CAR-T免疫細胞治療的最新研究進展匯總

來源：生物谷

CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，即嵌合抗原受體T細胞免疫療法。該療法是一種出現了很多年但近幾年才被改良使用到臨床中的新型細胞療法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著顯著的療效，被 認為是最有前景的腫瘤治療方式之一。正如所有的技術一樣，CAR-T技術也經歷一個漫長的演化過程，正是在這一系列的演化過程中，CAR-T技術逐漸走向成熟。

這種新的治療策略的關鍵之處在于識別靶細胞的被稱作嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor, CAR）的人工受體，而且在經過基因修飾后，病人T細胞能夠表達這種CAR。在人體臨床試驗中，科學家們通過一種類似透析的過程提取出病人體內的一些T細胞，然后在實 驗室對它們進行基因修飾，將編碼這種CAR的基因導入，這樣這些T細胞就能夠表達這種新的受體。這些經過基因修飾的T細胞在實驗室進行增殖，隨后將它們灌注回病人體內。這些T細胞利用它們表達的CAR受體結合到靶細胞表面上的分子，而這種結合觸發一種內部信號產 生，接著這種內部信號如此強效地激活這些T細胞以至于它們快速地摧毀靶細胞。

近年來，CAR-T免疫療法除了被用來治療急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，經改進后，也被用來治療實體瘤、自身免疫疾病、HIV感染和心臟病等疾病，具有更廣闊的應用空間。基于此，針對CAR-T 細胞療法取得的最新進展，小編進行一番盤點，以饗讀者。

1.Blood：新研究助推CAR-T細胞治療B-ALL白血病
doi:10.1182/blood.2021012392

在一項新的回顧性研究中，來自美國西北大學、芝加哥兒童醫院和斯坦福大學等研究機構的研究人員嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）免疫治療藥物tisagenlecleucel在復發性和難治性B細胞急性淋巴細胞白血病（B-ALL）的兒科患者中表現出安全性和有效性，即使該藥物不符合美國食品藥品管理局（FDA）的嚴格生產標準。相關研究結果近期發表在Blood期刊上，論文標題為“Out of Specification Tisagenlecleucel Does Not Compromise Safety or Efficacy in Pediatric Acute Lymphoblastic Leukemia”。

近期的一項臨床試驗發現接受CAR-T細胞治療藥物tisagenlecleucel輸注的復發性或高風險B-ALL兒童患者在輸注三個月后的緩解率為81%。具體而言，tisagenlecleucel利用患者的健康T細胞，對它們進行基因改造，使之靶向識別B-ALL癌細胞表面上表達的蛋白CD19。

在這項新的研究中，Rossoff及其同事們分析了185名被診斷為復發性或難治性B-ALL的兒童患者的回顧性數據，這些患者在美國的15個兒科臨床基地接受了不合規格的tisagenlecleucel或符合護理標準的tisagenlecleucel。總的來說，這些作者發現這兩組患者的生存率和毒副作用相似，從而證明了該藥物的整體安全性和有效性。

2.JNCI：表觀遺傳譜可預測CAR-T細胞治療血液惡性腫瘤的療效
doi:10.1093/jnci/djab194

在過去的幾年里，出現了一種治療血液癌癥的替代方法，即一種稱為嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法的細胞療法。在CAR-T細胞療法中，臨床醫生收集患者的T細胞，在實驗室里通過基因工程對它們進行改造使之表達識別癌細胞表面蛋白的CAR受體，隨后將它們輸注到患者體內，使它們更有效地攻擊癌癥。這一策略意味著在治療血液惡性腫瘤方面的一場革命。這種細胞療法，并非沒有問題，這些問題可以概括為副作用的出現、對治療不敏感的病例以及較高的治療成本。因此，能夠選擇哪些患者最有可能從CAR-T細胞治療中受益，并了解如何提高這些細胞的治療能力將是非常重要的。

在一項新的研究中，西班牙巴塞羅那大學遺傳學教授Manel Esteller博士及其研究團隊發現給患者使用的CAR-T細胞的DNA化學修飾譜（即表觀遺傳譜）決定了它們的臨床療效。這項研究之所以能夠進行，是因為與來自巴塞羅那診所醫院、意大利Bambino Gesù兒科醫院和以色列Sheba醫療中心的研究人員合作，他們都是這種新型療法的先驅。相關研究結果于2021年9月28日在線發表在Journal of the National Cancer Institute期刊上，論文標題為“Epigenetic Profiling and Response to CD19 Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy in B-Cell Malignancies”。

Esteller博士評論說，“CAR-T細胞療法為之前所有的治療方法都失敗了的白血病和淋巴瘤患者帶來了希望。然而，我們對影響這種療法成功與否的因素知之甚少。我們決定詳細研究提供給白血病和淋巴瘤患者的100多份CAR-T細胞樣本的分子特征。我們發現，有一種遺傳調節譜—表觀基因組—與這些患者的疾病不復發和總生存率的提高有關。此外，我們觀察到這種表觀遺傳模式是年輕T細胞的典型特征，因為它們的壽命很長，留在患者血液中的能力更強，也許因為這個原因，它們是更有效的CAR-T細胞。”

3.Science子刊：纖維蛋白凝膠可增強CAR-T細胞治療手術后的膠質母細胞瘤的效果
doi:10.1126/sciadv.abg5841

在一項新的研究中，來自美國北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員報告說，將一種新開發的纖維蛋白凝膠（fibrin gel）與免疫療法相結合可發揮協同作用：將它遞送到患有膠質母細胞瘤（一種高度惡性和致命的癌癥）的手術后小鼠大腦中可提高了免疫療法的有效性。相關研究結果發表在2021年10月6日的Science Advances期刊上，論文標題為“Fibrin gel enhances the antitumor effects of chimeric antigen receptor T cells in glioblastoma”。

描述T細胞纖維蛋白凝膠遞送系統的特性，圖片來自Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abg5841。

