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2017年度巨献:CAR-T细胞免疫疗法重磅级研究TOP20解读

来源:生物谷 2017-12-31 14:19

2017年12月31日/生物谷BIOON/---时光总是匆匆而逝,12月份即将结束,2017年也接近尾声,迎接我们的将是崭新的2018年,2017年科学家们在CAR-T细胞免疫治疗领域依然取得了许多重磅级的研究成果,本文中小编对2017年CAR-T细胞免疫治疗领域亮点研究进行盘点,分享给大家!与各位一起学习!

1.PLoS Pathog:经过基因修饰的CAR-T细胞有望在体内长期抵抗HIV
doi:10.1371/journal.ppat.1006753

图片来自Rockefeller University。

在一项新的研究中,来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员通过基因疗法,对造血干细胞进行基因改造,让它们携带着嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)编码基因,从而产生能够检测和破坏被HIV感染的细胞的T细胞。这些接受基因改造的细胞不仅破坏被HIV感染的细胞,而且它们持续存在两年多的时间,这提示着有潜力对导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS, 俗称艾滋病)的HIV病毒产生长期的免疫力。相关研究结果于2017年12月28日发表在PLoS Pathogens期刊上,论文标题为“Long-term persistence and function of hematopoietic stem cell-derived chimeric antigen receptor T cells in a nonhuman primate model of HIV/AIDS”。

鉴于HIV利用CD4感染细胞,这些研究人员利用一种劫持HIV与细胞表面分子CD4之间的至关重要的相互作用的CAR分子让源自造血干细胞的T细胞靶向被HIV感染的细胞。当这种CAR分子上的CD4结合到HIV上时,这种CAR分子的其他区域给T细胞提供活化信号,从而杀死被HIV感染的细胞。他们发现在试验动物中,经过基因修饰的造血干细胞导致表达CAR的T细胞在两年多的时间里稳定地产生,而且没有任何不良反应。此外,这些表达CAR的T细胞在整个淋巴组织和胃肠道中广泛地分布着,其中淋巴组织和胃肠道也是HIV在人类感染者中复制和持续存在的主要部位。最为重要的是,这些表达CAR的T细胞可有效地攻击和杀死被HIV感染的细胞。

这些发现是首次证实造血干细胞经基因修饰后能够安全地移植到骨髓中,发育成熟,并且变成整个身体中的功能性免疫细胞。这可能导致人们开发出一种安全的对HIV产生终生免疫力的方法。当与其他的治疗策略结合使用时,这种方法可能产生最佳的疗效。研究人员希望这种疗方法可能降低人类HIV感染者对抗病毒药物的依赖性,降低治疗成本,同时有望根除潜藏在人体中的HIV。这种方法也有潜力抵抗其他的感染或恶性肿瘤。

2.NEJM:CAR-T疗法临床试验又有新突破
doi:10.1056/NEJMe1714680


最近,来自Loyola大学医学中心的研究者们进行了一项开创性的临床试验:通过改造患者的免疫系统杀伤癌细胞。该研究结果发表在最近一期的《New England Journal of Medicine.》杂志上,文章共同作者是来自Loyola大学Cardinal Bernardin癌症中心的主任Patrick Stiff,医生。该临床试验所用到的疗法叫做“CAR-T”,该疗法的提供者是Kite制药公司,同时Novartis与Juno Therapeutics也正在开发癌症的CAR-T疗法。

根据这一研究结果,FDA批准了一种叫做Yescarta的CAR-T疗法。该研究囊括了111名来自于不同癌症中心的患者,这些患者都患有特定类型的B细胞淋巴瘤,而且在经历了其它疗法治疗之后又出现了复发的情况。对此,研究者们将患者体内的T细胞收集起来,之后在实验室条件下进行遗传修饰,使其能够靶向杀伤淋巴瘤细胞,最后,这些细胞在扩增之后回输到患者体内。

在治疗之后的一年多的时间内,42名患者得到了完全的恢复。“这一结果令人印象深刻,毕竟这些患者对其它治疗手段都不敏感”,Stiff医生说道。

当然,有95%的患者出现了至少一种负面症状,其中30%出现了严重的细胞因子复发综合征(CRS),进而导致高烧或类似流感的症状,28%的患者出现了神经性紊乱等等。但上述症状随着时间的延长会慢慢的减轻,其原因可能是医生们治疗经验的增强。

3.Nat Med:新型CAR-T细胞疗法有望治疗B-ALL白血病
doi:10.1038/nm.4441


图片来自iStock/Dr_Microbe。

在一项新的研究中,研究人员在I期临床试验中以患上治疗抵抗性的B细胞型急性淋巴细胞白血病(B cell acute lymphoblastic leukemia, B-ALL)的病人为实验对象测试了一种利用嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)T细胞技术的新型细胞疗法。他们成功地治疗了对之前的一种CAR-T细胞免疫疗法产生抵抗性的B-ALL。相关研究结果于2017年11月20日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“CD22-targeted CAR T cells induce remission in B-ALL that is naive or resistant to CD19-targeted CAR immunotherapy”。

