CARL 前沿 | Carl June：这种受体设计可提高CAR-T疗效

CAR-T疗法在B细胞血癌的治疗中显示出了优异的疗效和潜力，但其在实体瘤治疗中的效果仍然非常有限。对于血癌患者来说，由于导入的CAR-T细胞数量有限，这些细胞在体内的扩增和CAR-T细胞的持久性是决定患者症状能否长期缓解的关键因素。可以预见，这两个因素在实体瘤患者的治疗中同样重要。

决定CAR-T细胞持久性的因素很多，包括患者的预处理、细胞体外培养条件、T细胞耗竭的产生以及免疫系统对重组蛋白的免疫应答。最近宾夕法尼亚大学的卡尔·H·琼教授发表的最新研究表明，CAR的分子设计也会对T细胞的增殖和持久性产生重大影响。

▲宾夕法尼亚大学卡尔H·琼博士

通常，用于生产CAR-T细胞的T细胞是不同亚型T细胞的混合物。研究人员在这些细胞中表达相同的CAR受体。汽车受体的胞内结构域通常携带一个共刺激蛋白结构域，以刺激T细胞的生长。目前，CD28和4-1BB是最常见的共刺激蛋白结构域，其他共刺激蛋白结构域包括OX40、CD27或ICOS。

在发表于《JCI洞察》的这项研究中，研究人员提出了一个假设，CD4+和CD8+ T细胞可能需要不同的共刺激信号来获得最佳的持久性。为了证明这一假设，他们纯化CD4+和CD8+ T细胞，然后在这些细胞中表达携带不同共刺激蛋白结构域的CAR。结果表明，车载ICOS 对CD4+ T细胞的维持效果最好，车载4-1BB 对CD8+ T细胞的维持效果最好。

当研究人员将表达不同CARs的CD4+和CD8+ T细胞以1: 1的比例混合后注射到小鼠体内时，他们发现表达ICOS-CAR的CD4+ T细胞不仅增加了自身的持久性，还提高了与其一起注射到小鼠体内的CD8+ T细胞的持久性。这种细胞组合的抗癌效果在非小细胞肺癌小鼠模型中也是最高的。

随后，研究人员在第三代阴极射线管的胞内结构域中加入了ICOS和4-1BB共刺激蛋白结构域。他们发现，当CD4+和CD8+ T细胞都表达ICOSBBz-CAR时，这些T细胞不仅具有更好的持久性，而且抗癌效果最好，高于表达ICOS-CAR的CD4+ T细胞和表达BBz-CAR的CD8。

那么是什么原因导致表达ICOSBBz-CAR的T细胞抗癌效果最高呢？研究人员发现，T细胞表面ICOSBBz-CAR的表达水平低于ICOS-CAR或BBz-CAR。T细胞抗癌作用下降的原因之一是T细胞的耗竭。如果CAR水平过度表达，会导致T细胞的持续激活，从而导致其提前耗竭。同时，ICOSBBz-CAR在t细胞中的表达导致细胞表达的细胞因子谱发生显著变化。这些因素可能是表达ICOSBBz-CAR的T细胞对肿瘤细胞有较强杀伤能力的原因。

进一步研究发现，ICOSBBz-CAR分子设计的每一个细节都对t细胞的抗癌效果有影响。例如，如果ICOS共刺激蛋白域和4-1BB共刺激蛋白域的位置在CAR的胞内域反转，并且4-1BB共刺激蛋白域更接近跨膜域，则这种形式的CAR的抗癌效果会降低。此外，将ICOS的跨膜蛋白结构域用于CAR设计也将增强ICOSBBz-CAR的抗癌作用。

本研究为未来新一代CAR的分子设计提供了重要的信息和指导，实验结果表明基于ICOSBBz-CAR的T细胞值得在人体临床试验中检验其功效。

参考文献:

通过ICOS和4-1BB共刺激增强CAR T细胞的持久性

JCL见解