論文第一作者、北卡羅來納大學教堂山分校生物醫學工程師Edikan Ogunnaike博士說，“我們開發了一種由纖維蛋白制成的凝膠，纖維蛋白是一種最常與幫助血液凝固有關的蛋白。將這種纖維蛋白凝膠施加于大腦的某個區域以幫助CAR-T細胞治療，這在膠質母細胞瘤治療中是獨一無二的。該凝膠通過使T細胞適應手術后的傷口環境來幫助CAR-T細胞在大腦中的分布，同時也阻止了腫瘤的復發。”

這些作者使用了高濃度的人類纖維蛋白原（fibrinogen）—一種由肝臟產生的蛋白，用酶將其轉化為纖維蛋白，并利用所產生的纖維蛋白開發出一種多孔的纖維蛋白凝膠，然后讓這種多孔的纖維蛋白凝膠與CAR-T細胞混合在一起并置于手術后的大腦區域。這種凝膠在大腦中形成了網狀的纖維蛋白支架，在這種纖維蛋白支架中，CAR-T細胞均勻地將自己包裹在支架的孔隙中。該支架是可生物降解的，不會引起炎癥、組織死亡或結疤。

在給予這種凝膠和CAR-T細胞的14只患有膠質母細胞瘤的手術后小鼠中，有9只（64%）在治療94天后沒有腫瘤，而只給予CAR-T細胞的10只患有膠質母細胞瘤的手術后小鼠中有2只（20%）是如此。這些作者說，如果這些發現能在人類研究中得到復制—他們提醒說，許多早期的實驗室發現并沒有導致臨床研究或新療法—這將使目前的治療率得到極大的改善。

4.JBC：需要對CAR-T細胞療法進行改進來高效殺死實體瘤
doi:10.1016/j.jbc.2021.101033

利用身體免疫系統的力量來對抗疾病的免疫療法在治療癌癥方面正獲得巨大的吸引力。在癌癥免疫療法中，最主要的是一種稱為CAR-T的療法，即嵌合抗原受體T細胞療法。CAR-T細胞療法在治療白血病等血癌方面取得了巨大的成功，特別是在兒童和年輕人中。但是用這種療法來對抗包括皮膚癌在內的實體瘤已經證明要困難得多。

如今，在一項新的研究中，美國托馬斯杰斐遜大學微生物學與免疫學教授Yuri Sykulev博士及其同事們發現，為了有效地殺死黑色素瘤細胞，CAR-T細胞需要靶細胞上大量的抗原，即過量表達的癌癥相關分子。這些發現可能會導致更好的免疫療法來治療實體瘤。相關研究結果發表2021年9月的Journal of Biological Chemistry期刊上，論文標題為“Efficient killing of tumor cells by CAR-T cells requires greater number of engaged CARs than TCRs”。

在這項新的研究中，Sykulev博士及其同事們設計了CAR-T細胞，使之識別黑色素瘤細胞表面上的一種稱為高分子量黑色素瘤相關抗原（high-molecular weight melanoma associated-antigen, HMW-MAA）的抗原。黑色素瘤細胞在其細胞表面上表達不同數量的HMW-MAA。當這些作者評估CAR-T細胞對黑色素瘤細胞的殺傷力時，他們觀察到CAR-T細胞有效地清除了表達高水平HMW-MAA的黑色素瘤細胞，但沒有清除那些HMW-MAA水平較低的黑色素瘤細胞。

Sykulev博士及其同事們隨后測試了另一種稱為TCR-T細胞療法的免疫療法殺死靶細胞的效果如何。在TCR-T細胞療法中，T細胞經過基因改造后表達一種特定的T細胞受體（TCR）來識別和殺死靶細胞。TCR-T細胞療法的工作方式與CAR-T療法類似，但它識別的靶分子與HMW-MAA不同。

當這些作者用TCR-T細胞治療黑色素瘤細胞時，他們發現這種治療很容易殺死腫瘤細胞，即使是在表達的靶分子同源肽-MHC配體比CAR-T細胞檢測靶細胞所需的HMW-MAA抗原少得多的黑色素瘤細胞系中，也是如此。這些結果表明，TCR介導的癌細胞殺傷力比CAR-T細胞療法所需的閾值低，盡管這兩者（CAR和TCR）在T細胞表面上的存在水平相似。

5.Nat Cancer：雙靶向CAR-T細胞有望更高效治療實體瘤
doi:10.1038/s43018-021-00244-2

在一項新的研究中，來自美國北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員發現一種新開發的使用經過基因改造的T細胞來鎖定和攻擊癌細胞上的兩種抗原的CAR-T細胞免疫療法，對植入人類神經母細胞瘤組織的小鼠非常有效。這種雙重靶向限制了腫瘤的重新生長，并防止神經母細胞瘤細胞躲避這些攻擊性的T細胞。相關研究結果發表在2021年9月的Nature Cancer期刊上，論文標題為“Dual-targeting CAR-T cells with optimal co-stimulation and metabolic fitness enhance antitumor activity and prevent escape in solid tumors”。

GD2特異性CAR-T細胞和B7-H3特異性CAR-T細胞在體外靶向神經母細胞瘤，圖片來自Nature Cancer, 2021, doi:10.1038/s43018-021-00244-2。

論文共同第一作者兼論文共同通訊作者、北卡羅來納大學教堂山分校醫學院博士后研究員Hongwei Du博士說，“腫瘤細胞的特點是抗原的混合表達，我們設計了雙靶向T細胞，以最大限度地提高它們阻止腫瘤逃避免疫系統檢測能力。此外，這些經過基因改造的T細胞也能夠接收重要的信號，這在某種程度上是獨特的，因為在讓某些類型的免疫療法克服實體瘤中發現的不友好的腫瘤環境方面一直存在許多挑戰。”

這些作者使用了CAR-T細胞免疫療法，這涉及從患者身上收集免疫系統中的T細胞，并在實驗室中對它們進行基因再造，以便在將它們重新輸注到患者體內時識別癌細胞表面上的靶標。

