人類腫瘤治療史上的裏程碑無疑一定有(yǒu)一座是腫瘤免疫療法的。而腫瘤免疫療法的主要兩大領域,細胞治療以及以PD1/PDL1為(wèi)代表的免疫檢查點抑制劑都在飛速發展。目前,已經有(yǒu)5種抗PD1/PDL1抗體(tǐ)藥物(wù)上市,包括默沙東的Keytruda、百時美施貴寶的Opdivo、羅氏的Tecentriq、輝瑞和德(dé)國(guó)默克生産(chǎn)的Bavencio以及阿斯利康生産(chǎn)的Imfinzi。
而以CAR-T為(wèi)代表的細胞免疫療法目前也已經有(yǒu)兩款上市,即諾華的Kymriah以及Kite公(gōng)司(現已被吉列德(dé)公(gōng)司收購(gòu))的Yescarta。
然而,目前上市的細胞免疫療法Kymriah以及Yescarta都是針對血液腫瘤的,對于實體(tǐ)腫瘤而言,目前的CAR-T仍然還面臨許多(duō)困難,比如治療實體(tǐ)瘤效果不佳,不能(néng)夠有(yǒu)效地浸潤到腫瘤組織内部,CAR-T細胞生存時間不長(cháng)等等。
▲研究者們在國(guó)際著名(míng)期刊《自然-生物(wù)技(jì )術》雜志(zhì)上面發表的文(wén)章(圖片來自Nature)
3月5日,最新(xīn)一期國(guó)際著名(míng)學(xué)術期刊《自然-生物(wù)技(jì )術》在線(xiàn)發表了一篇關于免疫治療腫瘤的重磅文(wén)章,一組來自日本的科(kē)學(xué)家團隊通過将IL-17以及CCL-19基因轉入CAR-T細胞制備出能(néng)夠有(yǒu)效殺傷腫瘤的“超級CAR-T細胞”,能(néng)夠讓患有(yǒu)腫瘤的小(xiǎo)鼠幾乎100%生存,這種細胞在體(tǐ)内存活時間更長(cháng)并且能(néng)夠有(yǒu)效地幫助DC細胞以及T細胞浸潤到腫瘤組織内部一起殺傷腫瘤【1】。
▶7x19◀
研究者們把這項創新(xīn)的CAR-T技(jì )術叫做“7x19CAR-T細胞”。
主要是在以往的CAR-T基礎之上将IL-17以及CCL19添加進去改造而成。那麽,為(wèi)何要添加IL-17以及CCL19這兩個基因呢(ne)?
原來,以往的研究發現,淋巴器官之中(zhōng)的纖維網狀細胞(Fibroblastic reticular cells)分(fēn)泌的IL-17和CCL19能(néng)夠将外圍的T細胞和DC細胞有(yǒu)效地招募過來,以便維持T細胞集中(zhōng)的區(qū)域(T cell zone)【2,3】。因此,研究者們就受到這個啓發,期望将IL-17和CCL19也裝(zhuāng)到CAR-T細胞之中(zhōng),看能(néng)不能(néng)在治療腫瘤的同時招募更多(duō)的T細胞以及DC細胞來腫瘤組織中(zhōng)一起殺傷腫瘤。
研究者們還真是善于學(xué)習,這正應了我國(guó)的名(míng)言,所謂“師夷長(cháng)技(jì )以制夷”,向相關的細胞學(xué)習,然後再把相同的原理(lǐ)用(yòng)到CAR-T身上。
那麽,研究者們是怎麽改造的呢(ne)?
▲研究者們将表達IL-17以及CCL19的基因構建到CAR質(zhì)粒載體(tǐ)中(zhōng),左圖表示正常的表達CAR(嵌合抗原受體(tǐ))的質(zhì)粒,右圖表示CAR-IL17-CCL19共表達質(zhì)粒,其中(zhōng)CAR、IL-17以及CCL19之間用(yòng)2A肽連接(圖中(zhōng)紅色區(qū)域)
這簡單,将CAR-IL17-CCL19全部構建到一個質(zhì)粒中(zhōng)共同表達就行了,其中(zhōng),這幾個元件之間采用(yòng)2A短肽連接,表達之後就在細胞中(zhōng)自動分(fēn)裂成三個,各自行使各自的功能(néng)了。
▶T細胞的滲透◀
那麽,研究者們的設計是不是能(néng)夠讓他(tā)們如願以償呢(ne)?
