因而同样需要考虑其安全性问题。

自杀装置

  • 工程表达非全长EGFR(tEGFR)和CAR,可以通过EGFR的抗体药物cetuximab(西妥昔单抗)清除。

  • RQR8基因,表达结合CD20表位,可以通过CD20抗体rituximab清除。

  • 分子开关(CaspaCIDe(Bellicum Pharmaceuticals开发))和CAR一起工程表达在Treg。CaspaCIDe包含Caspase9的CID结合结构域和信号结构域,通过rimiducid可以诱导细胞凋亡。

整合位点

使用病毒转基因工程技术,和染色体的随机整合,可能有潜在致癌风险。使用CRISPR–Cas9特定位点整合,可能在一定程度解决这个问题。


调节性T细胞工程技术未来的一些方向

通用型细胞治疗增加治疗可及性,生产标准化,质量易表征等特定,是每一类细胞治疗的发展方向,Treg也一样。

通过干细胞重编程,加基因编辑技术,通过iPS细胞,生产表达一系列受体的工程Treg,是未来研究的重点,也是细胞治疗在更广泛人群使用必经之路。


主要参考文献

  1. Leonardo M. R. Ferreira,et al,Next- generation regulatory T cell therapy,Nat Rev Drug Discov. 2019 Oct;18(10):749-769

  2. Caroline Raffin et al, Treg cell-based therapies: challenges and perspectives, Nat Rev Immunol . 2020 Mar;20(3):158-172.

  3. Grossman, W. J. et al. Human T regulatory cells can use the perforin pathway to cause autologous target cell death. Immunity 21, 589–601 (2004).

  4. Samstein, R. M. et al. Foxp3 exploits a pre-existent enhancer landscape for regulatory T cell lineage specification. Cell 151, 153–166 (2012).

  5. Noval Rivas, M. et al. Regulatory T cell reprogramming towards a Th2-cell-like lineage impairs oral tolerance and promotes food allergy. Immunity 42, 512–523 (2015).

  6. Kimura, A. & Kishimoto, T. IL-6: regulator of Treg/Th17 balance. Eur. J. Immunol. 40, 1830–1835 (2010).

  7. Ito, S. et al. Ultra-low dose interleukin-2 promotes immune-modulating function of regulatory T cells and natural killer cells in healthy volunteers. Mol. Ther. 22, 1388–1395 (2014).

  8. Spangler, J. B. et al. Engineering a single-agent cytokine/antibody fusion that selectively expands regulatory T cells for autoimmune disease therapy. J. Immunol. 201, 2094–2106 (2018).

  9. Sockolosky, J. T. et al. Selective targeting of engineered T cells using orthogonal IL-2 cytokine–receptor complexes. Science 359, 1037–1042(2018).


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