具體而言，這些作者將識別腫瘤細胞表達的兩種抗原與兩種關鍵的共刺激分子— CD28和4-1BB—結合起來。CD28是一種在早期激活后在T細胞表面上表達的蛋白質，而4-1BB參與T細胞的生存和記憶形成。在臨床研究中，CD28和4-1BB單獨使用時，對血源性癌癥患者同樣有效。然而，CD28和4-1BB共刺激的組合似乎對實體瘤至關重要。Du的研究工作導致他們開發出有效傳遞這兩種信號的方法。

這些作者首先在實驗室中觀察了神經母細胞瘤細胞，看它們對免疫細胞聯合攻擊的反應如何。鑒于實驗室研究的積極結果，他們隨后觀察了植入神經母細胞瘤的小鼠，看看它們對經過基因改造后表達CD28和4-1BB的T細胞共同刺激的反應。的確，這些經過共刺激的T細胞對減少帶有大量神經母細胞瘤的小鼠體內的癌癥非常有效。

6.Hum Gene Ther：讓CAR-T細胞表達腺苷脫氨酶，可提高它們治療實體瘤的療效
doi:10.1089/hum.2021.050

在一項新的研究中，來自美國南加州大學的研究人員發現了如何在CAR-T細胞療法的基礎上，同時刺激產生一種酶，從而提高T細胞攻擊和摧毀實體癌的能力。相關研究結果于2021年8月25日在線發表在Human Gene Therapy期刊上，論文標題為“Adenosine Deaminase 1 Overexpression Enhances the Antitumor Efficacy of Chimeric Antigen Receptor-Engineered T Cells”。論文通信作者為南加州大學維特比工程學院的Pin Wang。論文第一作者為南加州大學博士生Zachary Dunn和Yun Qu。

正是在這項新的研究中，這些作者釋放了他們的秘密武器來對抗腫瘤中的這種免疫抑制環境：腺苷脫氨酶（adenosine deaminase, ADA）。Dunn和他的同事們發現，通過對他們的CAR-T細胞進行基因改造，使之也釋放出更多的ADA，腫瘤的免疫抑制微環境被打破，使這些殺癌T細胞能夠更好地滲透癌癥。Dunn說，“ADA將腺苷降解為肌苷，從而使其阻斷CAR-T細胞療法的能力失靈。我們預測，通過減少腺苷的數量，或加強T細胞對腺苷的抵抗力，它將提高CAR-T細胞的實體瘤療效。”

在實驗室里，當他們經過基因改造的CAR-T細胞也分泌ADA時，他們看到了有希望的結果，發現這有效地減少了T細胞衰竭，從而幫助這些細胞保持其殺癌能力。Dunn說，他的團隊隨后轉向體內實驗：他們研究了人類癌細胞在免疫力低下的小鼠體內的生長。Dunn說，“我們將我們的CAR-T細胞作為一種治療劑，我們能夠根據腫瘤的生長情況看到，ADA的過度表達增強了CAR-T細胞控制腫瘤的能力。”這意味著這些殺癌T細胞能夠比以前更好地滲透到實體瘤中，同時也能在一段時間內控制住腫瘤。

7.Cell：實體瘤治療重大進展！遞送內源性RNA的CAR-T細胞可改善對實體瘤的治療

doi:10.1016/j.cell.2021.08.004

嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法利用經過基因改造的T細胞來治療某些類型的癌癥，但是由于較差的腫瘤浸潤、功能衰竭和抗原匱乏，CAR-T細胞在治療實體瘤時經常遭遇挑戰，它們的療效受到限制。CAR-T細胞需要識別癌細胞上的特定靶標來殺死它們。然而，癌細胞并不總是攜帶特異性的靶標，或者它們找到了隱藏靶標的方法，從而免受CAR-T細胞的攻擊。遞送模式識別受體激動劑是提高免疫功能的一種策略，然而，將這些激動劑靶向到免疫細胞是具有挑戰性的，而且在癌細胞中脫靶信號可能是有害的。

在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究人員發現作為一種自然發生的激活RIG-I/MDA5信號的內源性RNA，RN7SL1可以激活身體自身的天然T細胞，以尋找逃避CAR-T細胞識別的癌細胞。這可能有助于改善治療實體瘤的努力，畢竟實體瘤占人類癌癥的大多數。相關研究結果于2021年8月30日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“The immunostimulatory RNA RN7SL1 enables CAR-T cells to enhance autonomous and endogenous immune function”。

圖片來自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.08.004。

論文共同通訊作者、賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院放射腫瘤學教授Andy J. Minn博士說，“CAR-T細胞通常就像沒有后援的孤獨士兵。然而，如果給予正確的工具，它們可以啟動身體自身的免疫系統，并幫助它們對付單獨使用CAR-T細胞所遺漏的癌細胞。”

第一種工具是一種稱為RN7SL1的內源性RNA。當由CAR-T細胞遞送給腫瘤時，RN7SL1模擬了病毒RNA。RN7SL1被部署在CAR-T細胞釋放的胞外囊泡中并選擇性地轉移到先天免疫細胞中，并激活RIG-I/MDA5信號。就像病毒感染后，作為身體免疫系統的一個分支，先天免疫細胞在看到CAR-T細胞遞送的RN7SL1后被激活。這些先天免疫細胞如今可以刺激身體的T細胞，動員它們加入對癌癥的攻擊。然而，與CAR-T細胞一樣，身體的天然T細胞也需要在癌細胞上找到一種靶標來識別和攻擊。因此，CAR-T細胞提供的第二種工具是外來抗原，這些外來抗原被“涂抹”在癌細胞的表面，本質上標志著它們被天然的T細胞殺死。

這些作者利用小鼠模型表明，用這種一箭雙雕的方式武裝CAR-T細胞，招募身體自身的免疫系統，可以防止腫瘤復發，即使許多癌細胞不能被單獨的CAR-T細胞識別和殺死。因此，對 CAR-T細胞進行基因改造，使之遞送RN7SL1和外來抗原，可能有助于打擊實體瘤逃避CAR-T細胞的常見方式，從而增強療效。

