Bellicum成功改造双开关CAR-T细胞，可同时提高T细胞活性与安全性丨医麦黑科技

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2019年4月29日/医麦客 eMedClub/--CAR-T细胞疗法在多种血液系统恶性肿瘤中显示出令人欣喜的治疗功效和前景，但是在实体肿瘤中的治疗效力仍不尽人意，部分原因是由于CAR-T细胞扩增和持久性不足。这是关于CAR-T细胞疗法一个重要的议题。

来自美国休斯敦一家临床阶段的生物制药公司Bellicum Pharmaceuticals的研究团队发表的一篇研究性论文，就提出了一种新的策略，论文题为Two-Dimensional Regulation of CAR-T Cell Therapy with Orthogonal Switches。

作为一种更安全有效的替代方案，该研究团队证实了诱导型MyD88 / CD40（iMC）在给予二聚化剂Rimiducid时，可以为CAR-T细胞提供可控的共刺激作用，并且增强了其增殖和存活以及对抗血液瘤和实体肿瘤模型的活性。

Rimiducid（Rim，AP1903）具有两个对称的表面，其与FKBP12的F36V变体（Fv）具有高亲和力（Kd~0.1nM），导致iMC的寡聚化，并实现MyD88和CD40共诱导信号传导。这一过程也导致了核因子κB（NF-κB）和其他转录因子的强烈的配体依赖性诱导。

虽然更强的共刺激可以显著提高对肿瘤的杀伤，但是在CAR-T细胞治疗血液肿瘤的临床中，出现严重CRS或自体反应是不愿意发生的。为了减轻毒性，有研究团队设计了基于FKBP的二聚体的促凋亡安全开关，例如已被临床验证的iCaspase 9（iC9）。在给予激动型配体时，将引发被iC9基因改造的细胞发生快速的细胞周期非依赖性和非炎性细胞自主凋亡。

iC9由Fv和caspase-9截短的等位基因组成，该截断的形式缺乏caspase募集结构域（CARD）。

也就是说，通过同一配体Rim，可以引发iMC和iC9对CAR-T细胞功能的两个关键方面的有效控制。为了更好地融合安全性和共刺激作用，需要另一种调控机制。

考虑到人源非免疫原性蛋白有利于延长持久性，该研究团队采用了基于雷帕霉素（Rap）的二聚化系统作为第二开关。

Rap是一种有效的免疫抑制剂，作为蛋白质异二聚体机械地起作用，连接FKBP12与激酶mTOR。设计的分子开关，其使用89个氨基酸的FKBP-Rap结合（FRB）结构域以及与结合结构域融合的信号传导蛋白来实现二聚化。

Rim和Rap调节的诱导型Caspase 9的结构示意图（iC9和iRC9）

Rap引起的二聚化是不对称的，也就是说最简单的基于Rap的二元开关需要两种不同的多肽。为了使基因荷载和蛋白表达最小化，该研究团队采取了一种更为简单的方式，将FRB和FKBP12与caspase-9融合，以产生Rap诱导的、基于caspase-9的安全开关（iRC9）。其使Rap二聚化两个或更多iRC9分子，进而导致细胞凋亡。

这样，iMC和iRC9就形成了一个新型的双开关，可以实现通过调节共刺激驱动CAR-T细胞的扩增和活性，同时通过正交调节开关来保证安全。

双开关CAR-T中信号调节组分结构示意图

T细胞中iRC9凋亡开关的Rap剂量依赖性激活

Rim介导的iMC激活，增强了CD123特异性双开关CAR-T细胞共刺激作用，并且增强了对CD123 + AML肿瘤细胞的杀伤

iMC的激活，增强了双开关 CAR-T细胞扩增，以及对HER2 +实体肿瘤的杀伤

简单来说，为了提高CAR-T细胞功效，该研究团队使用了基于rimiducid的诱导型MyD88和CD40（iMC）信号元件的强效激活开关。为了消除这种增强的CAR的潜在毒性风险，开发了正交调节的雷帕霉素诱导的基于caspase-9的安全开关（iRC9）以允许体内消除CAR-T细胞。

rimiducid诱导的iMC共刺激增强了CAR-T细胞增殖，细胞因子分泌和体外抗肿瘤效力。而雷帕霉素介导的iRC9二聚化以剂量依赖性方式快速诱导细胞凋亡，可减轻治疗相关毒性。这种新颖的、可调节的双开关系统可以以药物依赖性方式促进CAR-T细胞扩增并且延长持久性，同时提供了安全开关以减轻毒性。

还需要强调的是，该研究团队还在此研究的基础上作了改进，开发了组成型活性MyD88 / CD40。他们的研究发现共刺激增强了靶向血液恶性肿瘤的CAR-T细胞的扩增和功效，具体内容将在明天为大家带来！

参考出处：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6357218/

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