趨化因子在CAR-T治療實體瘤中的作用

CAR-T療法發(fā)展火熱，目前已上市七個產(chǎn)品，給許多患帶來福音。但目前上市的產(chǎn)品都適用于血液腫瘤，因為CAR-T治療實體瘤有它的局限性，包括低效的運輸和腫瘤組織持續(xù)時間差。如果CAR-T細胞在正確的時間特異性地找到腫瘤細胞，才會有較好的殺傷效果。

在我們體內(nèi)有一種細胞因子，趨化因子也稱趨化性細胞因子，是負責(zé)免疫細胞運輸和淋巴組織發(fā)育的細胞因子亞家族。目前據(jù)報道有50種不同的趨化因子，根據(jù)其主要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的前兩個半胱氨酸（C）殘基的位置，可分為四大類，即C、CC、CXC和CX3C趨化因子。每個免疫細胞亞群都有不同的趨化因子受體表達模式，這使得它們對趨化因子有不同的反應(yīng)，并根據(jù)每個環(huán)境的特殊需要遷移。在癌癥中，它們在免疫細胞遷移到腫瘤中的模式中起著關(guān)鍵作用，從而形成腫瘤微環(huán)境的免疫特征，通常朝向促腫瘤形成狀態(tài)。

除按照亞家族分類外，趨化因子還可根據(jù)其功能分為穩(wěn)態(tài)趨化因子，炎癥趨化因子或雙重功能趨化因子。炎性趨化因子比穩(wěn)態(tài)趨化因子多得多并且分泌迅速。

穩(wěn)態(tài)趨化因子在器官發(fā)育、免疫監(jiān)視、組織更新/再生上發(fā)揮作用；炎癥趨化因子在感染或損傷引起的白細胞遷移和宿主防御上發(fā)揮作用。

如果我們找到一種趨化因子是與一種實體瘤高度相關(guān)，同時在健康組織中不表達或表達較少，同時轉(zhuǎn)導(dǎo)CAR-T細胞共表達趨化因子受體，那么回輸進體內(nèi)的CAR-T細胞是不是就會遷移到相應(yīng)的趨化因子周圍也就是實體腫瘤附近，從而增強對腫瘤細胞的識別和裂解，繼而增強治療效果。

德國慕尼黑大學(xué)的研究人員在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 期刊發(fā)表了題為：T cells armed with C-X-C chemokine receptor type 6 enhance adoptive cell therapy for pancreatic tumours?的研究論文。

該研究表明，通過基因工程改造T細胞，使其高表達CXC趨化因子受體6（CXCR6），能夠增強T細胞對胰腺癌細胞的識別和裂解，從而增強癌癥細胞治療效果。

首先作者利用小鼠胰腺癌細胞系建立兩個小鼠模型Panc02和T110299。用QPCR來分析趨化因子的RNA水平，發(fā)現(xiàn)CXCL16是兩個模型都表達較高的一個趨化因子。用ELISA分析CXCL16在荷瘤小鼠模型中不同組織的蛋白表達水平，在腫瘤部位表達最高。同時發(fā)現(xiàn)荷瘤小鼠血漿CXCL16水平高于健康小鼠，且腫瘤大小與血漿CXCL16濃度成正比關(guān)系。

CXCL16-CXCR6配對的另一個特點是，配體CXCL16同時以可溶形式（作為趨化劑）和跨膜形式（介導(dǎo)細胞-細胞粘附）存在。可溶性CXCL16的作用在于，為T細胞遷移至腫瘤細胞提供趨化梯度，體外實驗結(jié)果表明，只有可溶性CXCL16存在的情況下，CXCR6 CAR-T細胞才能在Transwell實驗中殺傷胰腺癌細胞；而跨膜CXCL16的作用在于，與CXCR6受體結(jié)合，增強免疫突觸，這樣提高了T細胞-腫瘤細胞結(jié)合的功能性親和力，并增加T細胞的活化和功能。

結(jié)合配體的趨化因子受體的內(nèi)化和胞內(nèi)轉(zhuǎn)運對后續(xù)的細胞反應(yīng)至關(guān)重要。因此，我們研究了配體結(jié)合后受體的動態(tài)變化，以排除受體接觸后脫敏。在過度飽和的重組CXCL16濃度下，CXCR6迅速內(nèi)化，隨后被回收到細胞表面，重新暴露在重組配體中。表明與配體接觸后并沒有導(dǎo)致受體持久的下調(diào)。

為了分析CXCR6轉(zhuǎn)導(dǎo)T細胞在體內(nèi)的的機制，用腫瘤負荷小鼠做跟蹤實驗。CXCR6-transduced OT-1 T cells in Panc02-OV A tumours在腫瘤位置有明顯的積累，而在其他組織有一點遷移，包括腎臟（健康組織中CXCL16表達最多的位置），但在肺組織和派爾集合淋巴結(jié)有少量積累。這種轉(zhuǎn)導(dǎo)CXCR6 T細胞的歸巢是依賴于表達CXCL16的腫瘤細胞的，因為當(dāng)模型中CXCL16敲掉，就沒有了這種積累現(xiàn)象。

因為所做的研究成果最終都是要用于臨床上的，作者在胰腺癌患者同樣分析了趨化因子的內(nèi)源性表達，并分別在皮下腫瘤模型、原位腫瘤模型和PDX（人源性組織異種移植模型），都發(fā)現(xiàn)CXCR6 CAR-T細胞具有增強的T細胞活化和腫瘤浸潤的效果，使腫瘤消退、延長生存期。同時文獻也指出自己實驗的局限性，所做的腫瘤模型不能完全貼近實際患者的情況。作者最后是想利用趨化因子和其受體結(jié)合的能力廣泛地應(yīng)用到CAR-T治療實體瘤中，不過對于不用癌種，尚有許多的工作需要去做。