8.Nature子刊：熱量可控的CAR-T細胞可破壞實體瘤并阻止癌癥復發
doi:10.1038/s41551-021-00781-2

一種稱為CAR-T細胞療法的革命性免疫療法已在引發腫瘤治療變革。科學家們正在不斷擴大CAR-T細胞療法的精確度和能力。CAR-T細胞療法已被患者、臨床研究人員、投資者和媒體譽為治療某些癌癥的可行方法。這是一個新的、蓬勃發展的免疫療法領域，目前全世界有500多項臨床試驗正在分析CAR-T細胞的癌癥治療。CAR-T細胞療法涉及在實驗室里對從患者體內提取的T細胞進行基因改造，使之表達特異性識別癌細胞的嵌合抗原受體（CAR），然后將這些定制的CAR-T細胞輸注回相同患者體內，在那里它們尋找并摧毀癌細胞。這就是它的作用機制。

在一項新的研究中，Kwong和他的合作者改變腫瘤微環境，并對他們自己的細胞進行一些修改，以加強CAR-T細胞對抗癌癥的方式。他們在CAR-T細胞中加入了一個基因開關，并開發了一個遙控系統，將這些經過基因改造的T細胞精確地送入腫瘤微環境中，在那里它們殺死腫瘤并防止復發。相關研究結果于2021年8月12日在線發表在Nature Biomedical Engineering期刊上，論文標題為“Enhanced intratumoural activity of CAR T cells engineered to produce immunomodulators under photothermal control”。

經過基因改造的Pmel-1 T細胞在高腫瘤負荷環境下增強過繼性細胞治療。圖片來自Nature Biomedical Engineering, 2021, doi:10.1038/s41551-021-00781-2。

在早期的研究中，這些作者沒有對腫瘤進行臨床治療，但是他們如今正在通過這項新的研究針對這一點進行研究。為了在小鼠的腫瘤中產生熱量，他們從這些動物的身體外將激光脈沖照射到腫瘤所在的位置。遞送到腫瘤上的金納米棒將光波轉化為局部的溫和熱量，將溫度提高到40～42攝氏度（104～107.6華氏度），剛好足以激活CAR-T細胞的這個基因開關，但不會熱到損害健康組織和這些經過基因改造的T細胞。一旦開啟，CAR-T細胞就開始工作，增加抗癌蛋白質的表達。

Kwong說，真正的創新之處在于對臨床級別的CAR-T細胞進行基因改造，這也是該團隊在過去三年里所做的事情。如今，除了對熱量作出反應的開關外，他們還對CAR-T細胞進行了一些升級，將它們重新連接起來，以產生刺激免疫系統的分子。這些強效的、經過設計的蛋白分子（細胞因子和雙特異性T細胞銜接蛋白）的局部產生必須得到精確控制。

這項新的研究顯示，該系統治愈了小鼠所患的癌癥，而且該團隊的方法不僅縮小了腫瘤，而且防止了復發，這對長期生存至關重要。進一步的研究將深入研究對T細胞的額外定制，以及如何將熱量沉積在腫瘤部位。溫和的激光被用來加熱腫瘤部位。當該技術進入人體研究時，情況就不會是這樣了。

9.J Immunother Cancer:VEGFR-2重定向的CAR-T細胞會因可溶性VEGF-A受體結合競爭而功能受損
doi:10.1136/jitc-2020-002151

一些晚期治療難治性血液系統惡性腫瘤對CD19靶向嵌合抗原受體(CAR)-T細胞的前所未有的反應導致監管部門迅速批準并加速了T細胞工程領域的癌癥免疫治療努力。然而，迄今為止，CAR-T細胞治療上皮衍生實體瘤的臨床獲益有限，一個主要的挑戰是鑒定在腫瘤上廣泛表達的實體腫瘤抗原(TA)，這些抗原不會冒著靶內毒性和腫瘤外毒性的風險。事實上，雖然CD19主要是B細胞受限，但在健康組織中也有少量固體TAs沒有被發現。受限的T細胞歸巢是另一個障礙，以及T細胞跨血管進入腫瘤床的內皮遷移障礙，此外，一系列免疫抑制因子，如程序性細胞死亡配體-1 (PD-L1)可以在腫瘤微環境(TME)中上調，合理設計的組合療法和協同工程策略提供了通過TME重編程或/和直接增強T細胞功能來支持實體瘤CAR治療的潛力。

由腫瘤血管內皮細胞表達的TA對CAR治療具有臨床意義，因為它們的基因組穩定性和循環T細胞的可及性，以及它們在多種腫瘤類型中的表達，在這項研究中，研究者試圖探索第二代(2G)鼠CAR-T細胞對血管內皮生長因子受體-2 (VEGFR-2)的療效的局限性，其中包含充分表征的單鏈可變片段DC101。

該研究未涉及通過抗VEGF-A抗體阻斷腫瘤促進過程的相對貢獻，然而，開發靶向VEGFR-2其他不受可溶性配體損害的結構域的scFv有必要進一步探索針對腫瘤血管系統的CAR療法。這項研究是第一個因與可溶性配體競爭而導致CAR功能受損的例子，研究者為使用促進 CAR-T細胞粘附和重新編程TME以增強CAR-T細胞適應性和腫瘤控制的組合療法提供了理論依據。

10.JCI：揭示抑制BET蛋白可讓功能衰竭的CAR-T細胞重新活化，有望更好治療慢性淋巴細胞白血病
doi:10.1172/JCI145459

晚期慢性淋巴細胞白血病（CLL）患者在接受積極的化療方案后留下了太多“衰竭”的T細胞，使嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法更難發揮其作用。如今，在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學的研究人員展示了如何克服這種類型的抗性，并用一種實驗性的小分子抑制劑重新激活這些T細胞。相關研究結果于2021年8月16日在線發表在Journal of Clinical Investigation期刊上，論文標題為“BET bromodomain protein inhibition reverses chimeric antigen receptor extinction and reinvigorates exhausted T cells in chronic lymphocytic leukemia”。

