Science子刊：重大进展！重新利用蝎毒中的氯毒素，让CAR-T细胞靶向并杀死胶质母细胞瘤
来源：本站原创 2020-03-09 12:45
2020年3月9日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国希望之城（City of Hope）的研究人员开发并测试了首个利用氯毒素（chlorotoxin, CLTX）引导T细胞靶向脑瘤细胞的嵌合抗原受体（CAR）T细胞（CAR-T）疗法，其中氯毒素是蝎毒中的一种成分。这家研究机构还开放了首个使用这种CAR-T细胞疗法的人体临床试验。相关研究结
2020年3月9日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国希望之城（City of Hope）的研究人员开发并测试了首个利用氯毒素（chlorotoxin, CLTX）引导T细胞靶向脑瘤细胞的嵌合抗原受体（CAR）T细胞（CAR-T）疗法，其中氯毒素是蝎毒中的一种成分。这家研究机构还开放了首个使用这种CAR-T细胞疗法的人体临床试验。相关研究结果发表在2020年3月4日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Chlorotoxin-directed CAR T cells for specific and effective targeting of glioblastoma”。
CAR通常会将单抗序列整合到它的靶向结构域中，从而使得CAR-T细胞能够识别抗原并杀死肿瘤细胞。相比之下，CLTX-CAR使用的是一种长36个氨基酸的肽序列，该序列首先从致命毒蝎的毒液中分离出来，如今经改造后作为CAR识别结构域起作用。
据美国癌症学会的统计，胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是最常见的脑瘤类型，也是最致命的人类癌症之一。当肿瘤扩散到整个大脑中时，它是特别难以治疗的。为GBM开发包括CAR-T细胞在内的免疫疗法的努力还必须克服这些肿瘤内的高度异质性。
在这项新的研究中，这些研究人员使用了来自一群GBM患者的切除样本中的肿瘤细胞，以比较CLTX结合与目前正在研究的作为CAR-T细胞靶标的抗原（包括IL13Rα2、HER2和EGFR）表达。他们发现CLTX与更大比例的患者肿瘤以及这些肿瘤内的细胞结合。
CLTX可结合被认为是导致肿瘤复发的GBM干细胞样细胞。与这些观察结果一致的是，CLTX-CAR-T细胞识别并杀死了大量的GBM细胞，而忽略了大脑和其他器官中的非肿瘤细胞。这些研究人员证实在细胞测定法和动物模型中，CLTX-CAR-T细胞在选择性杀死人GBM细胞方面非常有效，而且不会靶向非肿瘤细胞（off-tumor targeting），也不会导致非肿瘤毒性（off-tumor toxicity）。
论文通讯作者、希望之城的Christine Brown博士说，“整合了氯毒素的CAR扩大了CAR-T细胞疗法潜在靶向的实体瘤的数量，这对于那些难以治疗的胶质母细胞瘤等癌症患者尤其需要。这是CAR-T细胞疗法的全新靶向策略，它整合了不同于其他CAR的识别结构。”
希望之城教授Michael Barish博士发起了使用氯毒素靶向GBM细胞的CAR开发。这种肽已被用作造影剂指导GBM切除手术，并携带放射性同位素和其他治疗性药物来治疗GBM。
Barish说，就像蝎子使用毒液中的毒素成分来靶向并杀死它的猎物一样，我们使用氯毒素来引导T细胞靶向肿瘤细胞，另外一种优势是CLTX-CAR-T细胞可以移动并积极监视大脑以寻找合适的靶标。我们实际上不是在注射毒素，而是在CAR的设计中利用CLTX的结合特性。我们的想法是开发一种让T细胞靶向GBM肿瘤细胞的CAR，而且这种CAR比其他基于抗体的CAR让T细胞靶向更多类型的GBM肿瘤细胞。”
Barish补充说，“一种观点认为在治疗开始时可以杀死的肿瘤细胞比例越高，减慢或阻止GBM生长和复发的可能性就越大。”
论文第一作者、希望之城博士生Dongrui Wang是建立和优化CLTX-CAR-T细胞平台并确定细胞表面蛋白基质金属蛋白酶2是CLTX-CAR-T细胞活化所必需的首席科学家。他补充道，“虽然人们可能认为氯毒素是杀死GBM细胞的原因，但实际上根除它们的是CAR-T细胞的肿瘤特异性结合和活化。”
基于这项研究的有希望的发现，这些研究人员打算将这种疗法引入诊断为GBM的患者，以期改善这种迄今难以治愈的癌症的预后。最近，美国食品药物管理局（FDA）批准了使用CLTX-CAR T细胞进行的首个人体临床试验，目前正在筛选潜在的患者。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Dongrui Wang el al. Chlorotoxin-directed CAR T cells for specific and effective targeting of glioblastoma. Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aaw2672.