这种细胞疗法涉及从病人体内提取数百万个T细胞,对它们进行基因改造,使它们能够消灭恶性癌细胞,随后将它们灌注回病人体内。这种基因改造在T细胞表面上引入一种嵌合抗原受体,这种嵌合抗原受体靶向在来自白血病和淋巴瘤的癌细胞表面上发现的一种特异性的蛋白分子。如今,来自美国斯坦福大学医学院和美国国家癌症研究所的研究人员设计出一种新型的靶向一种被称作CD22的表面分子的CAR-T细胞疗法。

这项I期临床试验招募了21名患上B-ALL的儿童和年轻人(年龄在7岁~30岁),这些病人已出现疾病复发,或者对之前的疗法未作出反应。在这些病人当中,有15人也已接受靶向CD19的CAR-T细胞疗法,但是未取得明显的改善。这些病人被给予不同剂量的这种新型的靶向CD22的CAR-T细胞疗法。在接受最低剂量治疗的6名病人当中,有1人在治疗后实现完全缓解。在接受较高剂量的病人当中,73%的人实现缓解。尽管少数病人在接受这种疗法高达21个月后仍然保持完全缓解,但是大多数病人出现疾病复发。

4.重磅!第二款CAR-T细胞免疫疗法今日获批!
新闻来源:FDA approves CAR-T cell therapy to treat adults with certain types of large B-cell lymphoma


近期(2017年10月18日),美国FDA宣布批准了Kite Pharma开发的用于治疗特定类型大B细胞淋巴瘤成人患者的CAR-T疗法Yescarta(axicabtagene ciloleucel)上市。这些患者曾接受了至少两次其他治疗,但没有出现缓解,或是疾病出现复发。值得一提的是,这是美国FDA批准的首款针对特定非霍奇金淋巴瘤的CAR-T疗法,也是第二款获批的CAR-T疗法。

在一项多中心的临床试验中,超过100名成人患者接受Yescarta治疗,并表现出令人惊奇的疗效——Yescarta带来的完全缓解率(CR)可达到51%!

5.PLoS Pathog:利用CAR-T细胞疗法有望抵抗HIV感染
doi:10.1371/journal.ppat.1006613


在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员对之前的一项尝试进行改进,开发出一种可能潜在地被用来对病人自身的免疫系统细胞进行基因改造来抵抗HIV的新策略。这一方法在小鼠和体外培养的人细胞中表现出益处。相关研究结果于2017年10月12日发表在PLoS Pathogens期刊上,论文标题为“Supraphysiologic control over HIV-1 replication mediated by CD8 T cells expressing a re-engineered CD4-based chimeric antigen receptor”。

在过去,人们多次尝试着对T细胞进行基因改造来抵抗HIV,这其中就包括一种接受过临床测试的方法。然而,迄今为止,还没有一种方法足够成功地得到广泛的应用。如今,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院博士生Rachel Leibman和同事们开展的一项新的尝试有成功的希望。

这项新的技术建立在这种早前的接受过临床试验的方法的基础之上。这种早前的方法依赖于嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR),即一种合成蛋白,当将它导入到T细胞中时,会允许它们更加有效地抵抗特定的敌人。在治疗时,从一名病人血液中提取出的T细胞在实验室中接受基因改造,从而表达HIV特异性的CAR,随后将它们灌注回这名病人体内来抵抗这种病毒。(其他的基于CAR的技术成功地增强T细胞对一些癌细胞发起的攻击。)

利用CAR技术近期取得的进展,Leibman和她的同事们对这种之前接受过临床测试的CAR蛋白(即初始CAR)进行改进。这种蛋白由几个不同的片段组成,为此,他们系统性地逐一地调整这种蛋白,以优化它们的性能。他们发现表达这种新型CAR的T细胞在实验室中阻止病毒在人细胞间扩散的效率比表达初始CAR的T细胞增加了50倍以上。

这些研究人员也在感染上HIV的小鼠体内测试了这种新型CAR。他们发现经过基因改造表达这种新型CAR的小鼠T细胞能够让这些小鼠体内的其他T细胞免受HIV攻击和剔除。在接受抗逆转录病毒治疗的小鼠中,在这种治疗停止后,这些经过基因改造的T细胞延缓这种病毒反弹。

6.NEJM:免疫疗法“CAR-T”首次用于中枢神经系统肿瘤治疗临床试验结果问世
doi:10.1056/NEJMc1704610


(图片摘自www.pixabay.com)

在最近发表在《New England Journal of Medicine》的一篇文章中,来自麻省总医院的研究者们发表了利用新型的,基于免疫系统的治疗方案的成功案例。实验结果表明,CAR-T疗法能够显著降低扩散性大型B细胞淋巴瘤患者大脑的恶化程度。这是有史以来第一次关于CAR-T疗法在治疗中枢神经系统淋巴瘤中的作用。

此外,当接受CART治疗两月后皮下肿瘤开始复发时,研究者们通过活组织检查的方法,能够激活CAR-T细胞重新扩增以抑制肿瘤的恶化趋势。尽管该名患者在接受CAR-T疗法之后一年仍然因肿瘤复发而死亡,但脑部的肿瘤从没有再次发作。