答(dá)案是肯定的。
研究者們采用(yòng)改造之後的7x19CAR-T細胞治療小(xiǎo)鼠的腫瘤,然後把腫瘤組織切片,用(yòng)免疫熒光技(jì )術來觀察腫瘤組織中(zhōng)的T細胞和DC細胞的數量,結果顯示,7x19CAR-T細胞治療之後,T細胞及DC細胞明顯增多(duō),而采用(yòng)常規CAR-T治療的小(xiǎo)鼠,其腫瘤組織中(zhōng)T細胞和DC細胞很(hěn)少,幾乎都在腫瘤組織的外緣。換句話說,這相當于幫助T細胞滲透進入實體(tǐ)瘤組織中(zhōng)。
▲研究者們采用(yòng)改造之後的7x19CAR-T細胞治療小(xiǎo)鼠的腫瘤,然後把腫瘤組織切片,用(yòng)免疫熒光技(jì )術來觀察腫瘤組織中(zhōng)的T細胞和DC細胞的數量;圖中(zhōng)的紅色部分(fēn)表示T細胞、綠色表示浸潤性DC細胞,可(kě)以看到,7x19CAR-T細胞治療之後,T細胞及浸潤性DC細胞明顯增多(duō)(右小(xiǎo)圖)
這說明,經過改造之後的7x19CAR-T細胞能(néng)夠幫助身體(tǐ)中(zhōng)的T細胞以及DC細胞有(yǒu)效地浸潤到腫瘤組織内部,進而對腫瘤細胞進行殺傷。
實際上,這解決了目前CAR-T治療實體(tǐ)腫瘤最大短闆之一:CAR-T細胞無法有(yǒu)效地進入實體(tǐ)瘤組織内部,而絕大多(duō)數都被擋在腫瘤組織外圍,造成CAR-T細胞無法和腫瘤細胞直接接觸進而殺傷腫瘤的困境。
确實,若是CAR-T細胞無法直接和腫瘤細胞接觸,那麽,它們又(yòu)如何能(néng)夠殺傷得了腫瘤細胞呢(ne)?而實體(tǐ)腫瘤常常較為(wèi)緻密,造成CAR-T常常被擋在外圍,在空間上不能(néng)夠有(yǒu)效地接近腫瘤細胞。
▶消滅小(xiǎo)鼠所有(yǒu)腫瘤◀
當然,作(zuò)為(wèi)一款治療腫瘤的改進創新(xīn)方法,雖然把牛皮吹上了天,但要是沒有(yǒu)什麽效果的話,那也沒有(yǒu)什麽應用(yòng)價值。
對于治療方法而言,關鍵是看效果。
那麽,究竟這種超級CAR-T細胞的治療腫瘤的效果如何呢(ne)?
▲研究者們采用(yòng)改造之後的7x19CAR-T細胞治療小(xiǎo)鼠肥大細胞癌,結果幾乎100%的小(xiǎo)鼠都能(néng)夠存活(紅色線(xiàn)),而常規CAR-T治療存活率隻有(yǒu)30%左右(藍色線(xiàn));CPA:環磷酰胺(cyclophosphamide),一種免疫抑制劑(圖片來自Nature)
可(kě)以說,7x19CAR-T治療腫瘤的效果是相當讓人驚喜的,所有(yǒu)的荷瘤小(xiǎo)鼠都存活了下來,生存率達到100%,而采用(yòng)常規CAR-T療法的腫瘤小(xiǎo)鼠生存率隻有(yǒu)30%左右。
當然,不要以為(wèi)研究者們隻實驗了一種少見的腫瘤,對于其他(tā)的腫瘤比如肺癌、胰腺癌也一樣,7x19CAR-T治療之後,小(xiǎo)鼠生存率幾乎都達到100%。
盡管是小(xiǎo)鼠實驗,這樣的結果已經讓人非常滿意了。
不但如此,研究者們還繼續探讨了單獨使用(yòng)IL-7和單獨使用(yòng)CCL19均不能(néng)夠有(yǒu)效地提高CAR-T的殺傷能(néng)力,隻有(yǒu)IL-7和CCL19合在一起時才能(néng)夠發揮超強腫瘤殺傷作(zuò)用(yòng)。
并且,研究者們進一步觀察到,7x19 CAR-T輸入荷瘤小(xiǎo)鼠之後,主要是存在于腫瘤組織部位,而不會存在于身體(tǐ)的其他(tā)部位,這說明這一療法的安(ān)全性較高。
期待這一療法在未來能(néng)夠有(yǒu)更加深入的研究。
參考資料:
1. IL-7 and CCL19 expression in CAR-T cellsimproves immune cell infiltration and CAR-T cell survival in the tumor.2018.
2. Link, A. et al. Fibroblastic reticularcells in lymph nodes regulate the homeostasis
of naive T cells. Nat. Immunol. 8,1255–1265 (2007).
3. Luther, S.A. et al. Differing activitiesof homeostatic chemokines CCL19, CCL21,
and CXCL12 in lymphocyte and dendritic cellrecruitment and lymphoid neogenesis.
J. Immunol. 169, 424–433 (2002).
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