圖片來自Journal of Clinical Investigation, 2021, doi:10.1172/JCI145459。

具體而言，這些作者揭示這種稱為JQ1的實驗性藥物通過抑制所謂的BET（bromodomain and extra terminal）蛋白來改善CAR-T細胞的功能。他們證實，BET可以破壞CLL患者中T細胞的CAR表達和關鍵的乙酰化組蛋白功能。

這些作者利用小分子抑制劑和來自多名先前接受治療的患者的T細胞和靶向CD19的CAR-T細胞（下稱CD19 CAR-T細胞），證明了BET蛋白在下調CAR表達方面的作用，如果對BET蛋白進行阻斷，就可以減弱CAR-T細胞衰竭，表現為抑制性受體的減少、代謝能力的增強和增殖能力的提高，淋巴細胞不良的CLL患者中重新激活的CAR-T細胞產生增加。BET蛋白抑制也會降低了TET2甲基胞嘧啶二氧酶的水平，TET2催化結構域的強制表達消除了BET蛋白靶向在CAR-T細胞中的效力增強作用，因而提供了一種將BET蛋白和T細胞功能障礙相關聯在一起的機制。基于此，調控BET蛋白可能會提高CAR-T細胞的療效。

11.J Immunother Cancer:嵌合非抗原受體在基于T細胞癌癥治療中的應用
doi:10.1136/jitc-2021-002628

T細胞生物工程在癌癥免疫治療中的首要目標是將所需的T細胞促炎和細胞毒性作用導向腫瘤細胞，同時防止不必要的脫靶效應或誤導性炎癥，基于這些目標，嵌合非抗原受體被設計成為CAR或T細胞受體(TCR)抗腫瘤T細胞反應提供支持性共信號傳遞。天然免疫受體的結構域、較小的基序甚至關鍵殘基是每個受體的基本功能亞基，只要保持其結構背景，許多域和基序就表現出高功能保真度，使它們可以作為功能模塊移植到嵌合蛋白中。本文介紹了與調節T細胞抗腫瘤反應相關的天然免疫受體的各種亞基的功能，以及根據功能和配體類型，將這些受體分為三類：結合天然配體的“抑制到刺激”轉換受體、與生物配體相互作用的增強刺激受體和合成受體-配體對。

四種主要的細胞外結構域原型通常被整合到T細胞上的天然受體中。首先，免疫球蛋白(Ig)樣結構域在配體識別的免疫受體之間廣泛共享，包括TCR亞基、共受體(如CD4和CD8)、CD28受體家族(如CD28、ICOS、CTLA-4和PD1)、CD2受體家族(如CD2和CD150)和白細胞介素1 (IL-1) 細胞因子受體。其次，纖連蛋白III型(FNIII)域在拓撲上類似于Ig樣域，FNIII結構域存在于常見γ鏈受體家族(如IL-2、IL-7、IL-15和IL-21)的細胞外部分。第三種高度共享的胞外域是腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族的富含半胱氨酸的域，其中包括CD27、CD30、CD40、OX40和4-1BB等共刺激受體以及腫瘤壞死因子(TNF)細胞因子受體。TNFR胞外域可與胞內TNF受體相關因子(TRAF)偶聯以介導各種促炎或增殖信號(如CD40和TNFR2)、死亡域(DD)以介導細胞死亡(如Fas或TNFR1)，或可以是非膜結合的和獨立地作為可溶性或誘餌受體發揮作用。最后，在適應性免疫細胞中，C型凝集素受體(CLR)結構域不如前三種細胞外結構域類型常見，但被認為可能是嵌合受體的重要組成部分。一種CLR家族NKG2在自然殺傷(NK)和T細胞上表達，并調節促炎和抗炎作用以響應自身細胞（包括癌細胞）上的應激誘導分子。在T細胞上自然表達的受體中存在兩大跨膜類別：單通道（雙位）或多通道（多位）。雙位跨膜結構域非常常見，包含不同數量的疏水殘基，允許插入疏水脂質膜；然而選擇的親水或帶電殘基與膜近端二硫鍵和細胞外結構域相互作用共同促進聚合，如TCR復合物本身與六個單獨的CD3分子、兩個TCR分子和CD4或CD8，所有這些都具有單獨的單程跨膜結構域。多位受體，如突出的G蛋白偶聯受體 (GPCR) 家族在免疫細胞中也很常見，包括CXCR1-6 和CCR1-11在內的GPCR趨化因子受體家族，定義為由七個α螺旋穿過膜形成桶狀。

免疫受體中使用了多種細胞內結構域來介導多種激活和抑制功能，在某些情況下，整個域被認為是激活或抑制的，如在TNFR家族成員使用的TRAF和DD中，并且特定的氨基酸序列或基序能夠執行特定的功能。兩種常見的對立基序是基于免疫受體酪氨酸的激活和抑制基序(分別為ITAM和ITIM)。一些細胞內結構域的更多特征具有明確定義的作用，如，TIM-3沒有已知的抑制基序，它在T細胞調節中的作用取決于關鍵酪氨酸殘基265和272位的磷酸化，以及隨后與人白細胞抗原(HLA-B)相關轉錄因子3的相互作用。而一些分子使用基序組合來微調激活和抑制之間的平衡，CD150有兩個基于免疫受體酪氨酸的開關基序 (ITSM)，它們通過SLAM相關蛋白發揮作用，為T細胞增殖和干擾素-γ產生提供激活信號。該研究根據功能和配體類型，將這些受體分為三類：(1)結合天然配體的“抑制到刺激”轉換受體，(2)與生物配體相互作用的增強刺激受體，(3)合成受體-配體對。