在这项研究中,作者利用患者体内的T细胞表达能够识别CD19(特异性表达在B细胞癌或B细胞淋巴瘤表面)的嵌合受体分子。

这名患者是年龄为68岁的女性,此前接受常规化疗以及干细胞移植疗法均没有阳性反应。在接受此次临床试验时,她的大脑右侧额叶区已经出现了新的癌化病灶。

在接受了CAR-T疗法之后的一年内,患者的大脑病灶出现了完全的衰退,两个月后出现的新的病灶也在CAR-T细胞的作用下得到了抑制。血液检测结果表明其体内靶向CD19的CAR-T细胞与肿瘤的衰退之间存在明显的相关性。虽然此前已经有研究证明CAR-T细胞能够受到免疫相关药物的刺激而激活,但这项研究首次证明了活组织检查的手段也可以起到相同的效果。

7.Sci Trans Med:CAR-T疗法治疗神经胶质瘤为什么效果不佳?
doi:10.1126/scitranslmed.aaa0984


最近一项临床试验表明遗传修饰的T细胞具有治疗神经胶质瘤的效果,然而,要想最终攻克这一癌症,还需要解决肿瘤微环境中的免疫抑制效应以及基因突变的复杂性。相关结果发表在最近一期的《Science Translational Medicine》杂志上。

过去两年来,来自宾夕法尼亚大学医学院的研究者们报道了利用CAR-T疗法治疗神经胶质瘤的临床试验结果,他们利用靶向肿瘤特异性抗原的EGFRvIII的CART技术对患者进行治疗。在最新的这一研究中,作者发现了该技术的两大瓶颈:其一是患者肿瘤组织中EGFRvIII的表达差异性较大;其二是肿瘤微环境具有较强的免疫抑制效应,这一效应在治疗过程中会逐渐严重。因此,作者认为需要同时寻找新的肿瘤抗原以及寻找克服免疫抑制效应的药物,从而实现对肿瘤组织的杀伤。

该研究将患者分为三组,其中一组在接受CART细胞注射治疗后没有再次进行手术,第二组在治疗后较晚的时间接受了手术,第三组在治疗后较早的时间内做了手术。在细胞注射治疗之后的两个星期内,能够检测到CART- EGFRvIII细胞向肿瘤组织中浸润,一个月内能够在血液组织中检测到上述细胞,而细胞的数量则在注射后两周左右发生平稳的下降,并且在一个月过后低于检测水平。

8.JCI:CAR-T“大礼包”可以有效治疗实体肿瘤
doi:10.1172/jci87624


对于实体瘤的治疗,细胞疗法效果不佳,这一部分是由于癌症特异性的T细胞难以运送到肿瘤组织中。如今,由Fred Hutchinson癌症研究中心的研究者们开发出的一项技术则能够起到一定的帮助。研究者们利用一种合成的"骨架",将癌症特异性的T细胞与一些营养物质混合起来包裹在其中,从而达到杀伤肿瘤细胞的效果。这一研究结果发表在最近一期的《Journal of Clinical Investigation》杂志上。结果表明,这一装载有T细胞的骨架能够有效减小小鼠胰腺癌以及黑色素瘤的肿瘤组织大小,而且治疗效果比单独注射T细胞要更高一些。

T细胞对生存环境的要求比较挑剔,如果没有合适的营养物质以及排出废物的方法的话几天之内就会死亡。此外,肿瘤组织会释放一些自我防御的化学物质,这些物质会阻止T细胞正常功能的实现。因此,不能仅仅打入肿瘤组织中就可以期望其发挥作用。

因此,Stephan等人设计了一个温馨的"家",希望能够解决这些难题。这种粘性的、海绵状的生物聚合物上面有许多微型的小孔,能够制作成不同的大小以及不同的形状。Stephan通过与麻省理工学院的研究者们合作,将CAR-T细胞导入了这一框架之内,并且注入了一些保持T细胞活性的蛋白质。

当将这一混合的药剂导入小鼠之后,能够显著地降低小鼠体内肿瘤的大小。当然,这一方法距离临床应用还有一定的距离,不过Stephan已经开始寻找商业合作,并尽快地获得FDA的批准。

9.Nat Nanotechnol:重磅!利用纳米颗粒在体内制造CAR-T细胞
doi:10.1038/nnano.2017.57



在一项新的概念验证研究中,来自美国弗雷德-哈金森癌症研究中心和华盛顿大学的研究人员开发出生物可降解的纳米颗粒,这些纳米颗粒能够被用来对T细胞(一种免疫细胞)进行基因编程,使得它们识别和摧毁癌细胞,并且它们仍然停留在体内。在这项于2017年4月17日在线发表在Nature Nanotechnology期刊上的研究中,这些研究人员证实在一种白血病模式小鼠体内,这些纳米颗粒编程的T细胞能够快速地清除这种疾病,或者延缓它的进展。

Stephan构建出他的T细胞归巢纳米颗粒(T-cell homing nanoparticle),旨在让更多的病人受益于癌症细胞免疫疗法。在他的方法中,这些费时费力的T细胞编程步骤都在体内发生,从而在几天内产生大量的潜在的“连环杀手(serial killer)”。

