病毒特異性T細(xì)胞適應(yīng)性免疫是消滅HIV感染細(xì)胞的關(guān)鍵，而且對(duì)于任何實(shí)現(xiàn)治愈HIV感染的戰(zhàn)略方法都至關(guān)重要。HIV潛伏感染的細(xì)胞（潛伏病毒庫(kù)）甚至在數(shù)十年的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物組合（cART）用藥抑制血漿病毒血癥后仍然存在。這種潛伏病毒庫(kù)的持久性和持續(xù)性排除了僅靠cART治療根除HIV的可能性。

在沒(méi)有cART治療的情況下實(shí)現(xiàn)HIV的治愈或持續(xù)緩解，將需要增強(qiáng)的和持續(xù)有效的抗病毒免疫反應(yīng)。嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞（CAR-T）已成為一種強(qiáng)大的免疫療法，并顯示出治療HIV感染的前景。在許多此類(lèi)基于外周血T細(xì)胞修飾的方法中，經(jīng)過(guò)修飾的T細(xì)胞的持久性、組織輸送和功能維持仍是一大挑戰(zhàn)。

在之前的研究和臨床試驗(yàn)中，第一代CD4CAR（基于全長(zhǎng)CD4構(gòu)建出的CAR）的一種不好的特性是CD4受體本身能夠介導(dǎo)HIV感染。CD4分子含有4個(gè)細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域，依次命名為D1、D2、D3和D4。D1結(jié)構(gòu)域離跨膜結(jié)構(gòu)域最遠(yuǎn)，含有HIV包膜結(jié)合區(qū)。HLA II類(lèi)結(jié)合位點(diǎn)主要在D1和D2結(jié)構(gòu)域發(fā)現(xiàn)。D4結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)IL-16結(jié)合和CD4-CD4二聚化。IL-16是一種免疫調(diào)節(jié)性的細(xì)胞因子，主要在炎癥位點(diǎn)作為CD4細(xì)胞的趨化因子發(fā)揮作用。在第一代CD4CAR中，IL-16在D4結(jié)構(gòu)域上的結(jié)合可導(dǎo)致基于IL-16的潛在非特異性的CD4CAR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD4受體的D3結(jié)構(gòu)域也在TCR:CD4復(fù)合物形成和TCR刺激中發(fā)揮重要作用。為此，需要開(kāi)發(fā)一種不與IL-16發(fā)生交叉反應(yīng)的降低與HLA II和內(nèi)源性TCR之間相互作用的CAR，從而潛在地增加CAR的安全性。

為了克服這些問(wèn)題，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員在一項(xiàng)新的研究中，利用基于造血干細(xì)胞（HSC）的方法開(kāi)發(fā)并測(cè)試了第二代基于CD4的CAR（下稱(chēng)D1D2CAR）抵抗HIV感染。在第二代CD4CAR中，他們剔除了CD4的D3和D4結(jié)構(gòu)域，僅留下允許HIV包膜識(shí)別的D1和D2結(jié)構(gòu)域，從而制造出截?cái)嗟腃D4CAR分子，即D1D2CAR。相關(guān)研究結(jié)果于2021年4月2日發(fā)表在PLoS Pathogens期刊上，論文標(biāo)題為“Robust CAR-T memory formation and function via hematopoietic stem cell delivery”。

在體外實(shí)驗(yàn)中，這些作者發(fā)現(xiàn)表達(dá)第一代CD4CAR導(dǎo)致HIV成功地感染宿主細(xì)胞，相反之下，表達(dá)D1D2CAR并不允許宿主細(xì)胞被HIV感染。這表明盡管能夠結(jié)合HIV包膜，但是D1D2CAR并不允許病毒入侵宿主細(xì)胞。更重要的是，表達(dá)第一代CD4CAR的T細(xì)胞（下稱(chēng)CD4CAR-T）和表達(dá)D1D2CAR的T細(xì)胞（下稱(chēng)D1D2CAR-T）對(duì)HIV感染細(xì)胞表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)募?xì)胞殺傷活性。這表明D1D2CAR在功能上能夠誘導(dǎo)與第一代CD4CAR類(lèi)似的抗病毒反應(yīng)。