12.Nature子刊：利用聚焦超聲波控制CAR-T細胞在實體瘤中的活性，可降低脫靶效應
doi:10.1038/s41551-021-00779-w

在一項新的研究中，來自美國加州大學圣地亞哥分校的研究人員開發出一種癌癥免疫療法，該療法將超聲波與癌癥殺傷性免疫細胞相組合，在破壞惡性腫瘤的同時，保留正常組織。這種新的實驗性療法明顯減緩了小鼠體內實體癌腫瘤的生長。相關研究結果于2021年8月12日在線發表在Nature Biomedical Engineering期刊上，論文標題為“Control of the activity of CAR-T cells within tumours via focused ultrasound”。論文通訊作者為加州大學圣地亞哥分校生物工程教授Yingxiao Wang和生物工程榮譽教授Shu Chien。論文第一作者、Wang實驗室項目科學家Yiqian Wu說，“CAR-T細胞是如此強大，它們也可能攻擊低水平表達靶抗原的正常組織。標準CAR-T細胞的問題是，它們總是處于活性狀態—它們總是表達CAR蛋白，所以你無法控制它們的激活。”

FUS系列超聲波誘導的靶向前列腺特異性膜抗原（PSMA）的CAR-T細胞的體外功能。圖片來自Nature Biomedical Engineering, 2021, doi:10.1038/s41551-021-00779-w。

為了解決這個問題，這些作者采用了標準的CAR-T細胞，并重新設計了它們，使它們只在施加超聲波能量時表達CAR蛋白。這使得他們能夠選擇CAR-T細胞的基因在何處以及何時被開啟。Wang說，“我們利用超聲波成功地在體內直接控制CAR-T細胞進行癌癥免疫治療。”Wang指出，使用超聲波令人振奮的是，它可以穿透皮下幾十厘米，因此這種類型的療法有可能非侵入性地治療深埋在體內的腫瘤。

這些作者開發的這種癌癥免疫療法包括將重新設計的CAR-T細胞注射到小鼠的腫瘤中，然后將一種小型超聲波換能器放在腫瘤上方的皮膚區域，以激活CAR-T細胞。這種超聲波換能器使用所謂的聚焦超聲波束，將短脈沖的超聲波能量聚焦或集中到腫瘤上。這導致腫瘤適度升溫–在這種情況下，溫度達到43攝氏度（109華氏度）—而不影響周圍組織。這項研究中的CAR-T細胞配備了一種只有在受熱時才表達CAR蛋白的基因。因此，CAR-T細胞只在施加超聲波的地方表達CAR蛋白。

這些作者將他們的CAR-T細胞與標準CAR-T細胞進行了測試。在接受這種新型CAR-T細胞治療的小鼠中，只有暴露在超聲波下的腫瘤受到攻擊，而身體的其他組織則不受影響。但在接受標準CAR-T細胞治療的小鼠中，所有表達靶抗原的腫瘤和組織都受到了攻擊。

13.NEJM：病例報告研究表明靶向CD19的CAR-T細胞有望治療系統性紅斑狼瘡
doi:10.1056/NEJMc2107725

在一項新的研究中，來自德國埃朗根-紐倫堡大學的研究人員首次在一名患有嚴重系統性紅斑狼瘡（SLE）的20歲女性身上測試了經過基因改造的CAR-T細胞療法，發現這可使她所患的重癥狼瘡迅速得到緩解，在六周后沒有明顯的副作用。相關研究結果發表在2021年8月5日的NEJM期刊上，論文標題為“CD19-Targeted CAR T Cells in Refractory Systemic Lupus Erythematosus”。

本病例報告中的這名20歲女性患者有關節炎、腎臟損傷以及肺部和心臟的炎癥。所有治療系統性紅斑狼瘡的標準藥物對她都不起作用。某些現有的狼瘡藥物通過消耗B細胞而發揮作用，但它們也沒有幫助這位女性患者。因此，Schett和他的團隊轉向了CAR-T細胞。他們將患者的T細胞進行基因改造使之表達的CAR能夠識別CD19，其中CD19是B細胞上的一種蛋白質。正常情況下，這些B細胞產生抗體以幫助對抗感染；但在系統性紅斑狼瘡中，功能失調的B細胞會產生自身抗體。Schett團隊發現，在接受靶向CD19的CAR-T細胞治療后的44天內，這名患者的自身抗體消失了，她的疾病得到了緩解。

系統性紅斑狼瘡是一種自身免疫性疾病，可導致全身器官損傷。論文通訊作者、埃朗根-紐倫堡大學的Georg Schett博士說，這名女性是世界上第一個用CAR-T細胞治療的狼瘡患者。這意味著在這種療法廣泛使用之前，還需要開展更多的研究。

14.Nat Med：新研究預測哪些血癌患者可能受益于CAR-T細胞療法
doi:10.1038/s41591-021-01436-0

在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員指出許多人設想的改善某些血癌治療的一舉兩得的方法，實施起來可能比之前預期的更具挑戰性。相關研究結果于2021年7月26日在線發表在Nature Medicine期刊上，論文標題為“CAR T cells with dual targeting of CD19 and CD22 in adult patients with recurrent or refractory B cell malignancies: a phase 1 trial”。論文通訊作者為斯坦福大學醫學院兒科教授Crystal Mackall博士和斯坦福大學醫學院醫學教授、骨髓移植與細胞治療主任David Miklos博士。論文第一作者為斯坦福大學醫學院血液學研究員Jay Spiegel博士、斯坦福大學癌癥細胞治療中心工藝開發與制造副主任Shabnum Patel博士和斯坦福大學醫學院醫學助理教授Lori Muffly博士。

圖片來自Nature Medicine, 2021, doi:10.1038/s41591-021-01436-0。

對白血病患者的研究已表明，癌細胞通過降低其表面的CD19密度而占了上風，使得經過基因改造的T細胞更難識別它們。雖然還不清楚淋巴瘤患者的情況是否也是如此，但許多科學家們推測，靶向兩個或更多的癌癥相關分子—比如CD19和CD22或CD20，或所有這三種分子—可能會使癌細胞更難以逃避治療。