正如在这项新的研究中所报道的那样,Stephan和他的团队开发出生物可降解的纳米颗粒,可将T细胞转换为CAR-T细胞。CAR-T细胞疗法是一种特定类型的细胞免疫疗法,已在针对白血病的临床试验中获得有前景的结果。

这些研究人员设计出的这些纳米颗粒携带着编码靶向和清除癌症的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)的基因。他们也给这些纳米颗粒标记上让它们附着到T细胞上的分子,从而使得T细胞吞噬这些纳米颗粒。这些T 细胞的内部运送系统随后指导这些纳米颗粒进入细胞核,并且在那里,这些纳米颗粒会溶解掉。

这些概念验证研究证实这些纳米颗粒能够让免疫系统靶向癌细胞。Stephan和他的团队设计出这些新的CAR基因,并将它们整合到细胞核内容纳的染色体上,从而使得T细胞开始翻译这些新的CAR基因,仅需一到两天就产生 CAR受体。

在Stephan团队确定他们的携带CAR基因的纳米颗粒让相当数量的T细胞发生基因重编程之后,他们测试了它们的效果。利用一种临床前白血病模式小鼠,Stephan和他的同事们将他们的纳米颗粒编程策略与先化疗再灌注在实验 室中经过编程表达CAR的T细胞(模拟当前的CAR-T细胞疗法)进行比较。与这些灌注的CAR-T细胞相比,这些纳米颗粒编程的CAR-T细胞毫不逊色。利用纳米颗粒或灌注的CAR-T细胞进行治疗可让这些小鼠的存活期从平均两周增加到平均58天。

10.Nature:利用CRISPR/Cas9构建出更加强效的CAR-T细胞
doi:10.1038/nature21405


在一项新的研究中,来自美国斯隆凯特林癌症纪念中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)的研究人员利用CRISPR/Cas9的力量构建出更加强效的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor CAR)T细胞(CAR-T细胞),从而增强小鼠体内的肿瘤免疫排斥。这一出于意料的发现揭示出CAR免疫疗法的一些细节,并且突出展现了利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术推动癌症免疫疗法的潜力。

CRISPR/Cas9是一种基因组编辑工具,能够让科学家们精确地切割和操纵细胞中的DNA。在这项新的研究中,这些研究人员证实CRISPR/Cas9技术能够运送CAR基因到T细胞基因组中的特定位点上。这种精准的方法能够更强健地构建出CAR-T细胞---它们能够持续更长的时间地杀死肿瘤细胞,这是因为它们更不容易耗竭。这可能潜在地导致在病人体内更加安全地和更加高效地使用这种强大的免疫疗法。

论文通信作者、斯隆凯特林癌症纪念中心基因转移与基因表达实验室科学家Michel Sadelain博士说,“癌细胞总是无休止地试图躲避治疗,因此我们需要能够制造出与它们相匹配的并且比它们活得更长的CAR-T细胞。这一新的发现证实我们可能能够利用基因组编辑的力量内在地改进这些‘活细胞疗法’。我们迫切地持续探究基因组编辑技术如何可能给我们提供下一代CAR-T细胞疗法。”

11.Mol Ther:以瘤之盾,治瘤之矛:新研究开发出更安全有效的CAR T疗法!
doi:10.1016/j.ymthe.2016.10.016


在像柔道这样的武术中,武士会将对方的力量转回给对方,从而将他们自己的力量增大。而在T细胞与肿瘤细胞的斗争中,T细胞的免疫攻击常常由于肿瘤产生的免疫抑制信号而削弱。这些信号包括抑制性细胞因子白介素-4(IL-4)、白介素-10(IL-10)、肿瘤生长因子Beta(TGF-beta)等,这些因子可由肿瘤微环境中的细胞或基质组分产生。

Mohammed及其同事成功让CAR T细胞避开甚至利用了这些免疫抑制信号。研究人员使用了一种产生IL-4的胰腺癌细胞模型,并用靶向前列腺干细胞抗原(PSCA,一种在前列腺癌细胞中高表达,但是在正常细胞中不表达的蛋白)的CAR T细胞杀伤这些细胞。他们首先确认了暴露在IL-4下的CAR T细胞比暴露在经典刺激因子IL-2下的CAR T细胞的增殖能力更弱。然后他们通过将IL-4受体胞外段与IL-7受体胞内段结合使这些CAR T细胞产生了一种新的反转细胞因子受体(ICR),考虑到这些受体属于常见的gamma链家族,它们可以和普通的gamma链异源二聚化,因此这个新受体在T细胞内可以发挥作用。事实证明这种假设是正确的,这些表达ICR的T细胞在IL-4的刺激下增殖能力反而升高了。此后研究人员让T细胞同时表达抗PSCA的CAR和ICR,结果发现这些T细胞的增殖能力显著提高,其在胰腺癌异位移植模型中杀伤肿瘤细胞的能力也显著增强。

这种转换受体还有一种潜在的好处,虽然研究人员没有阐述清楚,但是可能代表着一个很重要的进步。因为表达ICR的T细胞需要在IL-4及PSCA同时存在的条件下才能增殖并生存,因此不产生IL-4的正常组织就算表达相同量的PSCA,也许也不会受到回输的CAR T的攻击,因此这个策略将使CAR T细胞治疗更有效且更安全。

