解锁工程化免疫细胞疗法治疗实体瘤的潜力

【字体: 时间:2025年02月06日 来源:Nature Communications 14.7

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  实体瘤治疗面临诸多挑战,为提升疗效,研究人员开展工程化免疫细胞疗法研究。通过多种策略对免疫细胞进行改造,结果显示可增强其功能,克服部分障碍。这为实体瘤治疗带来新希望,有望推动新一代细胞疗法发展。

  在医学领域,实体瘤一直是困扰患者和医生的难题。传统治疗手段在面对晚期实体瘤时,效果往往不尽如人意。免疫细胞疗法作为一种新兴的治疗方式,给众多患者带来了新的希望,但它在应用过程中也遇到了不少阻碍。比如,肿瘤微环境(TME)的免疫抑制作用,使得免疫细胞难以发挥正常功能;还有,免疫细胞在肿瘤部位的归巢能力不足,以及存在脱靶毒性等问题。为了突破这些困境,来自西班牙多家机构(Hospital Clínic、August Pi I Sunyer Biomedical Research Institute (IDIBAPS)、University of Barcelona 等)的研究人员开展了关于工程化免疫细胞疗法治疗实体瘤的研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为实体瘤治疗开辟了新的道路。
研究人员主要运用了基因编辑技术(如 CRISPR - Cas9)、细胞工程技术以及多种细胞功能检测技术。在样本队列来源方面,涉及到黑色素瘤、滑膜肉瘤等多种实体瘤患者的肿瘤样本及外周血样本。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 细胞疗法在实体瘤中的作用拓展
    • TIL 疗法:未筛选的肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)疗法在晚期黑色素瘤治疗中展现出持久缓解的潜力,甚至对部分抗 PD1 治疗耐药的患者也有效,其代表产品 lifileucel 已获 FDA 批准。TIL 疗法对其他免疫原性恶性肿瘤,如非小细胞肺癌和宫颈癌也有一定疗效。不过,传统 TIL 疗法存在局限,仅适用于基础免疫浸润的肿瘤,还面临非反应性旁观者 T 细胞扩增、免疫抑制性肿瘤微环境和转移细胞耗竭等问题。
    • CAR - T 和 TCR - T 疗法:这两种疗法使用外周血来源的 T 细胞,通过转导靶向特定抗原表位的受体发挥作用。CAR - T 细胞含有共刺激域,可增强增殖和细胞毒性。虽然它们能应用于 “冷” 肿瘤,但在实体瘤复杂基因组环境下,仍面临肿瘤归巢受损、靶向脱瘤毒性、CAR 局限于膜抗原、TCR - T 细胞依赖匹配的人类白细胞抗原(HLA)等挑战12

  2. 基因沉默免疫抑制分子
    研究发现,使用 CRISPR - Cas9 等基因编辑技术敲除免疫检查点和抑制分子,如转录因子 TOX11、程序性细胞死亡蛋白(PD1)12、淋巴细胞激活基因 3(LAG3)12等,可增强 ACT 疗效。但敲除 PD1 在 CAR - T 细胞中的效果具有环境依赖性,且免疫检查点的基因敲除可能影响 CD8+ T 细胞的记忆功能,其对增强 ACT 抗肿瘤疗效是否有益仍存在争议。此外,还有多种参与 T 细胞耗竭的分子,如 SOCS 蛋白、PRDM1 等,敲除它们可改善抗肿瘤活性34
  3. “武装” T 细胞
    通过基因工程让 T 细胞表达促炎分子可增强其抗肿瘤活性。例如,在 TILs 中过表达 IL12 虽有一定疗效,但毒性较大。而诱导性表达 IL18 的 GD2 靶向 CAR - T 细胞、转导 IL15 的 T 细胞等,在临床前模型中都表现出较好的抗肿瘤效果。此外,转导趋化受体可促进 T 细胞向肿瘤微环境迁移,表达双特异性 T 细胞衔接器(BiTEs)的 T 细胞能招募旁观者 T 淋巴细胞,增强抗肿瘤作用56
  4. 基因增强 T 细胞代谢
    肿瘤微环境的代谢特点抑制了免疫细胞的存活。研究发现,工程化改造 T 细胞的代谢途径可提升其功能。如表达糖酵解酶或葡萄糖转运蛋白、敲除 DGK、条件性删除 MCT11、过表达 FOXO1 等,都能增强 T 细胞的抗肿瘤活性7
  5. 灭活同种异体抗原
    利用 CRISPR - Cas9 技术消除供体 T 细胞的同种异体抗原,结合使用 γδ CAR - T 细胞,有助于开发通用细胞产品,降低免疫排斥风险。敲除 HLA 和内源性 TCR,可实现同种异体 T 细胞产品的大规模生产8
  6. 超越 T 细胞的疗法
    巨噬细胞和自然杀伤(NK)细胞也是免疫治疗的重要细胞。CAR - 巨噬细胞在体外显示出促炎特性和肿瘤消退作用,对其进行基因改造可优化抗肿瘤效果。NK 细胞经基因工程改造后,在抗肿瘤治疗中也展现出潜力9

总的来说,这项研究通过基因工程对免疫细胞进行多方面改造,为实体瘤治疗带来了新的策略和希望。研究表明,基因工程可增强过继转移细胞的表型和功能,包括敲除免疫抑制分子、过表达免疫刺激因子、改善 T 细胞代谢等。此外,消除同种异体抗原为更易获得的同种异体产品开发奠定了基础。不过,基因工程免疫细胞疗法在临床应用中仍面临一些挑战,如设备要求高、成本昂贵、监管严格等。未来还需要进一步研究和优化,以推动该疗法在临床广泛应用,为更多实体瘤患者带来治愈的可能。

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