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Nature:CRISPR筛选助力,破解CAR-T治疗实体瘤难题

来源:生物世界 2022-04-27 21:20

研究团队证实缺乏 IFNγR 信号通路的的胶质母细胞瘤细胞在暴露于 CAR-T 细胞后,其细胞黏附通路表达降低。

随着医学的发展,人类对癌症以及自身免疫系统的认知愈渐加深,科学家们也意识到免疫系统才是对抗肿瘤最锋利的武器。得益于此,近年来,肿瘤免疫疗法蓬勃发展,为广大癌症患者带来了新的希望,在这之中,CAR-T 细胞疗法无疑是最闪亮的明星。

 

简单来说,这种前沿癌症治疗方法就是收集肿瘤患者的 T 细胞并对其进行基因工程重新编程,然后再把它们输送回患者体内,这些改造后的 CAR-T 细胞就会精准地摧毁癌细胞,让患者重获新生。

 

但遗憾的是,虽然这种方法对白血病淋巴瘤等血液类癌症效果显著,但在治疗实体瘤方面却难有突破。因此,如何将 CAR-T 细胞疗法应用于实体瘤治疗是一个亟待解决的难题。

 

近日,哈佛大学医学院麻省总医院的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为:CAR T cell killing requires the IFNγR pathway in solid but not liquid tumours 的研究论文。

 

该研究通过CRISPR全基因组筛选发现,在胶质母细胞瘤中,γ-干扰素受体IFNγR信号通路是 CAR-T 细胞充分粘附所必需的,该基因的缺失将导致肿瘤细胞对 CAR-T 细胞的杀伤更具耐药性。

 

这些研究结果表明,增强 CAR-T 细胞和肿瘤细胞之间的结合相互作用可能会改善实体肿瘤的治疗效果。

 

 

如今,CAR-T 细胞疗法已经改变了白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤等血液恶性肿瘤的治疗格局,但是到目前为止,该疗法对胶质母细胞瘤等实体肿瘤的疗效仍十分有限,甚至完全不起作用。

 

哈佛医学院副教授、麻省总医院癌症中心细胞免疫治疗主任 Marcela Maus 认为,除了实体肿瘤的抑制性肿瘤微环境之外,可能存在细胞内在机制,使实体肿瘤细胞对 CAR-T 细胞杀伤更具抵抗力。

 

在这篇最新论文中,研究团队在人胶质母细胞瘤细胞系中进行了 CRISPR 全基因组筛选,以确定哪些基因的缺失会对 CAR-T 细胞的杀伤产生抗性。研究团队发现,IFNγR 信号通路的基因表达缺失(IFNGR1、JAK1、JAK2)使胶质母细胞瘤更能抵御 CAR-T 细胞的杀伤作用。

 

CRISPR 全基因组筛选发现 IFNγR 信号通路缺失是抵抗 CAR-T 细胞杀伤的一种机制

 

这是一个很令人意外的发现,因为在之前的研究数据表明,IFNγ 对于 CAR-T 细胞在血液类肿瘤中的功效并不重要。

 

紧接着,研究团队又在肿瘤皮下异种移植模型中验证了敲除这些基因在动物体内对 CAR-T 细胞杀伤能力的影响。与体外实验相似,IFNGR1、JAK1 和 JAK2 辑因敲除的肿瘤对 CAR-T 细胞表现出相同的耐药性。

 

体外和体内实验均表明 IFNγR 信号通路对 CAR-T 细胞疗法耐药的产生十分重要

 

通过转录谱分析,研究团队证实缺乏 IFNγR 信号通路的的胶质母细胞瘤细胞在暴露于 CAR-T 细胞后,其细胞黏附通路表达降低。也就是说,在胶质母细胞瘤等实体肿瘤中,IFNγR 信号通路是 CAR-T 细胞充分粘附所必需的,当这一通路受阻或缺失时,就会导致实体肿瘤对 CAR-T 细胞疗法的耐药性。

 

IFNγR1 敲除的肿瘤细胞的转录谱分析

 

总而言之,这项研究表明,血液类肿瘤和实体肿瘤与 CAR-T 细胞的相互作用是通过不同的细胞通路介导的,对于胶质母细胞瘤而言,IFNγR 信号通路对 CAR-T 细胞在肿瘤细胞上粘附是十分关键的,同时也可能是实体肿瘤对 CAR-T 细胞疗法具有耐药性的重要原因。

 

IFNγR1 信号上调 ICAM-1,使 CAR-T 细胞粘附并杀伤肿瘤细胞

 

这也提示我们,可以通过增强 CAR-T 细胞和肿瘤细胞之间的结合相互作用来改善 CAR-T 细胞疗法在实体肿瘤中的反应,从而解除这一肿瘤免疫疗法在治疗实体瘤时的“枷锁”,为广大癌症患者带来新的希望。

 

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