12.NEJM:利用CAR-T细胞免疫疗法首次消灭实体瘤
doi:10.1056/NEJMoa161049


目前,CAR-T疗法在血液肿瘤领域已经取得了一定成绩,但是这种技术对于实体瘤的价值还是未知的。City of Hope则通过临床实验对T细胞改造后直接注射入大脑的临床效果进行了验证。 在一项新的研究中,50岁的脑癌患者Richard Grady通过外科手术去除脑中三个最大的肿瘤。然后他每周输液六次,通过一种特制滴灌将CAR-T细胞注入他大脑。虽然Grady的原生肿瘤在手术之后并没有复发,但是剩余的肿瘤却继续保持着生长并扩散至他的脊柱。

Grady的主治医生最终做出了一个大胆的决定,他们将第二根特制滴管插入了Grady的脑脊腔中,从这里将CAR-T细胞注入Grady的大脑。

三次治疗之后,Grady脑中的所有肿瘤都发生了急剧的收缩。在第10次治疗之后,医生们观察到所有的肿瘤都消失了,Grady在10次治疗之后能够减少其他药物的使用甚至恢复工作。

然而,不久之后新的肿瘤便出现在了他大脑和脊柱的不同部位,Grady再次开始接受放疗。即便如此,这种免疫治疗仍然给予了Grady长达七个多月的健康生活。

13.Cell:重磅!利用synNotch T细胞直接运送药物到肿瘤中
doi:10.1016/j.cell.2016.09.011



在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员构建出能够精确地确定患病细胞在体内任何位置和执行一系列可定制反应(customizable responses)的人免疫细胞,包括将药物或其他治疗运载物直接运送到肿瘤或其他不健康的组织中。在小鼠体内开展的实验中,这些被称作synNotch (synthetic Notch) T细胞的免疫细胞高效地靶向肿瘤,释放一种特定的人抗体药物,从而根除癌症,而不会攻击正常的细胞。相关研究结果于2016年9月29日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Engineering T Cells with Customized Therapeutic Response Programs Using Synthetic Notch Receptors”。

除了运送治疗性试剂外,synNotch T细胞能够经编程后以多种其他的方式杀死癌细胞。不过synNotch T细胞也能够执行抑制免疫反应的指令,从而为这些细胞能够被用来治疗1型糖尿病等自身免疫疾病或者局部抑制移植器官遭受的免疫系统排斥提供可能。

这项新研究拓宽和加深了Lim实验室之前对synNotch T细胞的研究,其中后者已证实synNotch传感器平台能够被用来在T细胞中构建自定义的“逻辑门”,从而允许它们识别和杀死癌细胞,同时保护关系比较密切的健康细胞。这些细胞“AND门”需要在靶细胞中满足两个独立的条件,这样T细胞才会采取行动清除这些靶细胞。

T是高度迁移性的,在全身各处移动以便寻找患病的或被感染的细胞。一种被称作嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法的T细胞疗法因其在治疗一种被称作急性淋巴细胞白血病(ALL)的血癌中取得史无前例的成功而被公之于众。

但是鉴于CAR-T细胞疗法主要依赖于T细胞“内置的”检测和反应性质,而且其中的一些性质能够是有害的,因此它能够产生严重的副作用。再者,因为T细胞经常不能够战胜肿瘤抑制免疫反应的性质,所以CAR-T细胞疗法迄今为止并不能够有效地治疗影响乳腺、前例腺、大脑、肺部和其他器官的实体瘤。Lim说,加州大学旧金山分校开发的这种synNotch技术能够独立使用,不过它也能够与CAR-T细胞一起使用以便绕过CAR-T细胞疗法当前所面临的很多限制。

synNotch之所以如此称呼是因为它是Notch蛋白的几种人工合成变化的产物,其中Notch蛋白参与许多种有机体中的细胞间通信,而且在正常发育中发挥着特别至关重要的作用。首先,synNotch受体作为一种“通用传感器”发挥作用---它拥有一种从T细胞中延伸出来的组分,而且这种组分能够发生交换从而特异性地识别很多不同类型的疾病信号。synNotch的另一端是一种“效应”组分位于T细胞内,能够经改造后导致T细胞执行各种各样的反应。

14.Cell:利用CAR-T细胞作为微型制药厂治疗B细胞淋巴瘤
doi:10.1016/j.cell.2016.08.032


最近针对免疫疗法和基因工程嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cell, CAR-T)的使用取得的进展已让人们兴奋不已。历史上,CAR-T细胞免疫疗法旨在给予免疫细胞所需要的信息来更好地将肿瘤细胞识别为外来的并攻击它们,从而增强免疫系统。

在一项新的研究中,来自美国纪念斯隆凯特琳癌症中心的Hans-Guido Wendel博士、来自法国雷恩第一大学的Karin Tarte及其同事们阐明了CAR-T细胞未开发的起着靶向转运载体作用---即能够作为“微型制药厂(micro-pharmacies)”用于精确的治疗转运---的潜力。相关研究结果于2016年9月29日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Loss of the HVEM Tumor Suppressor in Lymphoma and Restoration by Modified CAR-T Cells”。这项研究有助人们鉴定一种潜在新的淋巴瘤疗法。