Miklos、Mackall和他們的同事們檢查了已接受僅靶向CD19的標準CAR-T細胞治療的44名大B細胞淋巴瘤患者。在這44人中，目前的標準臨床測試判斷39人（89%）在治療前的癌細胞表面上表達了明顯的CD19水平而被認為是CD19陽性。這些大B細胞淋巴瘤患者中約有一半在CAR-T細胞治療后出現了疾病惡化。在這些復發的患者中，60%最初是CD19陽性的患者在復發時已轉化為CD19陰性或CD19低水平，表明這些淋巴瘤細胞以白血病細胞的方式逃避治療。

在進一步調查中，這些作者利用斯坦福大學開發的一種叫做流式細胞儀的技術對單個癌細胞表面上的CD19分子數量進行定量，發現后來復發的患者和治療成功的患者之間存在明顯的治療前區別。他們發現，每個癌細胞表面上有超過約3000個CD19分子的患者更有可能對CAR-T細胞治療作出良好反應，而那些CD19分子較少的患者在看似成功的治療后更有可能復發。

15.Nat Immunol：兩種轉錄因子或能互相合作抑制腫瘤浸潤性CAR-T細胞的耗竭 有望改善多種癌癥的治療
doi:10.1038/s41590-021-00964-8

轉錄因子—活化T細胞核因子（NFAT，nuclear factor of activated T cells）和激活蛋白1（AP-1）能互相合作來促進T細胞的效應功能，但NFAT在AP-1缺失時會施加一種T細胞低反應性（耗竭）的負反饋程序。與腫瘤的斗爭似乎是一場馬拉松，而不是短跑，對于抗癌T細胞而言，比賽的時間有時會很長以至于其會中途放棄比賽，研究人員將這種現象稱之為“T細胞耗竭”。近日，一篇發表在國際雜志Nature Immunology上題為“BATF and IRF4 cooperate to counter exhaustion in tumor-infiltrating CAR T cells”的研究報告中，來自La Jolla免疫研究所等機構的科學家們通過研究發現，T細胞或能被工程化修飾來清理腫瘤，同時還不屈服T細胞耗竭過程。

T細胞耗竭在這兩種療法中都會出現，許多科學家曾經嘗試利用CAR-T細胞來殺滅實體瘤，但這似乎是不太可能的，因為T細胞會發生耗竭。而本文研究中，研究人員通過賦予T細胞一種抵御耗竭的能力，或許有望解決這一問題。文章中，研究人員對T細胞進行篩選來發現哪些轉錄因子能增強T細胞的效應子程序，該程序是準備T細胞殺滅癌細胞的關鍵步驟。這一篩選幫助研究人員發現了BATF轉錄因子，其能與IRF4轉錄因子合作對抗T細胞耗竭程序。

在小鼠黑色素瘤和結直腸癌腫瘤模型中，改變CAR-T細胞來過表達BATF或許就能清除腫瘤，但并不會促進T細胞耗竭；這樣一來，CAR-T細胞就能有效抵御實體瘤了。因此BATF能和IRF4很好地合作來使T細胞變得更好。進一步研究后，研究者發現，雖然IRF4非常重要，但其并不應該過表達到與BATF一樣的程度，為了達到最大的效果，BATF的過表達量是正常細胞的20倍作用。

讓研究人員非常振奮人心的是，一些改變的T細胞也會堅持下來成為記憶T細胞，這一點就非常重要了，因為T細胞的耗竭通常會阻止T細胞對復發性癌癥產生強烈的記憶反應；研究者Edahi Gonzalez-Avalos表示，我們不僅僅是增加T細胞抵御耗竭的額能力，而是增加細胞抵御腫瘤的能力，我們認為，過表達BATF或許能作為一種策略來改善CAR-T療法的效率，并能幫助解決一些難以治療的癌癥類型，比如胰腺導管腺癌等；這些類型的癌癥被稱為免疫學上的“冷腫瘤”，因為其不會引發機體免疫系統出現強烈的抗癌反應，即T細胞并不會與其進行斗爭。

16.iScience：相比于CAR-T細胞，CAR-NK細胞有望更安全地治療實體瘤
doi:10.1016/j.isci.2021.102619

在一項新的研究中，來自加拿大麥克馬斯特大學的研究人員開發出一種很有前途的新型癌癥免疫療法，它利用在體外經過基因改造的自然殺傷細胞（NK細胞）來尋找和摧毀惡性腫瘤。這些經過基因改造的NK細胞能夠區別癌細胞和健康細胞，雖然腫瘤內和腫瘤周圍通常混雜著健康細胞，但是它們僅破壞癌細胞，即便在攜帶類似標志物的健康細胞存在下，也是如此。相關研究結果近期發表在iScience期刊上，論文標題為“Expanded human NK cells armed with CAR uncouple potent anti-tumor activity from off-tumor toxicity against solid tumors”。

圖片來自iScience, 2021, doi:10.1016/j.isci.2021.102619。

這種實驗性療法是嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法（CAR-T）的替代物，后者于2017年獲得美國食品藥品管理局（FDA）的批準。在CAR-T細胞療法中，在體外經過基因改造的T細胞對一些血源性癌癥非常有效，但不能有效區分癌細胞和非癌細胞，因此盡管它們提供了重要的好處，但它們并不適用于所有形式的癌癥。在實體瘤患者中，這些T細胞可能導致破壞性的，甚至是致命的副作用。

在這項研究中，這些作者希望有一種具有與CAR-T同樣力量但可以安全地用于治療實體瘤的治療方法。他們首先對從乳腺癌患者血液中提取的NK細胞進行增殖。NK細胞的功能與免疫系統中的T細胞相似。他們隨后對NK細胞進行基因改造，使它們在細胞表面上表達識別腫瘤抗原HER2的特定CAR受體，從而獲得表達CAR的NK細胞（下稱HER2 CAR-NK），并在實驗室中針對來自乳腺癌患者的腫瘤細胞成功測試了HER2 CAR-NK細胞。

