首页
快讯
关注
资讯
- 健康
- 科技
- 热点
- 视频
- 产业
- 政策
- 护理
- 投资
- 医改
- 养老
- 疫情
- 人物
- 医保
- 疾病
- 管理
- English
- 临床
- 心血管
- 肿瘤
- 内分泌
- 妇儿
- 感染
专题
专区
知识

欢迎登录体验更多功能

搜索

Carl June最新论文：敲除CTLA4，提高CAR-T细胞抗肿瘤疗效

2023

10/08

生物世界

A-

A+

该研究发现并证明了 CTLA-4 缺失的 CART19 细胞在应激测试条件下具有优越的抗肿瘤功效。

撰文丨协和小卒

来源丨丁香学术

过去十年里，CAR-T 细胞疗法改变了肿瘤治疗领域的格局，尤其是在治疗复发难治性的血液肿瘤中展现出传统疗法无可比拟的治疗效果，为患者带来了新的希望。

回顾 CAR-T 的发展，可以追溯到 12 年前。2012 年，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院终身教授 Carl June 团队用 CAR-T 疗法成功治愈了一名急性白血病复发的小女孩 Emily Whitehouse，直到如今，Emily 已无癌生存 11 年，都没有复发迹象，堪称医学界奇迹。因此，Carl June 也被称为「CAR-T 之父」，也因这一成就被美国时代周刊评为「2018 年全球百大影响力人物」之一。

2023 年 9 月 14 日「2024 年科学突破奖」揭晓，Carl June 教授获得了此殊荣；2023 年 9 月 19 日，科睿唯安公布了 2023 年度「引文桂冠奖」名单，Carl June 教授位列其中。Carl June 教授接连获得这两项具有诺贝奖风向标之称的科学大奖的认可，可谓是诺奖热门人选。

2023 年 9 月 29 日，Carl June 教授团队在 Immunity 期刊发表了题为： Deletion of the inhibitory co-receptor CTLA4 enhances and invigorates chimeric antigen receptor T cells 的研究论文。他们这项研究表明， CRISPR-Cas9 介导的 CTLA4 缺失改善了 CAR-T 细胞增殖和抗肿瘤疗效。

在机制上，CTLA-4 缺失允许 CD28 的信号传导，并可维持 T 细胞表面的 CAR 表达。在临床研究中，CTLA4 的缺失挽救了以前 CAR-T 治疗失败的白血病患者的 T 细胞功能。因此，CTLA4 的选择性缺失使功能失调的慢性淋巴细胞白血病（CLL）患者的 T 细胞重新活跃，为增加患者对 CAR-T 细胞治疗的反应提供了一种新的策略。

CART19 细胞中缺失 CTLA4 可在体外产生卓越的效应功能

为了评估 CRISPR-Cas9 介导的 PD-1 和 CTLA-4 检查点受体缺失是否可以靶向 CD19 的嵌合抗原受体 T 细胞（CART19）的疗效，他们制备了人源化的 CART19 细胞进行实验。在确保有效敲除的基础上，他们发现 PD-1 和/或 CTLA4-4 缺失的 CART19 细胞表现出类似的增殖能力、记忆表型、抑制受体水平和表面 CAR 表达。同样地，WT 和编辑过的 CART19 细胞显示出同等水平的细胞毒活性、脱颗粒能力等。

为了确定是否缺失 PD-1 和/或 CTLA4 可以预防或延迟 CAR-T 功能障碍，他们开发了一种使用慢性抗原暴露（CAE）的体外应激试验。结果发现，与 PD-1 缺陷的 CART19 细胞和 PD-1/CTLA-4 均缺陷的 CART19 细胞相比，CTLA-4 缺陷的 CART19 细胞表现出双倍数量增加和抗肿瘤功效增强。

在进一步的应激测试中，与 WT、PD-1 缺陷的 CART19 细胞和 PD-1/CTLA-4 均缺陷的 CART19 细胞相比，CTLA-4 缺陷的 CART19 细胞分泌的 GM-CSF、IL-13 和 CCL5 水平增加。在 CAE 条件下，CTLA-4-缺陷的 CART19 细胞都比 WT 细胞表现出更高的倍增能力和肿瘤清除能力。

CTLA-4 缺失提高了白血病患者 CAR-T 细胞的适应性

为了确定 CTLA-4 缺失是否能激活从 CLL 患者分离的功能失调 T 细胞，他们从完全应答 (CR)-01、部分应答 (PR)-01、无应答 (NR)-01 和 NR-02 患者中获取了 WT 和 CTLA4-缺失的 CART19 细胞。与 WT CART19 相比，来自 CLL 无应答患者（NR-01）的 CTLA-4 缺失 CART19 细胞在应激第 18 天表现出增强的增殖、持久性和细胞溶解活性。此外，与 WT NR-01、PR-01 CART19 细胞相比，CTLA-4 缺失的 NR-01 和 PR-01 CART19 细胞表达更高水平的颗粒酶 B+和 Ki67，以及细胞内细胞因子 IL-2 和 TNF-a 水平的升高，证实了其优异的抗肿瘤表现。