研究人员首次鉴定出一种关键的通路,而这种通路在大约75%的人滤泡性淋巴瘤(B细胞淋巴瘤的一种亚型)中受到破坏:HVEM受体基因在大约50%的病例中发生突变。这些突变破坏一种导致淋巴瘤生长的被称作BTLA的抑制性受体与一种支持性微环境之间的相互作用。

在发现这一点后,研究人员注意到这种通路中的关键性分子容易遭受治疗性攻击。他们随后开发恢复HVEM蛋白功能的策略:在体内通过靶向结合CD19的基因工程CAR-T细胞将HVEM蛋白直接转运到淋巴瘤中。这种CAR-T细胞经特定设计会在局部持续地产生可溶性的HVEM蛋白。作为所谓的微型制药厂,这些CAR-T细胞通过寻找到表达CD19的B细胞将这种抗癌蛋白直接运送到肿瘤位点,并且继续呆在那里分派这种肿瘤抑制蛋白。在动物模型中对这些微型制药厂进行测试产生显著性的治疗反应,要比作为对照的CAR-T细胞和CD19 CAR-T细胞更加有效。

15.Science子刊:晚期淋巴瘤病人经CAR-T细胞免疫疗法治疗后病情完全缓解
doi:10.1126/scitranslmed.aaf8621


在一项新的研究中,参与由美国弗雷德-哈金森癌症研究中心领导的一项早期免疫疗法临床试验的非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma)病人之前用尽了多种常规的癌症治疗手段,但是在他们的免疫细胞经过基因改造后变成癌症抵抗者后,他们体内的晚期肿瘤完全消失了。这些短期的结果是用于治疗血癌的这些经过基因修饰的被称作CAR-T细胞的免疫细胞的备受关注研究的最新成果。相关研究结果发表在2016年9月7日那期Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Immunotherapy of non-Hodgkin’s lymphoma with a defined ratio of CD8+ and CD4+ CD19-specific chimeric antigen receptor–modified T cells”。

在这项临床试验中,32名参与者在进行化疗(被称作淋巴细胞删除)后接受CAR-T细胞灌注,其中化疗的目的是为随后灌注的CAR-T细胞进入病人体内腾出空间。研究人员发现在一组11名病人先接受两种药物化疗再接受中等剂量CAR-T细胞灌注后,这些CAR-T细胞最为有效地摧毁癌症。这11名病人中的7人(64%)进入病情完全缓解。

论文通信作者、弗雷德-哈金森癌症研究中心免疫疗法研究员Cameron Turtle博士说,这些数据表明对这些治疗参数进行调整如何能够让这些细胞更加有效地抵抗患有这种特定癌症类型的病人体内的癌症。

研究人员发现,在淋巴细胞删除步骤中,相比于仅接受一种化疗药物治疗的病人而言,加入第二种化疗药物有助CAR-T细胞在这些病人体内更多地增殖和存活更长时间。在所有的接受这两种化疗药物治疗的20名病人当中,一半的人实现病情完全缓解,无论使用多大的T细胞剂量。(剩下的12名病人接受一种不同的淋巴细胞删除方案,仅有一人在接受CAR-T细胞灌注后实现病情完全缓解。)Turtle说,“对淋巴细胞删除方案进行修饰等策略与合适的CAR-T细胞剂量相结合能够对临床结果产生较大的影响。”

16.JVI:首次利用CAR-T免疫疗法杀死被HIV感染的细胞
doi:10.1128/JVI.00805-16


在一项新的研究中,来自美国加州大学洛杉矶分校AIDS研究所和AIDS研究中心的研究人员证实最近发现的抗体能够被用来产生一种特定类型的嵌合抗原受体(CAR)T细胞(CAR-T),然后就能够利用这种CAR-T杀死被HIV-1感染的细胞。相关研究结果发表在2016年8月那期Journal of Virology期刊上,论文标题为“HIV-1-Specific Chimeric Antigen Receptors Based on Broadly Neutralizing Antibodies”。

尽管人体的免疫系统起初确实对HIV作出反应并攻击它,但是这种对HIV的完全攻击由于这种病毒能够潜藏在不同的T细胞中和快速地复制而最终丧失殆尽,并对免疫系统造成破坏,从而让人体容易遭受一系列感染和疾病。科学家们一直在寻找增强免疫系统抵抗HIV的方法,如今,它似乎表明CAR-T就是被用来抵抗HIV的武器。

在这项新的研究中,研究人员使用了7种最近发现的“广泛中和抗体”,这些广泛中和抗体能够结合多种入侵的HIV毒株,而不是较早前分离出的往往只结合少数HIV毒株的抗体。这些广泛中和抗体被改造为具有抵抗广泛的HIV毒株的人工CAR-T细胞受体。在实验室测试中,研究人员发现所有的这种广泛中和抗体能够不同程度地指导杀伤性T细胞增殖、杀死被HIV感染的细胞和抑制被感染的细胞中的病毒复制。

论文通信作者、加州大学洛杉矶分校大卫-格芬医学院传染病系医学教授Otto Yang博士注意到“在试管取得的成功并不一定适用于人体中”,因此下一步就是发现将这些抗体用于人体的策略。但是这种免疫疗法有巨大的希望在进一步的研究中向前进一步推进。

