CAR-T細(xì)胞療法治療血癌已經(jīng)取得了一定的成功，但在實(shí)體瘤上的應(yīng)用還存在很多局限性。過(guò)表達(dá)的腫瘤相關(guān)抗原（如EGFR和HER2）是治療性T細(xì)胞有吸引力的靶點(diǎn)，但CAR-T細(xì)胞可能與表達(dá)低水平靶抗原的正常組織發(fā)生毒性交叉反應(yīng)，這種脫靶副作用是阻礙CAR-T發(fā)展的一大障礙。

近期，美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校與芬蘭赫爾辛基大學(xué)的研究人員合作，設(shè)計(jì)了一個(gè)兩步正反饋電路，即給CAR-T細(xì)胞加了一個(gè)開(kāi)關(guān)，可讓其根據(jù)S型曲線抗原密度閾值來(lái)區(qū)分靶標(biāo)，從而避免CAR-T細(xì)胞對(duì)表達(dá)低水平腫瘤抗原的正常細(xì)胞誤殺，也為攻克實(shí)體瘤提供了一個(gè)關(guān)鍵性工具。相關(guān)成果發(fā)表在Science上。

在該電路設(shè)計(jì)中，研究人員利用一種名為synNotch的受體來(lái)檢測(cè)HER2抗原表達(dá)。低親和力synNotch受體作為一個(gè)過(guò)濾器，限制轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)只發(fā)生于T細(xì)胞遇到高抗原表達(dá)靶細(xì)胞時(shí)。而一旦通過(guò)這個(gè)初始過(guò)濾器，誘導(dǎo)的高親和力CAR就能進(jìn)行強(qiáng)效的T細(xì)胞增殖和殺傷。

具體來(lái)說(shuō)，考慮到T細(xì)胞電路的應(yīng)答可以通過(guò)改變電路內(nèi)的受體親和力來(lái)調(diào)節(jié)，研究人員通過(guò)連接低親和力和高親和力識(shí)別，形成兩步級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)健的超靈敏響應(yīng)。低親和力synNotch受體遇到低密度HER2抗原時(shí)，在T細(xì)胞表面表達(dá)很少量CAR（圖3下左）。相反，當(dāng)該受體遇到高密度HER2抗原時(shí)，它們被更好地激活從而表達(dá)更高穩(wěn)態(tài)量的CAR（圖3下右）。因此，高密度靶抗原既增加了CAR的表達(dá)水平，又激活了T細(xì)胞的增殖和殺傷活性。相比之下，對(duì)于組成型表達(dá)（constitutively expressed。與誘導(dǎo)性表達(dá)相對(duì)，組成型表達(dá)不需要其他因子的誘導(dǎo)即可穩(wěn)定的表達(dá)）CAR的T細(xì)胞，即使是CAR表達(dá)降低，或CAR親和力降低，也會(huì)觸發(fā)T細(xì)胞對(duì)低抗原密度細(xì)胞的殺傷。

研究人員解釋道：“即便使用相同的抗原結(jié)合域，CAR和synNotch受體顯示出不同的敏感性。CAR更敏感，以相對(duì)低的抗原密度觸發(fā)殺傷活性，而synNotch介導(dǎo)的基因表達(dá)需要更高的抗原密度。因此，低親和力 synNotch受體不能誘導(dǎo)足夠量的CAR表達(dá)來(lái)觸發(fā)低密度靶點(diǎn)的殺傷反應(yīng)，而僅引發(fā)高密度靶點(diǎn)的強(qiáng)效殺傷?！?/p>

研究人員還評(píng)估了T細(xì)胞電路的設(shè)計(jì)是否可以實(shí)現(xiàn)HER2抗原的密度依賴性識(shí)別。結(jié)果顯示，一些synNotch低親和力→ CAR高親和力電路T細(xì)胞顯示HER2抗原密度超敏感（圖4右）。相比之下，組成型表達(dá)高親和力或低親和力CAR的T細(xì)胞顯示出很小的密度區(qū)分（圖4左）。

接下來(lái)，研究進(jìn)一步檢測(cè)了HER2抗原密度感應(yīng)電路針對(duì)多種不同 HER2低表達(dá)和高表達(dá)的人癌細(xì)胞系的效果。

體外殺傷實(shí)驗(yàn)顯示，對(duì)于低密度HER2表達(dá)的細(xì)胞，未轉(zhuǎn)化的T細(xì)胞和電路T細(xì)胞在72小時(shí)內(nèi)均未顯示細(xì)胞毒性（圖5）。

對(duì)于高密度HER2表達(dá)細(xì)胞，電路T細(xì)胞能有效進(jìn)行殺傷。

體內(nèi)研究顯示，在小鼠腫瘤模型中，電路T細(xì)胞顯示出很強(qiáng)的密度分辨力（圖6）：高密度HER2表達(dá)腫瘤被迅速清除，但低密度HER2表達(dá)腫瘤的生長(zhǎng)速度與接受未轉(zhuǎn)化T細(xì)胞處理的相似。

對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)表示非常興奮，進(jìn)一步的研究已經(jīng)開(kāi)始起步。文章作者之一、赫爾辛基大學(xué)的Anna M？kel？博士說(shuō)：“我們正在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該技術(shù)，以將其應(yīng)用于治療卵巢癌等實(shí)體腫瘤。隨著研究的進(jìn)展，我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)靶向更多抗原的CAR結(jié)構(gòu)，再結(jié)合該技術(shù)，從而應(yīng)用于更多的實(shí)體腫瘤。這就像‘多彈頭導(dǎo)彈’一樣，癌細(xì)胞將難以抵抗?！?/p>

雖然，CAR-T實(shí)現(xiàn)真正攻克實(shí)體瘤，還需要克服其他幾個(gè)挑戰(zhàn)，包括腫瘤異質(zhì)性、抑制性腫瘤微環(huán)境，以及改善T細(xì)胞向腫瘤的輸送等，但是這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了CAR-T超靈敏區(qū)分腫瘤抗原密度的能力，為擴(kuò)大CAR-T對(duì)實(shí)體瘤的治療范圍（找到低門檻而廣泛的靶點(diǎn)）提供了關(guān)鍵性工具。 (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)

http://meeting.bioon.com/2021cell-therapies