CAR-T療法已進(jìn)入快速發(fā)展階段,目前已有5款產(chǎn)品獲批上市,兩款產(chǎn)品申請上市。盡管CAR-T療法越來越成熟,但仍有許多待克服的障礙,如其毒性和治療實(shí)體瘤方面的短板。針對這些問題,科學(xué)家們一直上下求索。
1月6日,Science Translational Medicine發(fā)表了一篇關(guān)于CAR-T細(xì)胞開關(guān)的研究。Dana-Farber癌癥研究所和麻省總醫(yī)院癌癥中心的研究人員發(fā)現(xiàn),利用一種常用的癌癥藥物來那度胺,可以實(shí)現(xiàn)CAR-T細(xì)胞的開啟或關(guān)閉。使用來那度胺可以使具有OFF開關(guān)的T細(xì)胞失活,而具有ON開關(guān)的T細(xì)胞則需要同時(shí)使用來那度胺和靶抗原才能激活,從而可以控制T細(xì)胞激活的時(shí)間。
7月13日,在Nature Biotechnology上發(fā)表的文章中,劍橋大學(xué)的James Patterson博士及合作者敲除了T細(xì)胞和干細(xì)胞中的尿苷單磷酸合成酶(UMPS)基因,這使細(xì)胞的增殖依賴于外部尿苷,在體外和體內(nèi)的異種移植模型中都能通過調(diào)節(jié)尿苷供應(yīng)來控制細(xì)胞生長。在實(shí)踐過程中,如果觀察到嚴(yán)重的副作用,則可通過中斷營養(yǎng)供應(yīng)使體內(nèi)的治療性細(xì)胞被清除,從而減少或停止副作用。
此外,在治療實(shí)體瘤方面,由于實(shí)體瘤中腫瘤特異性抗原(TSA)很少,目前發(fā)現(xiàn)的腫瘤高表達(dá)的抗原更多的是腫瘤相關(guān)抗原(TAA),TAA抗原在正常組織中一般也有少量表達(dá),用傳統(tǒng)的CAR-T細(xì)胞治療時(shí)就會產(chǎn)生較大的毒性,限制了CAR-T細(xì)胞的使用。3月12日,美國加州大學(xué)舊金山分校研究人員與合作者在Science上發(fā)表了他們的成果,為攻克實(shí)體瘤提供了一個關(guān)鍵性工具:synNotch-CARlow-high circuit。該設(shè)計(jì)可以讓這種CAR-T細(xì)胞只有在高抗原密度的腫瘤細(xì)胞部位才會表達(dá)CAR分子,進(jìn)而殺傷腫瘤細(xì)胞,而對低抗原密度的健康細(xì)胞沒有殺傷,降低了CAR-T細(xì)胞的毒副作用,因此可以選擇更多的TAA作為CAR-T細(xì)胞治療的靶點(diǎn),拓展了CAR-T細(xì)胞治療的應(yīng)用范圍。
近來,科學(xué)家們又有了新發(fā)現(xiàn)。8月12日,美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員在 Nature Biomedical Engineering上發(fā)表文章證明,將超聲波與CAR-T細(xì)胞療法相結(jié)合,可以在保護(hù)正常組織的同時(shí)摧毀惡性腫瘤。該療法顯著減緩了小鼠實(shí)體癌性腫瘤的生長。
來源:Nature Biomedical Engineering
我們知道,CAR-T細(xì)胞療法對某些血癌和淋巴瘤的治療效果良好,但對實(shí)體瘤欠佳。如上文所述,這是因?yàn)閷?shí)體瘤上的許多靶抗原也在正常組織和器官上表達(dá),這會導(dǎo)致靶向非腫瘤副作用,即CAR-T也可能攻擊低水平表達(dá)目標(biāo)抗原的正常組織。
“標(biāo)準(zhǔn)的CAR-T細(xì)胞的問題是它們總是處于開啟狀態(tài),總是在表達(dá)CAR蛋白,所以無法控制它們的激活?!蔽恼伦髡遈iqian Wu說道。
為了解決這個問題,研究小組對標(biāo)準(zhǔn)的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),使其僅在應(yīng)用超聲波能量時(shí)表達(dá)CAR蛋白。這使得研究人員能夠選擇何時(shí)何地啟動CAR-T細(xì)胞的基因。
具體來說,研究人員將重新設(shè)計(jì)的CAR-T細(xì)胞注射到小鼠的腫瘤中,然后在腫瘤頂部的皮膚區(qū)域放置一個小型超聲換能器以激活CAR-T細(xì)胞。換能器使用所謂的聚焦超聲束將短脈沖超聲能量聚焦在腫瘤處。在這種情況下,腫瘤會適度升溫,達(dá)到43℃(109℉華氏度),但不會影響周圍組織。而新設(shè)計(jì)的CAR-T細(xì)胞配備了一種基因,這種基因只有在受熱時(shí)才會產(chǎn)生CAR蛋白。因此,這種CAR-T細(xì)胞只在應(yīng)用超聲波的地方啟動。
熱誘導(dǎo)基因激活。FUS = 聚焦超聲(focused ultrasound)(來源:Nature Biomedical Engineering)
研究人員還將新設(shè)計(jì)的CAR-T細(xì)胞與標(biāo)準(zhǔn)的CAR T細(xì)胞進(jìn)行了對比試驗(yàn)。在用新設(shè)計(jì)的CAR-T細(xì)胞治療的小鼠中,只有暴露于超聲波的腫瘤受到攻擊,其他組織則不受影響。但在用標(biāo)準(zhǔn)CAR-T細(xì)胞治療的小鼠中,所有表達(dá)目標(biāo)抗原的腫瘤和組織都受到攻擊?!斑@表明我們的CAR-T細(xì)胞療法不僅有效,而且更安全,它具有小的靶向非腫瘤副作用?!盰iqian Wu說道。
標(biāo)準(zhǔn)和FuS CAR-T細(xì)胞治療的靶向非腫瘤副作用比較。(Nature Biomedical Engineering)
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Yingxiao Wang表示:“我們使用超聲波成功地在體內(nèi)直接控制CAR-T細(xì)胞進(jìn)行癌癥免疫治療。超聲波的使用令人興奮的是,它可以穿透皮膚下幾十厘米的地方,因此這種療法有可能非侵入性治療埋在身體深處的腫瘤?!?/span>
目前,這項(xiàng)工作仍處于早期階段。在進(jìn)入臨床試驗(yàn)之前,該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行更多的臨床前實(shí)驗(yàn)和毒性研究。
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