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给CAR-T细胞做“减法”就能显著提高抗癌活性

2021-05-01 01:39:07来源:医生在线

表达嵌合抗原受体(CAR,chimericantigenreceptor)的T细胞(CAR-T疗法)是近年来癌症治疗领域的重大突破之一,在治疗血液癌症方面取得了卓越疗效。CAR就像是给T细胞配备上“GPS导航系统”,使得T细胞可以快速定位善于伪装的肿瘤细胞,从而找到并杀死它们。

近日《自然-医学》发表了一项研究,美国宾夕法尼亚大学医学院(PennMedicine)的研究人员发现,在给T细胞配备CAR时,对结构做出细微的“精简”可以更好地刺激T细胞,临床前研究中显示能够大幅提高治疗效果。

1.CAR-T疗法——CD19抗原靶点

CD19是B细胞独有的靶点,由宾夕法尼亚大学医学院与诺华(Novartis)合作开发的靶向CD19抗原的Kymriah,成为获得美国FDA批准的CAR-T疗法,用于治疗患有复发性/难治性B细胞急性淋巴细胞白血病(ALL,acutelymphoblasticleukemia)的儿童和青年患者。

然而,长期随访显示,病情缓解的患者中有一部分复发,可能肿瘤细胞已经丢失了CD19抗原,从而逃过CD19CAR-T疗法的追踪与攻击。

2.新一代CAR-T疗法——CD22抗原靶点

研究人员针对病情复发的患者研发了第二种方法:靶向CD22抗原的CAR-T疗法。CD22也是B细胞表面表达很高的靶点。然而两项初步临床研究却显示,其总体临床反应比预期低得多。相比之下,美国癌症研究所(NCI,NationalCancerInstitute)进行的类似试验却取得了积极结果。使用同样的靶点为什么结果大相径庭呢?

研究小组回过头去分析了CAR的结构,发现两种CAR之间的区别是连接两个抗体单链可变区片段的连接子(linker)的长度。NCI的CAR中连接子的长度为5个氨基酸(下图中绿色部分),而宾夕法尼亚大学团队使用的连接子的长度为20个氨基酸(下图中的蓝色部分)。那么这15个氨基酸的区别是不是导致疗法差异的关键。

3.少即是多,更短的CAR结构

基于这一发现,接下来研究团队与诺华合作,构建了一种新的靶向CD22的CAR-T细胞,它具有更短的连接子。将新CAR-T细胞与之前构建的CAR-T细胞进行的比较实验结果表明,具有较短连接子的CAR-T细胞不需要与抗原结合就能够刺激T细胞。

“这一发现彻底颠覆了当前的理论。”共同通讯作者SaarI.Gill教授表示。通常这可能导致T细胞的过早衰竭,但是在携带4-1BB共刺激域的CAR-T细胞中,这种预先刺激反而提高了细胞对B细胞的杀伤能力和抗肿瘤活性。

共同通讯作者MarcoRuella教授指出:“一些氨基酸的微小差异会给患者带来巨大的影响。当我们将连接子缩短15个氨基酸时,两个抗体可变区片段更轻易地粘在一起,预先刺激了CAR-T细胞。”

研究团队正针对患有难治性/复发性ALL的成人和儿童患者进行一项新的临床试验,以研究短连接子CAR-T细胞的临床效果。同时,分析连接子长度对其它CAR-T细胞重要性的研究也在进行中。

即使是简单的分子变化,也可能会对合成的CAR-T细胞功能产生巨大影响。令人兴奋的是,这些数据揭示了一条之前从未发现的、能够有序改善CAR-T疗法的途径。