嵌合抗原受體T（CAR-T）細胞治療是一(yī)種有潛力的(de)過繼細胞治療策略的(de)個體化癌症免疫治療領域。
CAR-T細胞治療在B細胞惡性血液病的(de)治療中引發了一(yī)場革命，并在其他難治性惡性血液病患者中産生了顯著的(de)臨床療效。目前，已經有五種FDA批準的(de)靶向CD19或BCMA分子(zǐ)的(de)CAR-T細胞療法，用于治療複發的(de)難治性B細胞急性淋巴細胞白血病、大B細胞非霍奇金淋巴瘤、複發的(de)難治性套細胞淋巴瘤和(hé)複發的(de)難治性多發性骨髓瘤。
然而，由于腫瘤的(de)異質性和(hé)腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)的(de)複雜性，其治療實體瘤的(de)療效尚未得到證實。TME通常含有許多免疫抑制細胞，如(rú)調節性T細胞(Treg)、髓系幹細胞(MDSC)、腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)，以及腫瘤組織中的(de)免疫抑制分子(zǐ)，缺乏抗腫瘤免疫細胞的(de)浸潤。所有這些都明顯削弱了CAR-T細胞治療實體腫瘤的(de)抗腫瘤作用。而近年(nián)來研究者發現了腫瘤細胞免疫逃逸機制中的(de)關鍵蛋白—CD47的(de)高(gāo)表達能夠抑制巨噬細胞和(hé)樹突狀細胞對腫瘤細胞的(de)識别和(hé)吞噬作用。二者聯系在一(yī)起，中山大學(xué)醫學(xué)院黃朝峰博士及其團隊在今年(nián)2月以“Delivery of CD47 blocker SIRPα-Fc by CAR-T cells enhances antitumor efficacy”為(wèi)題發表于“ImmunoTherapy of Cancer”雜志中。
該團隊開發了分泌CD47阻滞劑Sirf CAR-T細胞，SIRPα-Fc蛋白，以研究其是否能增強巨噬細胞的(de)吞噬能力和(hé)CAR-T細胞在實體腫瘤中的(de)治療效果。這項研究揭示了SIRPα-Fc蛋白與CAR-T細胞聯合用于實體腫瘤治療的(de)潛力。
首先，由于Trop2可(kě)以作為(wèi)CAR-T細胞的(de)靶點，在研究團隊之前的(de)文章(zhāng)（“CD27 enhances the killing effect of CAR T cells targeting trophoblast cell surface antigen 2 in the treatment of solid tumors”）中證明過小鼠T2-CAR-T細胞的(de)抗腫瘤作用。因此這裏選用小鼠T細胞轉導來表達傳統的(de)抗Trop2 CAR和(hé)Sirf CAR（即T2-m28z與Sirf如(rú)圖A），以及選用未轉導的(de)T細胞來作為(wèi)陰性對照。
通過對CAR-T細胞培養上清進行anti-His免疫印迹，進一(yī)步證實了CAR-T細胞分泌SIRPα-Fc，目的(de)蛋白存在于Sirf CAR-T細胞上清中，而T2-m28z中不存在(圖B)。
研究團隊使用了基于流式細胞術的(de)抗體競争實驗。在MC38-Trop2和(hé)4T1-Trop2腫瘤細胞上發現CD47在基線水平高(gāo)表達。而與Sirf CAR-T細胞上清共孵育後，CD47染色的(de)熒光強度顯著降低(dī)，但與T2-m28z CAR-T細胞共孵育後沒有下降(圖C)。結果表明Sirf CAR-T細胞分泌的(de)SIRPα-Fc蛋白可(kě)以與腫瘤細胞上的(de)CD47分子(zǐ)結合。
接下來，為(wèi)了确定SIRPα-Fc是否影響CAR- T細胞的(de)殺傷能力,研究團隊執行LDH釋放試驗，結果表明Sirf和(hé)T2-m28z CAR-T細胞都對MC38-Trop2+細胞和(hé)4T1-Trop2+細胞表現出相似的(de)腫瘤溶解能力(圖1A,B)以及IFN-γ的(de)表達(圖1C,D)。這說明分泌SIRP α-Fc對體外CAR-T細胞的(de)抗腫瘤作用沒有不利影響。随後，團隊測試了加入不同CAR-T細胞培養上清後對腫瘤細胞的(de)吞噬能力。結果顯示，Sirf CAR-T細胞上清與傳統CAR-T細胞相比可(kě)以增強吞噬作用(圖1E)。此外，CAR-T細胞經腫瘤抗原刺激後可(kě)誘導IFN-γ表達。研究團隊分析了不同CAR-T細胞與MC38-Trop2+細胞共培養後的(de)上清對巨噬細胞的(de)吞噬作用。發現Sirf CAR-T細胞上清液比未轉導的(de)T細胞或傳統CAR-T細胞上清液有明顯的(de)促進吞噬作用(圖1F)。
