“NAP武装CAR-T细胞”可改善实体瘤治疗！

2022年8月3日 0条评论 437次阅读 0人点赞

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背景介绍

近年来，研究火热的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T细胞）疗法已在多项肿瘤中取得突破性进展，尤其是血液系统中的恶性肿瘤，其被批准用于难治性和复发性B细胞白血病和淋巴瘤，而B细胞成熟抗原导向的CAR-T细胞治疗则被批准用于多发性骨髓瘤（Abramson et al. 2020）。然而，在实体瘤中，其可靶向的特定肿瘤相关抗原通常是异质表达的，这会损害治疗效率，同时，实体瘤中的免疫抑制微环境也会阻碍其功效。也就是说，CAR-T细胞疗法效力受局部免疫抑制以及CAR靶向抗原异质性表达的限制（Alexandrov et al. 2013；Chen et al. 2019）。

2022年4月1日，瑞典乌普萨拉大学Magnus Essand团队在Nature Biomedical Engineering上发表了“CAR T cells expressing a bacterial virulence factor trigger potent bystander antitumour responses in solid cancers”一文。在本研究中，介于幽门螺杆菌的中性粒细胞激活蛋白（NAP）可吸引先天免疫细胞，诱导DC细胞成熟以及Th1细胞极化，创建由IL-12产发的局部促炎环境，团队通过从幽门螺杆菌中引入编码免疫刺激蛋白NAP基因，武装CAR-T细胞，致使NAP从CAR-T细胞中释放时产生的促炎环境，直接对抗实体瘤中的免疫抑制微环境，加强CAR-T细胞功能（图1）。团队认为“NAP武装CAR-T细胞”这项新技术有可能彻底改变CAR-T细胞治疗。

图1 CAR(NAP)T细胞疗法作用模式示意图。

接下来，就跟随小编一起来看看团队为了研究CAR(NAP)-T细胞的作用，进行了哪些实验，又得到了哪些结论吧！

CAR(NAP)T细胞治疗可延缓肿瘤生长并延长模型小鼠生存期

首先，团队通过逆转录病毒载体（RV）（图2a）改造了小鼠T细胞，并评估了CAR(NAP)T细胞在两种具有免疫能力的同基因小鼠肿瘤模型（淋巴瘤A20、神经母细胞瘤NXS2）中靶向内源性表达小鼠CD19和GD2的疗效（图2b、c），且其可控制肿瘤生长并显著延长两种荷瘤小鼠模型的存活时间（图2d-g）。因此，团队提出采用NAP武装CAR-T细胞，可作为针对实体瘤的可行性策略。

图2 CAR(NAP)T细胞治疗可延缓肿瘤生长并延长模型小鼠生存期。

CAR(NAP)T细胞治疗可克服抗原异质性

接下来，为评估CAR(NAP)T细胞是否可克服抗原异质性，团队通过皮下注射野生型（抗原阴性）NXS2细胞和抗原阳性NXS2-mCD19细胞混合物，建立了异质肿瘤小鼠模型（图3a）。实验发现，CAR(NAP)T细胞治疗显著降低了肿瘤生长并延长了小鼠存活率（图3b），且建立了“保护旁观者”免疫记忆（图3c）。

图3 CAR(NAP)T细胞治疗可克服抗原异质性。

CAR(NAP)T细胞治疗可诱导表位扩散

旁观者T细胞反应的一个关键特征是表位扩散，即激活针对除CAR靶向抗原以外的抗原内源性CD8⁺ T细胞，对根除抗原异质性实体瘤至关重要。团队采用了两种肿瘤模型研究了表位扩散：Panc02-mCD19-OVA和NXS2-mCD19-OVA。结果发现，采用CAR(NAP)T细胞处理的小鼠中OVA特异性CD8⁺ T细胞的肿瘤浸润显著增加（图4h、i），且具有更高的IFN-γ反应（图4j），表明表位扩散导致了更强、更广泛的旁观者免疫反应。

图4 CAR(NAP)T细胞治疗可诱导表位扩散。

CAR(NAP)T细胞治疗改变肿瘤微环境免疫成分，产生抗肿瘤免疫

为了研究CAR(NAP)T细胞治疗如何影响肿瘤微环境，团队使用NXS2-mCD19模型研究了肿瘤浸润免疫细胞（CD45⁺）中的基因表达，并对其进行了相关分析（图5a-h）。同时，流式细胞术也验证了嗜中性粒细胞和M1巨噬细胞的浸润（图5i，j），且在CAR(NAP)T细胞处理后，抗原呈递DCs的浸润也增加（图5k）。反过来，活化免疫细胞的浸润升高导致Th1相关细胞因子和趋化因子水平升高以及IFN-γ、IL-2表达升高（图5l-n）。值得注意的是，在CAR(NAP)T细胞治疗后，在更多小鼠中检测到了肿瘤CAR阳性T细胞浸润（图5o）。

图5 CAR(NAP)T细胞治疗改变肿瘤微环境免疫成分，从而产生抗肿瘤免疫。

总的来说，这些观察结果表明，与传统CAR-T细胞相比，用CAR(NAP)T细胞治疗会诱导更明显的免疫“热”、Th1型促炎性肿瘤微环境，这解释了CAR(NAP)T细胞的卓越治疗效果。

上述观察结果与公布的数据一致，即作为重组蛋白（Codolo et al. 2012）或作为治疗性转基因（Ramachandran et al. 2013）递送的NAP可促进DC成熟与Th1极化，并招募和激活单核细胞和中性粒细胞（Amedei et al. 2006）。因此，团队提出CAR(NAP)T细胞治疗功效的增强与分泌型NAP吸引及激活先天免疫细胞以杀死肿瘤细胞的能力有关，其可激活DC以促进表位扩散诱导，从而导致CAR靶向非依赖性CD8⁺ T细胞旁观免疫。

参考文献

Abramson JS, Palomba ML, Gordon LI, et al. Lisocabtagene maraleucel for patients with relapsed or refractory large B-cell lymphomas (TRANSCEND NHL 001): a multicentre seamless design study. Lancet. 2020;396(10254):839-852.

Alexandrov LB, Nik-Zainal S, Wedge DC, et al. Signatures of mutational processes in human cancer. Nature. 2013;500(7463):415-421.

Chen J, López-Moyado IF, Seo H, et al. NR4A transcription factors limit CAR T cell function in solid tumours. Nature. 2019;567(7749):530-534.

Codolo G, Fassan M, Munari F, et al. HP-NAP inhibits the growth of bladder cancer in mice by activating a cytotoxic Th1 response. Cancer Immunol Immunother. 2012;61(1):31-40.

Jin C, Ma J, Ramachandran M, et al. CAR T cells expressing a bacterial virulence factor trigger potent bystander antitumour responses in solid cancers. Nat Biomed Eng. 2022 Apr 4.