Cancer Cell | GPC2-CAR T细胞抵御神经母细胞瘤

撰文 | 我的闺蜜老红帽

靶向B细胞的CAR T免疫疗法在临床上取得了良好的疗效，但是，在实体瘤治疗上的疗效却不尽人意【1,2】，究其原因很可能有两点，一是CAR T细胞很难精准到达病灶部位，二是病灶部位靶标抗原细胞数目不够多，特异性不够强。有报道指出，可以通过修饰跨膜区域【3】和过表达c-Jun【4】等方式降低CAR T细胞起效应的阈值，但是这种方法是否行之有效，是否可以精准靶向实体瘤的肿瘤细胞而对正常体细胞影响较小，仍旧不得而知。

婴幼儿实体瘤和脑部肿瘤常常在胚胎期就有迹可循【5,6】，GPC2是一种典型的癌胚基因，在胚胎神经系统发育过程中高度表达，同时，发现在神经母细胞瘤和其它一些实体瘤中表达水平也很高【7，8】，但在婴儿出生后表达水平较低。

2021年12月30日，来自美国斯坦福大学的Crystal L. Mackall研究组在Cancer cell上发表题为GPC2-CAR T cells tuned for low antigen density mediate potent activity against neuroblastoma without toxicity 的文章，以GPC2的在神经母细胞上的表达水平为依据，设计出GPC2-CAR T细胞在杀伤神经母细胞瘤上具有良好的效果。

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首先，作者研究靶向神经母细胞所需GPC2的水平。作者选取了三组细胞系，分别为GPC2表达量高的NGP-GPC2（GPC2^hi, 34,052 molecules/cell），GPC2表达量中等的NBSD（GPC2^mod, 20,270 molecules/cell）和GPC2表达量低的SMS-SAN（GPC2^lo, 6,873 molecules/cell）。发现传统的GPC2.D3- 和 GPC2.19- CARs T细胞可以杀伤GPC2^hi，却不能杀伤GPC2^mod 和GPC^lo。这说明CAR T的杀伤效果于GPC2的水平直接相关，且所需GPC2阈值较高。

接下来，作者试图检测患病婴儿转移至骨髓中的神经母细胞表面GPC2的水平。作者发现，转移的神经母细胞表面GPC2水平在4,262 ± 469 molecules/cell量级，这与上述细胞系SMS-SAN，即GPC2^lo水平类似。

作者之前的工作发现，CD28跨膜区域可以降低CAR T细胞靶向抗原的阈值。因此，作者在传统GPC2-CAR T细胞中构建CD28跨膜区域41BB（GPC2.19.28TM.41BBz）或CD28共刺激胞内区（GPC2.19.28TM.28z），并发现二者均可以有效杀伤GPC2^mod 和 GPC2^lo，而且，靶向GPC2^mod 的同时IL-2和IFNr分泌水平也有所升高。体内实验也得到了类似的结果。

GPC2.19.28TM.28z CAR T细胞可以有效的靶向患者神经母细胞，但是其半衰期较短。作者通过免疫组化和流式细胞术等方法发现，复发肿瘤GPC2水平降低，并伴随着CAR T细胞浸润，而NCAM，L1CAM等抗原的表达水平变化不大。作者近期的工作指出c-Jun过表达可以有效提升CAR T细胞的半衰期。因此，作者将c-Jun构建入GPC2 CAR T细胞（c-Jun.GPC2.19.28TM.28z-CAR，简称c-Jun.GPC2-CAR T），并发现c-Jun.GPC2-CAR T可以有效清除肿瘤细胞，而且，对于GPC2不同表达水平的肿瘤细胞其清除效果比较类似。另外，可以进行增殖，半衰期也较长。上述结果说明，c-Jun.GPC2-CAR T细胞各项指标均比传统GPC2-CAR T细胞优越，在临床上具有很广阔的应用前景。

最后，作者研究了c-Jun.GPC2-CAR T的毒性。作者通过动物实验发现，c-Jun.GPC2-CAR T干预后，CAR T细胞大量进入肝脏和肺脏，并没有发现明显的毒性，各组实验动物体重平稳、血项和肝功也正常。这些结果说明在c-Jun.GPC2-CAR T细胞有效杀伤肿瘤的同时，对机体并没有明显的毒副作用。

综上所述，作者基于神经母细胞GPC2的水平，在传统GPC2-CAR T基础上连接了跨膜和胞内区，并过表达c-Jun，构建出c-Jun.GPC2-CAR T细胞。这类细胞各项指标均比传统GPC2-CAR T细胞优越，且没有明显毒副作用，在临床上具有广阔的应用前景。与此同时，作者还通过这份工作给出了设计CAR T细胞抵御实体瘤的切实可行的设计思路和方案。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ccell.2021.12.005

制版人：十一

参考文献

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