Nature重磅：异体CAR-T能够有效杀灭T细胞恶性肿瘤，同时维持正常免疫功能丨医麦黑科技
今天是2017年11月20日
农历十月初三
医麦客：消除癌性T细胞同时避免伤及健康T细胞
2017年11月20日/医麦客 eMedClub/--11月15日，《Nature》杂志上在线发表了一篇重磅论文：PD-1抑制剂免疫疗法在T细胞非霍奇金淋巴瘤(T-NHL)的癌症小鼠模型中，非但没发挥抗癌作用，而且还促进了肿瘤的进展。
结果似乎是意料之中，毕竟在T-NHL中，T细胞本就是肿瘤细胞。而正常情况下，PD-1与其配体结合会抑制癌性T细胞的增殖，那么当PD-1基因发生突变或者用药物抑制了PD-1的活性后，对应的则是激活癌性T细胞的活性。
a：PD-1在T细胞表面表达，当它与肿瘤细胞表达的配体结合后，PD-1信号会使T细胞失活，阻止对抗肿瘤的免疫反应
b：在T细胞非霍奇金淋巴瘤小鼠模型中，PD-1信号会阻止癌性T细胞的增殖，而抗PD-1治疗能够通过重新激活癌性T细胞，并使它们继续增殖，加速癌症进展(图片来源 Nature)
所以说，在当前的癌症治疗领域，能够“一手遮天治疗”的免疫疗法似乎在T细胞肿瘤这里栽了个大跟头！既然PD-1/PD-L1不行，那CAR-T能行吗？
用T细胞攻击T细胞，确定不是玩笑？
众所周知，目前，针对B细胞恶性肿瘤的anti-CD19 CAR T已经成为了癌症治疗领域中的最重磅进展之一：大多数具有晚期和难治性B-ALL的患者获得持续缓解，相比较而言，慢性淋巴细胞性白血病和弥漫性大B细胞淋巴瘤中的有效率要稍低一些。(诺华的Kymriah和Kite的Yescarta已经获批上市)
鉴于B细胞和T细胞恶性肿瘤的表现和性质相似，CAR T细胞可能在治疗T细胞淋巴瘤方面具有相似的价值。然而，靶向于T细胞恶性肿瘤的泛T细胞抗原(伴随着正常T细胞的永久损失)却是令人望而却步的毒性。
虽然，在此之前，已经有科学家提出了针对T细胞靶标的CAR-T疗法，但不幸的是，在临床使用上，具有不可接受的免疫抑制性。毕竟针对这类T细胞恶性肿瘤的治疗面临着一个关键挑战：在能够消除癌性T细胞的同时避免伤及健康T细胞！
听起来似乎有点扯淡……，但事实告诉你，没有什么不可能的！
T细胞肿瘤
anti-TRBC1 CAR T
自从2016年为开发新一代CAR-T疗法募集超一亿美元，Autolus公司慢慢进入大众视野。作为从伦敦大学学院剥离而出的一家新兴生物技术公司，Autolus有着不小的目标，致力于开发出比如今已经上市的或处于申请阶段的CAR-T疗法更安全有效的新一代疗法用于治疗血液瘤以及实体瘤。
近日，该公司在权威学术期刊《Nature Medicine》上发表了一篇重磅文章，详细阐述了针对T细胞淋巴瘤患者治疗的独特靶向策略。
TRBC1/TRBC2(图片来源 Nature Medicine)
T细胞表面的TCR是引起免疫排斥的主要分子，且TCR主要由α和β两个亚基组成，而TRAC基因表达α亚基核恒定区域，TRBC1基因及TRBC2基因均表达β亚基恒定区域。也就是说，健康人体内的T细胞亚群同时含有TRBC1+ T和TRBC2+ T两种类型。而T细胞淋巴瘤细胞由于克隆起源和癌细胞的进化仅含有TRBC1+ T或TRBC2+ T单一类型。
因此由Paul Maciocia博士领导的研究团队设计了一种基于T细胞受体β链(TRBC1和TRBC2)的新型CAR-T疗法，旨在针对T细胞恶性肿瘤。
尽管TRBC1和TRBC2的氨基酸序列几乎相同，但在这项临床前实验中，研究人员表示用抗体区分TRBC1和TRBC2(TRBC1- and TRBC2-TCRs)的TCR也是可能的。实验显示，健康受试者的外周血T细胞包含约35％TRBC1+和65％TRBC2+细胞的混合物，并且无论是TRBC1+或TRBC2+ T细胞任何一方完全消除，另一方仍然会维持相当大的抗病毒能力。
作为anti-TRBC免疫治疗概念的理论依据，研究小组开发了anti-TRBC1 CAR T细胞：其在T细胞淋巴瘤的小鼠模型中识别并杀死了正常和恶性TRBC1而不包括TRBC2 T细胞。与靶向整个T细胞群体的非选择性方法不同，这种方法根除了一部分含有恶性肿瘤的T细胞，同时保留了健康的T细胞亚群以维持正常的细胞免疫功能。
这项工作为Autolus开发的独特的CAR T细胞产品AUTO4奠定了科学基础，在接下来的几个月内，anti-TRBC1 CAR T将进入临床开发。
在这项临床前实验中，研究人员分别在体外T细胞以及弥散性白血病小鼠模型中进行了测试。
▪ JOVI-1单克隆抗体针对表达TRBC1的细胞具有特异性
图片来源 Nature Medicine
为了找到TRBC特异性结合剂，研究人员筛选了抗TCR单克隆抗体。流式细胞术分析表明，虽然TRBC1-JKO和TRBC2-JKO系都表达表面TCR-CD3复合物，但JOVI-1单克隆抗体仅识别TRBC1-JKO细胞而不识别TRBC2-JKO细胞，证实了这种抗体对于TRBC1的特异性。
▪ 正常的αβ T细胞群体包含TRBC1+ 和TRBC1– 细胞的复合物
图片来源 Nature Medicine
研究人员使用JOVI-1，试图确定来自健康供体T细胞中的TRBC1+与TRBC2+、以及TCR + TRBC1 +和TCR + TRBC1 - 细胞在CD4 +、CD8 + T细胞中的比例。结果表明，总的T细胞表达TRBC1的中位百分比占35％(范围：25-47％)