CTLA-4 缺失可以防止 CAR-T 细胞表面 CAR 表达的缺失

CAR-T 细胞如果失去表面 CAR 表达，则会导致 CAR 功能障碍。CTLA-4 缺失的 CART19 细胞在 CAR 功能障碍模型中显示出更高的抗肿瘤功效，这促使他们检测了 WT 和 CART19 编辑组中表面 CAR 表达的相对水平。

与 WT、PD-1 缺失的 CART19 细胞以及 PD-1/CTLA-4 均缺失的 CART19 细胞相比，CTLA-4 缺失的 CART19 细胞在应激检测中维持了表面 CAR 表达。同样地，在反复刺激后，NR 和 PR CLL 患者的 WT CART19 细胞均表现出表面 CAR 表达百分比的降低，而 CTLA-4 缺失的 CAR-T 细胞则维持了表面 CAR 表达，并显示出显著改善的细胞溶解活性，从而减少肿瘤负担。

他们也借助小鼠模型验证了上述发现。

CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞的转录动力学

为了研究驱动 CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞提高抗肿瘤疗效的分子途径，他们对 CAE 后第 0 天和第 15 天的 WT 和 CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞进行了单细胞转录组测序（scRNA-seq）。为了深入了解 CTLA4 的缺失如何影响 T 细胞的广泛分布，他们图绘制了每个亚群中的相对细胞数量。有趣的是，在第 15 天，与 WT CART19 细胞相比，CTLA-4 缺失的 CART19 细胞在增殖亚群中的细胞比例更高，而在终末效应亚群、应激亚群和凋亡亚群中的细胞比例更低。这些数据提供了关于 CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞如何优于 WT CAR-T 细胞的见解。

为了从体外应激功能障碍模型中识别功能障碍基因，他们在 CAE 后第 0 天和第 15 天测定了差异表达基因。他们观察到了衰竭基因的上调，如 CTLA4、HAVCR2、LAG3、KLRD1、IL-2RA、ENTPD1、GNLY、LAYN、CCL3、CCL4、TNFRSF18 和 DUSP4。

CD28 共刺激增强了 CTLA-4 缺陷 CAR-T 细胞的疗效

为了从机制上理解 CTLA4 缺失如何促进白血病患者 CAR-T 细胞在应激测试后抗肿瘤疗效的提高，他们鉴定并比较了来自 ND 和 CLL CART 细胞的 WT 和 CTLA4 缺失细胞的 DEGs。在 CTLA-4 缺失的 ND 和 CLL CAE 细胞中有许多常见的上调通路，糖酵解是唯一被下调的通路。在应激测试后的 ND 和 CLL CTLA-4 缺失细胞中，参与细胞周期调控的通路也出现在上调的通路中。这表明，在 CAR-T 细胞中缺失免疫检查点 CTLA-4 促进了 T 细胞的扩增。

他们进一步在 WT 和 CTLA4 缺陷的 ND 和 CLL CAR-T 细胞中检测了 CD28 下游靶点的表达。CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞显示 GZMB、IL-2RA 和 CDK6 的上调，这些基因有助于更好的增殖和发挥效应功能。此外，与 WT CART19 CAE 细胞相比，CTLA-4 缺失 CAR-T 细胞的 CD28 共刺激增强。这也在异种移植小鼠模型中得到了重现，即与 WT CLL CAR-T 细胞相比，Ctla-4 缺陷小鼠的外周血 CAR-T 细胞中检测到细胞表面 CD28 的表达增加。基于这些数据，他们提出，CTLA4 在 CAR-T 细胞中的缺失导致了 CD28 信号的增强，从而维持了 CAR-T 细胞的共刺激和减少了 CAR-T 细胞功能障碍，这共同导致了 CAR-T 细胞的效应功能，增加了其增殖，并维持了细胞表面 CAR 的表达。

结语

综上所述，该研究发现并证明了 CTLA-4 缺失的 CART19 细胞在应激测试条件下具有优越的抗肿瘤功效，更加重要的是，他们证实了这些结果的临床相关性，即 CTLA4 的缺失可以增强人类 T 细胞的适应性，并能够从失败的 CLL 患者 T 细胞中制造出有效的 CART19 细胞产品。总之，CTLA4 的缺失可以激活患者的 T 细胞，为增加对 CAR-T 细胞治疗的持久反应提供了一种新的策略。

无论诺奖花落谁家，Carl June 教授在 CAR-T 细胞免疫疗法领域所作出的贡献是不容置喙的，其研究为白血病和淋巴瘤的临床治疗提供了强有力的工具，挽救了无数人的生命。期待 CAR-T 细胞免疫疗法的进一步发展能够为人类疾病治疗带来新的福音。

论文链接：
https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(23)00407-7