論文第一作者、麥克馬斯特大學醫學系博士生Ana Portillo說，“我們希望能夠攻擊這些對其他治療方法具有極強抵抗力的惡性腫瘤。我們在實驗室中觀察到的HER2 CAR-NK細胞的療效是非常有希望的，看到這項技術是可行的是非常重要的。如今，我們對實體瘤有了更好、更安全的選擇。”

17.Lancet：開發出一種治療多發性骨髓瘤的新型CAR-T細胞療法！
doi:10.1016/S0140-6736(21)00933-8

AR-T細胞療法，即嵌合抗原受體T細胞療法，是近年來科學家們開發出的新型精準化靶向治療腫瘤細胞的新技術。近日，一篇發表在國際雜志The Lancet上題為“Ciltacabtagene autoleucel， a B-cell maturation antigen-directed chimeric antigen receptor T-cell therapy in patients with relapsed or refractory multiple myeloma (CARTITUDE-1)：a phase 1b/2 open-label study”的研究報告中，來自美國Sarah Cannon研究所等機構的科學家們通過研究開發出了一種針對治療多發性骨髓瘤的新型CAR-T療法。

醫學博士Yi Lin說道，CAR-T細胞療法是一類特殊的免疫療法，其主要涉及通過工程化宿主機體的T細胞來識別并破壞癌細胞，從而利用患者自身的免疫力來實現癌癥的治療。FDA于今年3月批準了首個用于治療多發性骨髓瘤的CAR-T細胞療法—Abecma (idecabtagene vicleucel)，如今研究人員正在深入探索另一種治療多發性骨髓瘤的CAR-T細胞療法。

研究者表示，CARTITUDE-1研究計劃是一項注冊階段的1B/II臨床試驗，在試驗中，研究人員測試了B細胞成熟抗原靶向性CAR-T細胞療法ciltacabtagene autoleucel(cilta-cel)，該療法適用于此前接受過至少三次一線標準藥物治療的多發性骨髓瘤患者，包括蛋白酶體抑制劑、免疫調節性藥物和CD38抗體等。Cilta-cel是利用患者自身的T細胞所修飾的，這些T細胞經過遺傳改造后以單一劑量輸注到患者體內。研究者發現，該療法的總體反應率為97%，而完全反應率和無進展生存率則分別為67%和77%，總生存率為89%。

18.Nat Cancer：新研究揭示CAR-T細胞療法是否有效治療兒童白血病
doi:10.1038/s43018-021-00207-7

在一項新的研究中，來自英國倫敦大學學院的研究人員在研究利用CAR-T細胞療法治療兒童白血病患者的有效性時，發現一小部分稱為干細胞記憶T細胞（stem cell memory T-cell）的T細胞可能在這種治療是否成功方面起著關鍵作用。他們指出干細胞記憶T細胞似乎對一開始就摧毀癌癥和長期免疫監視都很關鍵，利用這種特性可能改善CAR-T細胞療法的設計和性能。相關研究結果近期發表在Nature Cancer期刊上，論文標題為“Clonal expansion of T memory stem cells determines early anti-leukemic responses and long-term CAR T cell persistence in patients”。

對Pt4和Pt6中的CD3+細胞進行免疫表型分析，圖片來自Nature Cancer, 2021, doi:10.1038/s43018-021-00207-7。

這些作者評估了參與CARPALL一期研究的患者體內的CAR-T細胞，該一期研究使用了倫敦大學學院癌癥研究所和倫敦大學學院大奧蒙德街兒童健康研究所開發的一種稱為CAT-19的新CAR分子，用于治療患有急性淋巴細胞白血病（ALL）的兒童。

這些作者比較了治療兩年多后血液中仍可檢測到CAR-T細胞的患者與治療后1至2個月內失去CAR-T細胞的患者的CAR-T細胞。利用一種稱為 “插入位點條形碼（insertion site barcoding）”的技術，他們能夠研究不同類型的CAR-T細胞在患者體內的命運。

論文通訊作者、倫敦大學學院大奧蒙德街兒童健康研究所的Persis Amrolia教授說，“利用這種條形碼技術，我們能夠觀察到干細胞記憶T細胞在早期抗白血病反應和后期免疫監視（身體識別并摧毀癌細胞）中發揮核心作用。這表明，這一小部分T細胞對CAR-T細胞治療的長期成功至關重要。”

19.Clin Transl Immunol：新型EGFRvIII特異性CAR-T細胞可有效清除人類膠質母細胞瘤
doi:10.1002/cti2.1283

膠質母細胞瘤是一種侵襲性腦癌。每年有超過1800名澳大利亞人被診斷患有腦癌。腦癌是兒童和40歲以下成年人癌癥死亡的主要原因。被診斷出患有膠質母細胞瘤的成年人的五年生存率僅為5%。在一項新的研究中，來自澳大利亞沃爾特-伊莉莎霍爾醫學研究所的研究人員通過使用專門設計的受體，能夠在臨床前模型中利用嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法完全清除腦癌。這種新的免疫療法可能為開發治療膠質母細胞瘤患者的新方法鋪平道路。相關研究結果近期發表在Clinical & Translational Immunology期刊上，論文標題為“Novel high-affinity EGFRvIII-specific chimeric antigen receptor T cells effectively eliminate human glioblastoma”。

具體而言，她的團隊使用人類保留展示（Retained Display, ReD）抗體平臺（Myrio Therapeutics），鑒定出一種新型的可以識別表皮生長因子受體突變體III（EGFRvIII）的單鏈可變區片段（scFv），他們稱之為GCT02，其中EGFRvIII是膠質母細胞瘤中常見的腫瘤特異性突變。他們使用體外功能測定和膠質母細胞瘤體內原位異種移植模型來研究這種稱為GCT02的新型CAR的功能。

他們發現他們開發的EGFRvIII特異性scFv比報道的由單克隆抗體逆向設計的對比物具有更高的親和力。盡管親和力較高，GCT02 CAR-T細胞的殺傷力與這種對比物相當，但分泌的細胞因子數量較少。此外，GCT02 CAR-T細胞還能在體內介導腫瘤的快速和完全消除。