17.Science:重大突破!利用CAAR-T细胞疗法靶向治疗自身免疫疾病
doi:10.1126/science.aaf6756


在一项新的研究中,来自美国、意大利和瑞士的研究人员发现一种方法将导致自身免疫疾病的一部分制造抗体的B细胞清除,同时不会伤害免疫系统其余部分。他们研究的一种自身免疫疾病被称作寻常性天疱疮(pemphigus vulgaris, PV),在这种疾病中,病人自己的免疫细胞攻击一种在正常条件下将皮肤细胞粘附在一起的被称作桥粒芯蛋白-3(desmoglein-3, Dsg3)的蛋白。相关研究结果于2016年6月30日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Reengineering chimeric antigen receptor T cells for targeted therapy of autoimmune disease”。

产生抗体的B细胞也能够导致自身免疫疾病。宾夕法尼亚大学皮肤病学副教授Aimee S. Payne一直在研究自身免疫疾病。几年前,她实验室的一名博士后研究员Christoph T. Ellebrecht博士有兴趣利用CAR-T技术作为一种潜在地治疗B细胞相关性自身免疫疾病的方法。不久之后,Payne实验室与研究CAR-T技术的Milone实验室合作,希望发现一种强效的新方法治疗这些疾病。

在这项新的研究中,研究人员研究了寻常性天疱疮(PV)。当未接受治疗时,PV导致广泛性皮肤水泡,而且几乎总是致命性的,但是在最近几十年内,这种疾病能够通过强的松、吗替麦考酚酯和利妥昔单抗等广泛免疫抑制药物加以治疗。

为了治疗PV同时又不导致广泛性的免疫抑制,研究人员设计出一种CAR类型的人工受体,它将指导病人T细胞只攻击产生有害的抗Dsg3抗体的B细胞。同时,他们对提取出的T细胞进行基因修饰,让它们表达这种人工受体。

研究人员设计出的这种人工受体被称作嵌合自身抗体受体(chimeric autoantibody receptor, CAAR),它呈现自身抗原Dsg3的片段,也就是导致PV的抗体和产生这些抗体的B细胞通常结合的同样的片段,而这一点Payne实验室和其他人在之前的研究中已证实过。这种人工受体起着一种诱饵的作用,诱导靶向结合Dsg3的B细胞结合,从而让它们与这些治疗性的T细胞进行致命性的接触。

通过测试很多种变异体,研究人员最终发现一种在体外培养的细胞中发挥良好作用的人工受体,能够让经过基因修饰的宿主T细胞高效地破坏产生抗桥粒芯蛋白抗体的B细胞。这些经过基因修饰的T细胞也在PV模式小鼠体内取得成功,杀死桥粒芯蛋白特异性的B细胞,并且阻止这些小鼠产生皮肤水泡和其他自身免疫疾病症状。

T细胞疗法能够受到很多因素的影响。但是在这些实验中,这些经过基因修饰的T细胞维持它们的强效性,并不受到存在可能结合它们表达的人工受体的抗Dsg3抗体的影响。此外,也没有迹象表明这些经过基因修饰的T细胞通过攻击小鼠体内错误的靶细胞而导致副作用产生。

18.Immunity:重大进展!利用新型CAR-T免疫疗法治疗实体瘤
doi:10.1016/j.immuni.2016.05.014


在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员描述了他们经过基因修饰设计出一种识别一种组合物--由一种已知的癌症相关表面蛋白和一种癌症相关糖分子组成---的CAR能够用于CAR-T免疫疗法中以便治疗一系列实体瘤。他们在胰腺癌模式小鼠体内证实了这种新的CAR-T疗法的有效性。相关研究结果于2016年6月21日在线发表在Immunity期刊上,论文标题为“Engineered CAR T Cells Targeting the Cancer-Associated Tn-Glycoform of the Membrane Mucin MUC1 Control Adenocarcinoma”。

在这项研究中,Posey、论文共同通信作者Laura Johnson博士和来自美国芝加哥大学和丹麦哥本哈根大学的同事们构建出表达特定CAR的CAR-T细胞,其中这种CAR特异性地识别粘蛋白1(MUC1)上截断的糖分子。MUC1蛋白在正常的细胞表面上并不存在,但在很多类型的实体瘤和白血病的癌细胞表面上大量存在。

当将这些CAR-T细胞注射回白血病或胰腺癌小鼠体内后,这些肿瘤都萎缩了,而且在大多数小鼠中被消除了,从而导致存活期增加。在接受CAR-T治疗后,胰腺癌小鼠仍然活了113天;然而,在接受不能够靶向识别具有截断的糖分子的MUC1蛋白的CAR-T治疗的小鼠当中,在这项实验结束时,仅有三分之一的小鼠存活下来。重要的是,这些经过基因修饰的CAR-T不能够伤害正常的人细胞,也不能够伤害不具有这种异常糖分子的细胞。

这些发现提示着靶向识别在正常组织和实体瘤中发现的蛋白上存在的异常的癌症特异性糖分子可能成为一种治疗实体瘤的新免疫疗法。这种肿瘤组合识别能力可能导致人们在未来为癌症患者开发出一种安全的有效的疗法。