D1D2CAR不能介導(dǎo)HIV感染。圖片來(lái)自PLoS Pathogens, 2021, doi:10.1371/journal.ppat.1009404。

鑒于第一代CD4CAR在造血干細(xì)胞中的表達(dá)導(dǎo)致大約一半由造血干細(xì)胞分化而來(lái)的CAR-T細(xì)胞抑制TCR重排和表面表達(dá)，這些作者利用植入經(jīng)過(guò)慢病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)表達(dá)D1D2CAR的造血干細(xì)胞的人源化BLT小鼠，發(fā)現(xiàn)D1D2CAR并不影響胸腺淋巴細(xì)胞產(chǎn)生期間的內(nèi)源性TCR重排，阻止造血過(guò)程偏向于B細(xì)胞產(chǎn)生，并且導(dǎo)致正常的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)生。因此，D1D2CAR表達(dá)不影響T細(xì)胞分化和TCR表達(dá)。

為了研究由造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生的D1D2CAR-T細(xì)胞是否能夠在體內(nèi)抑制HIV復(fù)制，這些作者讓植入未經(jīng)修飾的造血干細(xì)胞（作為對(duì)照）或經(jīng)修飾后表達(dá)第一代 CD4CAR 或D1D2CAR的造血干細(xì)胞的人源化BLT小鼠被HIV感染10周。在HIV感染后每?jī)芍軝z測(cè)血漿病毒載量。相比于對(duì)照小鼠，植入表達(dá)第一代 CD4CAR 或D1D2CAR的造血干細(xì)胞的小鼠在10周內(nèi)表現(xiàn)出較低水平的病毒載量。然而，由造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生的CD4CAR-T細(xì)胞通過(guò)IL-16介導(dǎo)的CD4-CD4二聚化對(duì)Env+靶細(xì)胞（即表達(dá)HIV抗原Env的靶細(xì)胞）和IL-16刺激作出反應(yīng)，相比之下，由造血干細(xì)胞分化產(chǎn)生的D1D2CAR-T細(xì)胞僅對(duì)ENV+靶細(xì)胞作出反應(yīng)，而不對(duì)可溶性IL-16作出反應(yīng)。

共刺激結(jié)構(gòu)域4-1BB增強(qiáng)CD4CAR-T細(xì)胞的功能。圖片來(lái)自PLoS Pathogens, 2021, doi:10.1371/journal.ppat.1009404。

之前的研究表明給CAR添加共刺激結(jié)構(gòu)域可能會(huì)促進(jìn)CAR陽(yáng)性細(xì)胞更快速產(chǎn)生初級(jí)反應(yīng)，但是這種添加對(duì)造血干細(xì)胞定植和胸腺淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的影響是未知的。為此，這些作者構(gòu)建出含有4-1BB或CD28共刺激結(jié)構(gòu)域的第一代CD4CAR和D1D2CAR，然后將表達(dá)第一代CD4CAR、 D1D2CAR、 第一代CD4CAR-41BB、D1D2CAR-41BB、第一代CD4CAR-CD28或 D1D2CAR-CD28的造血干細(xì)胞移植到人源化BLT小鼠的骨髓中，發(fā)現(xiàn)4-1BB共刺激結(jié)構(gòu)域而不是CD28共刺激結(jié)構(gòu)域允許成功的造血分化，并改善由造血干細(xì)胞分化而來(lái)的CAR-T細(xì)胞的抗病毒功能。加入4-1BB可導(dǎo)致更快速的病毒血癥抑制。D1D2CAR 4-1BB和cART聯(lián)合使用可導(dǎo)致這些小鼠更快實(shí)現(xiàn)病毒抑制，而且在ART治療期間，CAR-T細(xì)胞更持久地存在。

這些結(jié)果表明D1D2CAR-41BB是一種性能優(yōu)異的CAR，表現(xiàn)出比第一代CD4CAR更好的造血干細(xì)胞分化、病毒抑制、CAR-T 細(xì)胞持久性、更少的有害功能，應(yīng)繼續(xù)作為臨床研究的候選藥物。（生物谷 Bioon.com）

小編推薦會(huì)議  2021（第十二屆）細(xì)胞治療線上國(guó)際研討會(huì)

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