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钱程教授点评 | Cell里程碑：CAR-T安全开关——SNIP，突破实体瘤限制
CAR-T疗法针对实体瘤的效果一般，部分原因在于缺乏肿瘤特异性细胞表面抗原。目前已有多种策略用于增强CAR-T细胞对实体瘤的效力，包括增加对抗原的敏感性、诱导衰竭抗性、破坏抑制基因以及提供增强T细胞扩增或持久性的信号等。然而，这些方法在增强抗肿瘤反应的同时也增加了毒性风险。寻找兼具安全与疗效的新一代CAR系统刻不容缓。
可药物调节的CAR平台可以通过小分子药物远程控制CAR-T细胞的活性，为控制CAR-T功能提供了潜在而有吸引力的安全特性，可以避免毒性且无需永久消融细胞。然而目前已报道的药物调控系统受到了不少限制，如动态范围不良、关闭状态下残留的“泄露”活性、细胞表面CAR的表达降低、免疫抑制药物的使用、以及与组成型CAR相比（constitutive CAR）药效降低等。
4月27日，来自美国斯坦福大学的Crystal Mackall教授团队在Cell上发表文章，报道了一种名为SNIP的高性能药物可调节系统，可利用FDA批准的小分子来调节CAR-T活性。实验证明SNIP CAR-T细胞平台提供了可靠的安全开关，降低了CAR-T细胞的on-target off-tumor毒性，并且没有“泄露”活性，同时其在多种原位实体瘤模型中的疗效均优于组成型CAR-T细胞平台。
来源：Cell
这项研究基于丙型肝炎病毒NS3蛋白酶（NS3p）和蛋白酶抑制剂调控多种蛋白的良好结果，通过尝试在不同CAR功能域之间共表达NS3p和一个NS3p切割位点，以在基线时裂解CAR，使其呈现失活状态（OFF 状态）。而使用FDA批准的小分子NS3p抑制剂格佐普韦（GPV）可以防止裂解，并维持CAR功能（ON状态）。
研究人员构建了具有不同CD8α或CD28跨膜（Tm）结构域组合的反式SNIP系统（下图左），并且发现匹配的Tm结构域（即8/8和28/28，CAR Tm/蛋白酶Tm）与不匹配的相比，能导致更完整的SNIP CAR裂解。其中8/8 Tm版本动态控制范围广泛、表面表达未受干扰，并且比ON状态下的28/28Tm介导更有效的抗肿瘤活性（下图右）。
值得一提的是，使用反式SNIP架构，通过交换单链可变片段（scFv）结构域可以生成针对其他肿瘤抗原的SNIP CAR。在这项研究中，其余实验部分所有4-1BB共刺激SNIP CAR均采用8/8 Tm版本，所有CD28共刺激SNIP CAR均采用28/28 Tm版本。
随后，研究人员比较了上述优化了的SNIP CAR与组成型CAR在各种原位实体瘤（包括神经母细胞瘤、骨肉瘤等）小鼠模型中的功效。结果显示与组成型CAR-T细胞相比，ON状态下的SNIP CAR-T细胞的抗肿瘤功效明显增强，肿瘤清除速度更快，并显示出T细胞耗竭减少和更强的干细胞特性。
在原位实体瘤模型中，SNIP CAR-T细胞显示出增强的抗肿瘤效果。（来源：Cell）
为了更好地理解SNIP CAR比组成型CAR具有更优效力的基础，研究人员通过进一步分析发现，SNIP CAR-T细胞在过继转移前表现出耗竭特征的减弱，而在过继转移后表现出扩增的增强，同时在体内产生干细胞样群和效应子亚群，从而显著增强对抗实体瘤的效力。
这些现象是因为，SNIP系统中信号结构域的裂解破坏了CAR强直信号，从而导致在OFF状态下T细胞耗竭水平的降低以及更强的干性。当静息状态的SNIP CAR-T细胞在有限的时间内被GPV激活时，它们比传统的CAR-T细胞乃至始终处于ON状态的SNIP CAR-T细胞都具有更大的将CAR近端信号转导到下游通路的能力，并有更快的肿瘤杀伤动力学。
此外，在基于ROR1的CAR致死模型中，毒性发作后停止GPV给药（使SNIP CAR-T处于OFF状态）逆转了毒性，从而证明该平台是一个稳健的安全开关（下图）。而在同一模型中，减少药物剂量打开了一个治疗窗口，能够在没有毒性的情况下根除肿瘤。
来源：Cell
总的来说，这项研究证明SNIP CAR可以远程调节CAR活性，从而解决目前限制CAR-T细胞治疗实体瘤进展的安全性和有效性问题。
