为CAR-T疗法“开路”：如何移除实体瘤周围屏障

　　

虽然免疫疗法在治疗血癌方面显示出巨大的希望，但大多数旨在治疗实体肿瘤(如胰腺癌或肺癌)的临床试验都失败了。长期以来，研究人员一直认为实体瘤对治疗的抵抗是由于肿瘤微环境——实体瘤周围的细胞和基质——但直到现在，这种封锁背后的确切机制还不清楚。

在一项新的研究中，宾夕法尼亚大学的研究人员揭示了肿瘤微环境是如何阻止T细胞攻击肿瘤的。通过小鼠模型，他们发现肿瘤微环境中的癌症相关成纤维细胞和细胞外基质对T细胞进入产生了物理屏障，这些细胞也积极抑制T细胞的功能。当研究人员使用CAR - T细胞靶向并去除这些成纤维细胞，而不是靶向肿瘤细胞本身时，T细胞能够浸润并攻击肿瘤。

“来自癌症相关成纤维细胞的物理屏障和免疫抑制环境限制或捕获T细胞，并阻止它们进入肿瘤，”第一作者、兽医学院的医生和博士后研究员Zebin Xiao说。“我们发现，靶向这些成纤维细胞可以破坏这种屏障，并具有非常大的肿瘤抑制作用。”

这项研究是兽医学院、佩雷尔曼医学院和艺术与科学学院的研究人员合作进行的，发表在《Nature Communications》杂志上。

研究人员说，采用双重方法——首先针对癌症相关的成纤维细胞，然后注入靶向肿瘤的CAR - T细胞——可能是治疗难治性实体瘤的突破。“这有点像派一个领导团队去炸毁路上的东西，”通讯作者Ellen Puré说。

实体瘤被称为“基质”的细胞基质和纤维结缔组织所包围。先前的研究表明，基质在阻止T细胞攻击实体瘤中起作用，但其机制尚不清楚。间质的重要性在不同类型的癌症中似乎也有所不同，在胰腺导管腺癌中尤为突出，在这种类型的胰腺癌中，间质占肿瘤体积的90%以上。

了解基质在阻断抗肿瘤免疫功能中的作用是克服这一障碍的重要一步。为了试图查明其中的机制，研究小组设计了CAR - T细胞，将癌症相关的成纤维细胞(产生结缔组织基质的基质中的细胞)归零并移除。

具体来说，他们专注于癌症相关成纤维细胞的一个亚群，该亚群产生一种调节成纤维细胞生长的酶——成纤维细胞激活蛋白(FAP)。然后，他们使用实时成像来观察胰腺癌小鼠模型中CAR - T细胞、基质和肿瘤细胞之间的相互作用。

Xiao完善的成像技术对于研究人员识别基质屏障功能背后的机制至关重要。

他们发现，移除这些与癌症相关的成纤维细胞有效地打破了胰腺癌细胞周围的物理屏障，使T细胞能够浸润肿瘤。治疗还破坏了免疫抑制环境，因此，一旦T细胞和其他免疫细胞浸润，它们就可以有效地攻击肿瘤细胞。

“这是第一个证明这些基质细胞在形成物理屏障使T细胞无法进入和创造免疫抑制环境方面发挥关键作用的证据，”Puré说，“我们可以逆转这一切。”

在一些实验中，在用成纤维细胞靶向CAR - T细胞治疗小鼠体内的实体瘤后，研究人员随后用另一组CAR - T细胞治疗肿瘤，这些CAR - T细胞被设计成靶向一种叫做间皮素的肿瘤抗原。虽然靶向间皮素的CAR - T细胞在体外靶向癌细胞方面是有效的，但之前的人体临床试验表明，它们在治疗患者的实体肿瘤方面是无效的。

研究人员想看看移除基质是否会让这些T细胞发挥作用，结果证明确实如此。当使用靶向基质的CAR - T细胞治疗后，靶向间皮素的CAR - T细胞能够进入肿瘤并发挥其功能。这种双重方法导致肿瘤消退和防止转移。

虽然这项研究的重点是胰腺癌，但研究人员也成功地在其他几种实体肿瘤上测试了这种方法，包括肺癌和间皮瘤。“这可能对相当广泛的实体瘤有启示，”Puré说。            

然而，到目前为止，对胰腺癌的影响最大。“破坏基质对胰腺癌的影响最大，因为基质越多，肿瘤就越依赖它，因此就越容易受到这种治疗的影响，”Puré说。            

现在，该团队正致力于将这种方法应用于人类和兽医诊所。“我们正在慢慢走向临床，”Puré说。“这是一个广泛的项目，涉及宾夕法尼亚大学的很多人。”

宾夕法尼亚大学提供