新型CAR-T曙光初现，双重靶点细胞疗法可有效控制神经母细胞瘤丨医麦猛爆料
2021年10月27日/医麦客新闻 eMedClub News/--模拟天然T细胞信号的合成受体，正在被用于癌症、自身免疫和感染的免疫治疗，而嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T）是其中最成功的应用。为了进一步强化T细胞锁定癌细胞的能力，UNC Lineberger综合癌症中心的研究人员设计了一种新开发的免疫疗法，同时靶向两种肿瘤相关抗原并提供反式作用CD28和4-1BB共刺激，以此获得定位和攻击癌细胞上的能力，这种双免疫系统细胞疗法对植入人类神经母细胞瘤组织的小鼠非常有效。
2021年9月23日，该研究结果以《Dual-targeting CAR-T cells with optimal co-stimulation and metabolic fitness enhance antitumor activity and prevent escape in solid tumors》为题发表于Nature Cancer上。
▲ 图片来源：参考资料2
神经母细胞瘤是未成熟神经细胞的癌症，主要发生在6岁以下的儿童中。肿瘤通常位于肾上腺的顶部，但也可能发生在腹部、胸部、颈部、骨盆和骨骼中。在美国，每年诊断出大约500 到1,000例病例。
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CAR蛋白一般具有以下几个结构域：（1）细胞膜外的抗原识别片段：多为单链可变片段(scFv)，相当于一个小抗体；（2）scFv和跨膜域之间的联结区：其长短会影响CAR-T的活性；（3）跨膜域：联结CAR膜外结构与膜内信号传导结构；（4）共刺激域：从第二代CAR-T开始引进，有加强细胞因子表达、促进T细胞增殖的功能；(5) 信号传导域：可激活T细胞，引起对癌细胞的杀伤作用。
CD28和4-1BB是现在CAR-T使用最多的两种共刺激因子。CD28是一种早期激活后在T细胞上表达的蛋白质，而4-1BB是一种重要的共刺激蛋白，参与T细胞存活和记忆形成。越来越多的研究显示，二者产生的CAR-T细胞表型，效应水平及存留时间有明显差异。
▲不同信号通路及功能（图片来源：参考资料3）
研究结果显示，CD28和4-1BB使用相同的信号通路，但是CD28活化引起的磷酸化水平显著高于4-1BB，也因此产生更高水平的效应分子，因而CD28 CAR-T具有更强的细胞效应功能。
4-1BB是在免疫系统的多种细胞上表达的共刺激受体，特别是在CD8+ T细胞上。由于其广泛的表达，4-1BB构造的CAR赋予T细胞更大的线粒体质量，细胞更多表现记忆表型，在慢性抗原刺激下可以长时间保留效应功能。这也使4-1BB成为癌症免疫治疗的临床靶标。利用配体4-1BBL或激活型4-1BB单抗激活4-1BB，可刺激T细胞和抗原提呈细胞增殖并分泌细胞因子，提高机体的抗肿瘤免疫应答水平。
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从这些研究中得出的周密的结论并不是说某个人源内切域必然比另一个好，而是说CD28信号是生产有效的临床T细胞制品的关键，而4-1BB提升了CAR-T细胞的持久性。
在血源性癌症患者的临床研究中，单独使用CD28和4-1BB已被证明同样有效。然而，在实体瘤领域，CD28和4-1BB共刺激的组合至关重要，UNC的研究工作已经产生了有效传递这两种信号的方法。
科学家们首先在实验室中观察了神经母细胞瘤细胞，以了解它们对联合免疫细胞攻击的反应。鉴于实验室研究的积极结果，研究人员随后观察了植入神经母细胞瘤的小鼠，以了解它们对CD28和4-1BB修饰T细胞的共同刺激有何反应。事实上，共刺激细胞在减少患有大量神经母细胞瘤的小鼠的癌症方面非常有效。
▲CAR-T细胞在CD28或4-1BB共刺激下的体内抗肿瘤活性
北卡罗来纳大学医学院教授Gianpietro Dotti说：“我们知道某些CAR-T疗法对实体瘤患者是安全的，但到目前为止，治疗并未导致我们希望看到的肿瘤消退程度。”
UNC Lineberger微生物学和免疫学系和免疫学项目的联合负责人说：“我们最终设计了一种策略，同时解决实体瘤中最具挑战性的任务，例如生成CAR-T细胞，快速消除肿瘤并持续控制肿瘤生长。此外，我们的系统可以防止肿瘤复发。”
目前，越来越多的研究人员在设计和应用层面将共刺激结构域理论层面的生物学机制进一步拓展和运用，希望该疗法能为现有的临床空白提供更多有效的治疗策略。
参考资料：
1.https://medicalxpress.com/news/2021-09-therapy-dual-immune-cells-effectively.html
2.https://www.nature.com/articles/s43018-021-00244-2
3.Nico M. Sievers et al,CARs: Beyond T Cells and T Cell-Derived Signaling Domains,Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 3525