總之，這些體外數據表明分泌的(de)SIRPα-Fc蛋白增強巨噬細胞的(de)吞噬能力，但不損害CAR-T細胞的(de)活性。
下一(yī)步是探究Sirf CAR-T細胞在免疫小鼠模型中的(de)抗腫瘤活性。團隊用C57BL/6小鼠接種MC38-Trop2+ (s.c.)，然後用Sirf CAR-T細胞、T2-m28z CAR-T細胞與未轉染基因的(de)活化T細胞處理(lǐ)(圖2A)。與對照組相比，T2-m28z CAR-T和(hé)Sirf CAR-T細胞對腫瘤生長(cháng)都有中度的(de)抑制作用(圖2B)。Sirf CAR-T細胞治療的(de)小鼠與T2-m28z CAR-T細胞治療的(de)小鼠相比，可(kě)以觀察到對腫瘤生長(cháng)的(de)附加控制。從體重變化可(kě)以看出，治療與潛在毒性無關(圖2C)。在第31天切除腫瘤(圖2D) 進一(yī)步檢驗CAR-T細胞的(de)抗腫瘤療效，Sirf CAR-T細胞治療組的(de)腫瘤體積顯著減少(圖2E)。
在許多臨床實踐中，CAR-T細胞治療通常需要低(dī)劑量的(de)氟達拉濱或CY預處理(lǐ)。為(wèi)了确定聯合治療效果，小鼠接種MC38-Trop2+ (s.c.)，使用CY (i.p.)預處理(lǐ)，然後靜脈注射CAR-T細胞(圖3A)。在這個治療過程中，Sirf CAR-T細胞的(de)使用顯著延長(cháng)了小鼠的(de)生存時間(圖3B)和(hé)減少了腫瘤負擔(圖3C)。此外，Sirf CAR-T細胞的(de)強抗腫瘤治療效果在4T1-Trop2+模型中也得到了進一(yī)步的(de)證實(圖3D)。Sirf CAR-T細胞治療能顯著減少腫瘤體積，而T2-m28z CAR-T細胞治療效果有限(圖3E)。
這些結果表明Sirf CAR-T細胞可(kě)以提高(gāo)對實體腫瘤的(de)治療效果。
然後，研究團隊用流式細胞術分析了分泌的(de)SIRPα-Fc是如(rú)何調節荷瘤小鼠體內(nèi)免疫細胞的(de)，SirfCAR-T細胞處理(lǐ)的(de)小鼠脾髒CD3+T細胞中CAR-T細胞的(de)比例高(gāo)于T2-m28z組，而在CD8+CAR-T細胞中則更為(wèi)顯著(圖4A-C)。此外，Sirf CAR-T細胞提高(gāo)了小鼠脾細胞中CD44+CD62L+中央記憶T細胞(TCM)的(de)比例(圖4D)。果然，在Sirf CAR-T細胞治療的(de)腫瘤組織中CAR-T細胞的(de)比例顯著高(gāo)于對照組(圖4E,F)。此外，在Sirf CAR-T細胞治療的(de)腫瘤組織中，CD11c+DC的(de)比例增加(圖4G)，而髓系源性抑制細胞(MDSC)的(de)比例下降(圖4H)。Sirf CAR-T細胞處理(lǐ)後，M1型巨噬細胞比例增加(圖4I)，M2型巨噬細胞比例減少(圖5J)，表明Sirf CAR-T細胞的(de)治療可(kě)以增強巨噬細胞的(de)抗腫瘤功能。即Sirf CAR-T細胞産生的(de)SIRPα-Fc不僅可(kě)以增強CAR-T細胞的(de)持久性，而且可(kě)以影響TME。
最後，團隊分析了不同CAR-T細胞在MC38-Trop2+腫瘤細胞抗原刺激後表面标記物的(de)變化。與體內(nèi)研究結果一(yī)緻，觀察到TCM在Sirf CAR-T細胞中的(de)比例明顯高(gāo)于T2-m28z CAR-T細胞(圖5A)。随後，檢測了CAR+T細胞與腫瘤細胞共培養後的(de)凋亡。在腫瘤抗原刺激後，Sirf CAR-T細胞中凋亡細胞比T2-m28z CAR-T細胞中凋亡細胞少(圖5B)，但不能被腫瘤抗原刺激的(de)非CAR-T細胞中凋亡細胞沒有差異(圖5C)。此外，還發現程序性細胞死亡1 (PD-1)在Sirf CAR-T細胞上的(de)表達低(dī)于T2-m28z CAR-T細胞(圖5D)。表明PD-1通路參與調控Sirf CAR-T細胞的(de)抗腫瘤作用。
在這項研究中，該團隊開發了Sirf CAR-T細胞，可(kě)以産生CD47阻斷劑,SIRPα-Fc融合蛋白。從實驗結果來看Sirf CAR-T細胞在體內(nèi)顯示了強大的(de)抗腫瘤活性和(hé)提高(gāo)了對實體腫瘤的(de)治療效果。結果顯示，CAR-T細胞分泌的(de)SIRPα-Fc增強了巨噬細胞的(de)吞噬能力，改進了CAR-T細胞的(de)持續凋亡，并減少了腫瘤組織中的(de)免疫抑制。這些體現Sirf CAR-T細胞在實體腫瘤治療中的(de)潛力。
文章(zhāng)來源： https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35110357/