▪ 转导的T细胞表达anti-TRBC1 CAR，在体外特异性靶向TRBC1+而非TRBC2+细胞
研究人员采用健康供体的T细胞进行逆转录病毒转导，使其稳定表达该构建体，并且在高达90％的细胞上确定了CAR的表面表达。
图片来源 Nature Medicine
研究人员发现该同种异体T细胞在T细胞幼淋巴细胞性白血病(T-PLL)和外周T细胞淋巴瘤(PTCL-NOS)的情况下可以特异性杀伤恶性T细胞，同时保留相当大比例的正常T细胞(图h)。尽管循环成人T细胞白血病(ATLL)细胞的负担很重，但该团队成功转导了TRBC1 +恶性肿瘤个体(ATLL)的T细胞(图j)，通过anti-TRBC1 CAR T细胞特异性杀死自体ATLL细胞(图41)，从而净化了T细胞被污染的ATLL细胞(图k)。
▪ anti-TRBC1 CAR T细胞在弥散性T细胞恶性肿瘤的小鼠模型中具有特异性，并且有效
图片来源 Nature Medicine
首先，研究人员对NOD-SCID gamma(NSG)小鼠静脉内注射Jurkat T细胞(人急性T细胞白血病细胞系)，其天然表达TRBC1-TCR的水平与原发性恶性T细胞以及正常T细胞相似。对Jurkat细胞进行修饰以稳定表达FLuc和CD19标记，并在CAR-T输注前6天将其稳定地植入到小鼠的骨髓中。
图片来源 Nature Medicine
植入后，研究人员采用表达anti-TRBC1 CAR的T细胞或不相关的对照CAR对小鼠进行处理。在第10天，用anti-TRBC1 CAR T细胞处理的小鼠的Jurkat细胞(人急性T细胞白血病细胞)负荷显著降低，并且这种降低与巨大的生存受益相关。
图片来源 Nature Medicine
此外，在另一个评估CAR持续性的实验中，T细胞注射后第21天，研究人员观察到Jurkat细胞的清除率和外周血中anti-TRBC1 CAR T细胞数量的增加。
图片来源 Nature Medicine
最后，为了确定anti-TRBC1 CAR T细胞是否能够在生理环境中(即存在正常T细胞的条件下)耗尽TRBC1-Jurkat细胞：研究人员将表达CD19和FLuc的Jurkat细胞移植到NSG小鼠中7天后，给小鼠注射人外周血单核细胞(PBMC)。
图片来源 Nature Medicine
在治疗后第6天，骨髓(补充图e)和脾脏(补充图f)的流式细胞术分析表明在anti-TRBC1和对照CAR T细胞的受体中存在相似数目的非CAR T细胞，证实在Jurkat细胞消耗的情况下正常T细胞的持续存在。
总而言之，该研究团队采用的anti-TRBC1 CAR T细胞治疗能够保留患者的约三分之二的正常T细胞免受攻击。另外，考虑到成熟的T和NKT细胞的TCR表达的限制，对其他组织的“on-target/off-tumor”毒性及潜在影响可以忽略不计。
然而，任何针对T细胞而不是B细胞的方法，由于正常tissue-resident T细胞的裂解和随后的介质释放，可能发生细胞因子介导的毒性增加。另外，保护特定组织的T调节细胞特别倾向于表达TRBC1或TRBC2也是一个潜在的问题。但值得注意的是，初步的实验已经表明这种方法不会导致临床上严重的免疫抑制。
此外，CAR-T细胞药物刚刚上线的这个当口，CAR-T领域的竞争也日渐激烈。而能够在该领域占据一席之地的必然是具备核心竞争力的CAR-T企业，采用不同技术路径，具有一定特点，不断创新和完善新一代CAR-T疗法才能够和该领域的领头羊展开差异化竞争。
而Autolus公司除了此次新开发的针对T细胞恶性肿瘤的anti-TRBC1 CAR T细胞疗法(AUTO4)，其针对复发难治性多发性骨髓瘤患者的AUTO2(同时靶向BCMA和TACI的CAR-T疗法)以及儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)、弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)的AUTO3(同时靶向CD19和CD22的CAR-T疗法) 的临床开发已经进入了I / II期阶段。(这家公司开发的新一代CAR-T细胞疗法能够有效解决肿瘤逃逸问题丨医麦猛爆料)
参考出处：
DOI: 10.1038/nature24759
doi:10.1038/nature24649
doi:10.1038/nm.4444
https://www.healthcanal.com/cancers/241932-targeting-cancer-without-destroying-healthy-t-cells.html
https://www.autolus.com/news-and-events/press-releases/autolus-announces-publication-unique-therapeutic-approach-treatment-patients-t-cell-lymphomas-nature-medicine
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