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肿瘤逃逸是工程化 T 细胞治疗面临的难题,为解决这一问题,研究人员开展了 DAP12 相关合成抗原受体(DAP12-SARs)的研究。结果表明,该受体可在小基因载荷下实现 T 细胞多靶点功能,但需合理设计优化。这为开发多靶点 T 细胞疗法提供了新策略。
在肿瘤治疗的领域中,工程化 T 细胞疗法宛如一颗璀璨的希望之星,为众多患者带来了曙光。尤其是在血液系统恶性肿瘤的治疗上,它展现出了令人瞩目的成效,成功改写了许多患者的命运。然而,当这一疗法试图进军实体肿瘤治疗领域时,却遭遇了重重阻碍,其中最为棘手的问题便是抗原异质性。实体肿瘤就像一个狡猾的敌人,缺乏广泛且一致表达的可靶向抗原,这使得工程化 T 细胞常常陷入 “找不到目标” 的困境,治疗效果大打折扣,肿瘤细胞也因此有了可乘之机,出现逃逸现象。与此同时,在血液肿瘤治疗中,尽管肿瘤的抗原相对更为均一,但靶抗原逃逸依然是导致疾病复发和难治的关键因素。为了突破这些困境,来自加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的研究人员开启了一场意义非凡的探索之旅,他们将目光聚焦于 DAP12 关联合成抗原受体(DAP12-SARs),试图为肿瘤治疗开辟一条新的道路。经过深入研究,他们发现 DAP12-SARs 能够在小基因载荷的情况下,实现 T 细胞的多靶点功能,为开发更为有效的多靶点 T 细胞疗法带来了新的希望,相关研究成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先,利用基因编辑技术(如 CRISPR-Cas9)构建了多种敲除(KO)细胞系,用于模拟抗原缺失的情况,以评估 T 细胞的功能。其次,通过受体生成和慢病毒生产技术,制备了携带不同 DAP12-SARs 的慢病毒,用于转导 T 细胞,使其表达相应的受体。此外,借助多种细胞实验技术,包括体外细胞毒性测定、增殖测定、细胞因子分析等,全面评估了 T 细胞的功能;同时运用流式细胞术对细胞表面受体表达、细胞内信号通路激活等进行检测和分析。研究样本主要来源于商业白细胞单采产品中的外周血单个核细胞(PBMCs)。
KIR-SARs 靶向 IL13Ra2 和 HER-2 展现出强大的抗肿瘤活性:研究人员基于 Wang 等人的设计,构建了靶向 IL13Ra2 和 HER-2 的 KIR2DS2 衍生合成抗原受体(分别为 IL13Ra2-KIR 和 HER2-KIR)。将其与 DAP12 共表达于双顺反子载体后,这些受体在原代人 T 细胞表面表达良好。单靶向的 DAP12-SARs 工程化 T 细胞能够高效杀伤表达 IL13Ra2 和 HER-2 的 U-251 胶质母细胞瘤细胞。但将两个 DAP12-SARs 构建在同一转录本时,T 细胞对两个受体的表达出现异常,多数细胞仅表达单个受体,这可能是由于序列重组导致,因此需要探索新的共表达策略。
通过共表达不同的合成 DAP12 关联受体实现双靶向:为避免序列重组,研究人员采用不同的支架构建 HER2 靶向的 SARs,如以 TREM1 和 TREM2 为支架。结果显示,基于 TREM1 的受体在转导效率、细胞毒性和增殖反应等方面表现最佳,因此被选用于后续研究。将 IL13Ra2-KIR 和 HER2-TREM1 共表达于三顺反子载体后,两个受体在 T 细胞表面均能稳健表达,但单个受体的平均荧光强度(MFI)较单受体工程化 T 细胞有所降低。双 SAR-T 细胞在杀伤 U251 细胞时表现出色,且能独立识别两种抗原。
双 SAR 方法可扩展到不同的抗原组合:研究人员进一步构建了靶向 CD133 和 HER2 的双特异性构建体。他们评估了不同支架(KIR2DS2 和 NKp44)的 CD133 靶向 SARs,发现 NKp44 构建体在功能上更具优势。将 CD133-NKp44 和 HER2-TREM1 组合后,双特异性 T 细胞能够有效识别和杀伤表达 CD133 和 HER2 的 HCT-116 肿瘤细胞,不过单个受体的 MFI 同样有所下降。
双靶向 T 细胞可控制异质性肿瘤群体:利用 U-251 和 HCT-116 的 KO 细胞系,研究人员构建了异质性肿瘤群体模型。结果发现,单靶向 T 细胞存在旁观者杀伤现象,而双 SAR T 细胞能够像单靶向 T 细胞一样有效控制抗原阳性变体,在一定程度上体现了双受体存在的优势。
多个受体的表达可减弱炎性细胞因子的产生但不影响增殖:研究人员比较了单靶向和双靶向 T 细胞在炎性细胞因子产生和增殖方面的差异。结果显示,双 SAR-T 细胞在细胞因子产生方面普遍低于单受体 T 细胞,但在增殖能力上与单受体 T 细胞相当,表明多个受体的表达对不同效应功能有着不同的影响。
多个受体的表达减弱了单个受体的信号强度:研究人员对 HER2-TREM1 单表达和双表达 T 细胞的信号通路进行研究,发现双表达 T 细胞中 ERK 磷酸化水平较弱,早期激活标记物 Nur77 和 CD69 的表达动力学也有所延迟。不过,当肿瘤细胞同时表达两个靶抗原时,双 SAR-T 细胞与单 SAR-T 细胞在 Nur77 和 CD69 的上调方面相当,说明虽然单个受体的初始信号强度减弱,但整体的整合信号在两者之间具有可比性。
增加受体表达可恢复双 SAR 表达 T 细胞的功能缺陷:由于双 SAR-T 细胞受体表达水平较低,研究人员尝试通过两种策略增加受体表达:一是对串联表达两个 SARs 的载体转导的 T 细胞进行流式分选,筛选高表达受体的细胞;二是共转导相应的单 SAR 载体。结果表明,共转导策略能够有效提高受体表达,使双 SAR-T 细胞的细胞因子产生功能恢复到与单受体 T 细胞相当的水平。
在讨论部分,研究人员指出,肿瘤逃逸是工程化 T 细胞治疗成功的主要障碍,DAP12-SARs 为实现多靶点治疗提供了一种可行的策略。通过共表达多个 DAP12-SARs,能够在小基因载荷下实现 T 细胞的多靶点功能。然而,该研究也存在一定的局限性,如未深入研究合成受体的其他特征(如前导序列和连接序列)对表达水平的影响,仅使用了慢病毒载体,且 HER2 靶向 SARs 的功能受损可能与结合物 - 抗原组合有关。尽管如此,这项研究依然为肿瘤治疗领域带来了新的思路和方法,为未来开发更有效的多靶点 T 细胞疗法奠定了重要基础,有望推动肿瘤免疫治疗的进一步发展,为更多患者带来治愈的希望。**<