该研究在10种不同小鼠模型（包括靶向3种不同抗原的4种原位实体瘤模型）中证明了SNIP CAR的有效性和安全性，且优于组成型CAR。这些工作为改善CAR-T安全性、有效性，扩大CAR-T应用范围的临床转化打下了基础。
重庆精准生物 首席科学家
钱程教授
钱程，教授，博士生导师，国家科技部精准医学生物治疗国际联合研究中心主任，国家科技部重点研发计划首席科学家，中国医药质量管理协会精准生物治疗技术质量研究专委会主任委员，重庆抗癌协会生物治疗专业委员会主任委员。钱程教授从事肿瘤基础、转化和临床试验研究工作近30年，主持完成国家级和国际合作课题30多项，发表SCI论文170余篇，总影响因子超过1000。目前带领团队开展肿瘤免疫治疗产品开发和应用。
这项研究中主要突破点在于开发了一种安全可控的CAR结构，与其他已报道的可调节CAR结构相比，该研究使用了蛋白酶水解的新调控模式，能够在“开”与“关”之间具有更宽的活性调控区间，在“关”的模式下泄露更小，在“开”的模式下功能更强。该研究也证明，使用这种开关制备的CAR-T，表现出更强的体内抗肿瘤效果。而原因可能与CAR-T在开启之前，保持的“resting”状态有关。
然而，与所有开关模式相似，该研究使用了“ON"调控模式开启CAR-T的功能，因此也就需要持续地给诱导药物才能起效，会降低CAR-T在临床应用的便利性；另外引入的丙型肝炎病毒蛋白酶，作为一种非人体异源蛋白，也会增加CAR-T的免疫原性，从而增加被机体清除的风险，有可能会降低CAR-T的体内持续性。
提高安全性与疗效，异曲同工的CAR-T开关
与这项研究类似的小分子控制开关还包括synNotch开关，配体诱导的降解（LID）开关，基于DHFR的去稳定结构域（DD）开关，基于PROTAC的开关等；通过物理因素控制的开关，如光控，聚焦超声（FUS）开关；以及通过肿瘤微环境物理因素控制的开关，比如缺氧以及酸性环境启动的开关等等。
这些开关的引入，目标都是致力于解决CAR-T治疗的安全性问题，同时也都能在一定程度上使CAR-T在未开启时，保持“resting”状态而保留抗肿瘤实力。
希望与挑战并存，CAR-T治疗实体瘤需克服两大障碍
相比于传统肿瘤治疗方案，免疫治疗将是未来肿瘤治疗技术发展的大方向。而CAR-T技术也是目前看来最有希望取得突破的技术之一。实体瘤的异质性和肿瘤微环境是CAR-T治疗实体瘤取得突破的最大障碍。目前来说，实体瘤CAR-T技术的关键是仍需要在治疗的有效性方面取得突破；另外，肿瘤的治疗靶点选择有一定难度，如何能够避免“ON-TARGET-OFF-TUMOR”的安全风险同样非常关键。相信在全球科学家的共同努力下，类似本研究的创新解决方案会不断地涌现，推动整个实体瘤CAR-T继续向前发展。
大力布局实体瘤CAR-T，精准生物开发多项新技术
精准生物作为一家聚焦细胞与基因药物研发的研发型企业，实体肿瘤CAR-T技术研发一直是公司的主要方向之一。针对肿瘤的物理和免疫微环境，精准生物分别开发了PhiCAR和ResCAR技术，解决CAR-T在肿瘤中的聚集、存活以及抵抗免疫抑制微环境的难题。同时针对肿瘤的异质性，公司采用了HyeCAR的多靶点技术平台，目前基于该平台的C-4-29治疗肾透明细胞癌 (RCC)的适应症已经取得国家CDE的临床批件，这也是国内获批IND的首个靶向肾癌实体瘤的CAR-T产品。
精准生物实体瘤CAR-T产品管线非常丰富，目前在研的靶点超过10种，已经完全覆盖了全部的消化系统、呼吸系统和泌尿与生殖系统的恶性肿瘤。除已经获批的治疗RCC的C-4-29产品以外，目前已有多款产品正在开展临床IIT验证工作和IND申报阶段。从临床已获取的数据来看，目前在CAR-T的体内扩增、持续性和影像学等方面的数据均非常正面，公司将在合适的时机对外披露相关数据。
参考资料：
Louai Labanieh et al. Enhanced safety and efficacy of protease-regulated CAR-Tcell receptors. Cell. (2022)
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