19.JCI:利用表达CAR的调节性T细胞阻止移植排斥
doi:10.1172/JCI82771; doi:10.1172/JCI86827


在一项新的研究中,来自加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员开发出一种基因疗法,它对一类被称作调节性T细胞(T regulatory cells, Tregs)的免疫细胞进行编程,从而保护移植组织免受病人免疫系统的排斥。相关研究结果发表在2016年4月1日那期Journal of Clinical Investigation期刊上,论文标题为“Alloantigen-specific regulatory T cells generated with a chimeric antigen receptor”。

论文通信作者Megan Levings博士说,“随着进一步研究,Tregs有可能作为一种活体药物阻止移植细胞和器官免受免疫攻击。”

在这项研究中,研究人员从志愿者捐献给加拿大血液服务中心的血液中分离出Tregs。他们构建出一种基因,该基因表达一种被称作HLA-A2特异性嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)的蛋白。他们利用一种无害的病毒将这种CAR基因导入到Tregs中,从而对这些细胞进行编程,让它们识别经常在移植组织表面发现的特异性蛋白。Tregs的正常作用就是关闭免疫反应,从而阻止对健康组织产生免疫反应。他们进行一系列实验证实这些经过基因修饰的Tregs识别移植组织并且保护它们免受宿主免疫系统攻击。

Levings博士说,“我们借用癌症免疫疗法中的这种方法。我们将它用于相反的目的:关闭不想要的免疫反应。”

研究人员说,还需要再开展10年的研究方有可能利用基因修饰的Tregs开发出一种安全的靶向疗法。

20.JCI:利用TanCAR-T免疫疗法实体瘤大有可为
doi:10.1172/JCI83416


在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院、德州儿童癌症中心、贝勒细胞与基因疗法中心、德州儿童医院和休斯顿卫理公会医院的研究人员发现一种基于靶向特异性表面分子的新策略能够清除胶质母细胞瘤模式小鼠体内的大多数癌细胞、阻止肿瘤逃避免疫检测、更好地控制肿瘤和改善小鼠存活。相关研究结果于2016年7月18日发表在Journal of Clinical Investigation期刊上,论文标题为“Tandem CAR T cells targeting HER2 and IL13Rα2 mitigate tumor antigen escape”。论文通信作者为贝勒医学院和德州儿童癌症中心儿科副教授Nabil Ahmed博士。

贝勒医学院儿科助理教授Meenakshi Hegde博士想知道当利用CAR-T靶向肿瘤细胞表面上的单个抗原时,肿瘤会如何应对。CAR-T清除表面上携带靶分子的细胞,同时留下表面上未携带靶分子的细胞。当在模式小鼠体内开展这项实验时,她观察到尽管部分肿瘤被CAR-T及时地清除了,但是肿瘤还是会复发。这些复发的肿瘤细胞并不携带CAR-T识别的靶分子,相反会携带其他的表面分子。

为此,在这项新的研究中,研究人员测试了如果他们利用CAR-T靶向两种不同的肿瘤表面分子将会发生什么。Ahmed说,他们发现“如果我们靶向不止一种抗原,那么我们有更好的机会阻止肿瘤逃避免疫检测”。

研究人员选择的两种抗原---HER2和IL13Rα2---是抗肿瘤疗法的良好候选分子,这是因为它们在大多数胶质母细胞瘤细胞表面上表达,但是体内正常组织中非常低水平地表达。这对于让CAR-T靶向和杀死正常细胞的副作用最小化是比较重要的。

研究人员确定了如果T细胞表面上的单个双价CAR分子能够同时结合HER2和IL13Rα2,那么将会发什么。Ahmed说,当CAR-T通过这种双价CAR分子同时识别HER2和IL13Rα2时,它的抗肿瘤“活性要比使用各自的单价CAR分子高很多”。

CAR-T同时识别HER2和IL13Rα2的效应要高于单个识别的累加效应,即具有超加性(superadditive),其中这种同时识别HER2和IL13Rα2的CAR-T也被称作二价CAR-T。

利用这种大分子成像技术,研究人员模拟了HER2、IL13Rα2和同时靶向这两种分子的双价CAR之间的组装。我们确定这种三组分组装在能量上是可行的。这种双价CAR很可能以串联的形式将HER2和IL13Rα2结合在一起。他们因此称它为串联CAR(Tandem CAR),或者说TanCAR。

接下来,研究人员想要观察TanCAR T细胞(TanCAR-T)与胶质母细胞瘤细胞之间如何相互作用。利用一种分辨率在150nm以下的受激辐射耗尽(Stimulation Emission Depletion, STED)显微技术,研究人员吃惊地发现当TanCAR-T与胶质母细胞瘤细胞相互接触时,它们产生一种表面分子聚集圆盘结构,即免疫突触(immunological synapse)。一旦TanCAR与胶质母细胞瘤细胞表面上的抗原HER2和IL13Rα2结合在一起时,这会触发T细胞内部的激活,从而导致胶质母细胞瘤细胞死亡。

研究人员期待利用TanCAR-T治疗实体瘤能够在临床试验中取得不错的结果。(生物谷 Bioon.com)
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