以退為進(jìn)——增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞免疫治療新思路

撰文 | 胡小話

責(zé)編 | 酶美

CAR-T(Chimeric antigen receptor T cell) 是一種經(jīng)生物工程改造具有嵌合抗原受體的T細(xì)胞。經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化改良，CAR-T療法在腫瘤治療上已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果，但是仍然有很大一部分癌癥患者不能從中獲益，尤其是實(shí)體瘤。其中，由CAR 信號(hào)的過(guò)度激活導(dǎo)致的T細(xì)胞耗竭被認(rèn)為是限制CAR-T療效的重要因素之一【1，2】。因此，如何采取有效的手段來(lái)減緩甚至是逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞的耗竭是是CAR-T療法所面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

2021年4月2日，來(lái)自斯坦福大學(xué)腫瘤治療中心Crystal L. Mackall研究團(tuán)隊(duì)在Science上以長(zhǎng)文的形式發(fā)表了題為Transient rest restores functionality in exhausted CAR-T cells through epigenetic remodeling的研究文章，報(bào)道了通過(guò)藥物短暫阻斷TCR信號(hào)的過(guò)度激活可以通過(guò)表觀調(diào)控的方式來(lái)逆轉(zhuǎn)CAR-T細(xì)胞耗竭的表型，進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤免疫治療的效果。

作者首先構(gòu)建了一個(gè)可以人為操控CAR信號(hào)“開(kāi)”和“關(guān)”的CAR-T細(xì)胞——DD CAR-T. 簡(jiǎn)而言之，通過(guò)在CAR蛋白中插入一段蛋白序列（DD）使得CAR能被快速降解，而藥物Shield-1會(huì)穩(wěn)定CAR蛋白量，恢復(fù)CAR信號(hào)，如圖1所示。

借助這樣一個(gè)系統(tǒng)，作者對(duì)短暫的阻斷CAR信號(hào)是否可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的功能進(jìn)行了探究。通過(guò)給NSG小鼠移植白血病細(xì)胞和DD CAR-T細(xì)胞，作者發(fā)現(xiàn)CAR信號(hào)短暫被抑制的CAR-T細(xì)胞（ON/OFF）與持續(xù)激活的CAR-T細(xì)胞（ON/ON）以及一直未激活的CAR-T細(xì)胞（OFF/OFF）相比，具有更好的抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果。

進(jìn)一步的研究則表明，短暫的阻斷CAR信號(hào)可以逆轉(zhuǎn)CAR-T細(xì)胞耗竭的表型，并且會(huì)向記憶T細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，為了搞清楚阻斷CAR信號(hào)導(dǎo)致CAR-T細(xì)胞的命運(yùn)重塑的分子機(jī)制，作者對(duì)三種狀態(tài)的CAR-T細(xì)胞（分別為ON/OFF，ON/ON和OFF/OFF）進(jìn)行了ATAC-seq測(cè)序，他們發(fā)現(xiàn)ON/ON與ON/OFF的CAR-T細(xì)胞相比，它們的表觀基因組（epigenome）具有非常明顯的差異。具體來(lái)說(shuō)，ON/ON的CAR-T細(xì)胞的表觀基因組富集到很多與T細(xì)胞耗竭相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合基序，如AP-1家族的BATF,JUNB,NFATC2，而ON/OFF的CAR-T細(xì)胞的表觀基因組則富集到很多與T細(xì)胞記憶相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合基序，如TCF7, RUNX家族與FOXO家族等。這說(shuō)明短暫阻斷CAR信號(hào)會(huì)重塑CAR-T細(xì)胞表觀狀態(tài)，進(jìn)而使得其由細(xì)胞耗竭向記憶T細(xì)胞的表型發(fā)生轉(zhuǎn)變。有意思的是，作者發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程是由EZH2介導(dǎo)的H3K27me3所調(diào)控。

最后，作者嘗試用一種FDA批準(zhǔn)酪氨酸激酶抑制劑——dasatinib (Das) 來(lái)重復(fù)他們前面的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗麄冊(cè)缦鹊难芯勘砻鱠asatinib可以通過(guò)抑制TCR的激酶活性來(lái)抑制CAR-T細(xì)胞的激活【3】。他們發(fā)現(xiàn)，dasatinib同樣可以恢復(fù)CAR-T細(xì)胞的活力，增強(qiáng)其抗腫瘤的效果。更加重要的是，作者發(fā)現(xiàn)用dasatinib短暫的阻斷CAR信號(hào)不僅可以阻止T細(xì)胞耗竭的過(guò)程，并且還可以逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭的表型。

值得一提是，在同期的Science雜志上還邀請(qǐng)了貝勒醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與基因治療中心的Maksim Mamonkin和Malcolm K. Brenner教授以Perspective形式撰寫(xiě)了評(píng)述文章。他們對(duì)于這項(xiàng)研究工作給予了很大的肯定，認(rèn)為其對(duì)CAR-T療法具有重要并且可以立即實(shí)現(xiàn)的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值（”has important immediate implications for CAR-T cell therapy”）。與此同時(shí)，他們也提到在實(shí)際臨床使用時(shí)還是必須謹(jǐn)慎對(duì)待，尤其是要把握好阻斷CAR信號(hào)的時(shí)間，避免腫瘤在這一時(shí)間階段的生長(zhǎng)失控以及炎癥因子風(fēng)暴等副作用。

最后，總結(jié)一下。在這項(xiàng)研究中，Crystal教授研究團(tuán)隊(duì)提出了短暫阻斷TCR信號(hào)來(lái)阻止和逆轉(zhuǎn)CAR-T細(xì)胞耗竭，進(jìn)而最大程度增強(qiáng)CAR-T療法的新思路。這一治療策略為腫瘤的免疫治療提供了新的愿景。