2.From scorpion to immunotherapy: Team repurposes nature's toxin for CAR T
https://medicalxpress.com/news/2020-03-scorpion-immunotherapy-team-repurposes-nature.html
蓝色表示细胞核（较大：肿瘤细胞；较小：T细胞）。黄色聚集于这两个细胞之间的界面上，代表着免疫突触的形成，免疫突触是T细胞活化的一个关键指标。T细胞经活化后将会杀死肿瘤。图片来自City of Hope。
CAR通常会将单抗序列整合到它的靶向结构域中，从而使得CAR-T细胞能够识别抗原并杀死肿瘤细胞。相比之下，CLTX-CAR使用的是一种长36个氨基酸的肽序列，该序列首先从致命毒蝎的毒液中分离出来，如今经改造后作为CAR识别结构域起作用。
据美国癌症学会的统计，胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是最常见的脑瘤类型，也是最致命的人类癌症之一。当肿瘤扩散到整个大脑中时，它是特别难以治疗的。为GBM开发包括CAR-T细胞在内的免疫疗法的努力还必须克服这些肿瘤内的高度异质性。
在这项新的研究中，这些研究人员使用了来自一群GBM患者的切除样本中的肿瘤细胞，以比较CLTX结合与目前正在研究的作为CAR-T细胞靶标的抗原（包括IL13Rα2、HER2和EGFR）表达。他们发现CLTX与更大比例的患者肿瘤以及这些肿瘤内的细胞结合。
CLTX可结合被认为是导致肿瘤复发的GBM干细胞样细胞。与这些观察结果一致的是，CLTX-CAR-T细胞识别并杀死了大量的GBM细胞，而忽略了大脑和其他器官中的非肿瘤细胞。这些研究人员证实在细胞测定法和动物模型中，CLTX-CAR-T细胞在选择性杀死人GBM细胞方面非常有效，而且不会靶向非肿瘤细胞（off-tumor targeting），也不会导致非肿瘤毒性（off-tumor toxicity）。
论文通讯作者、希望之城的Christine Brown博士说，“整合了氯毒素的CAR扩大了CAR-T细胞疗法潜在靶向的实体瘤的数量，这对于那些难以治疗的胶质母细胞瘤等癌症患者尤其需要。这是CAR-T细胞疗法的全新靶向策略，它整合了不同于其他CAR的识别结构。”
希望之城教授Michael Barish博士发起了使用氯毒素靶向GBM细胞的CAR开发。这种肽已被用作造影剂指导GBM切除手术，并携带放射性同位素和其他治疗性药物来治疗GBM。
Barish说，就像蝎子使用毒液中的毒素成分来靶向并杀死它的猎物一样，我们使用氯毒素来引导T细胞靶向肿瘤细胞，另外一种优势是CLTX-CAR-T细胞可以移动并积极监视大脑以寻找合适的靶标。我们实际上不是在注射毒素，而是在CAR的设计中利用CLTX的结合特性。我们的想法是开发一种让T细胞靶向GBM肿瘤细胞的CAR，而且这种CAR比其他基于抗体的CAR让T细胞靶向更多类型的GBM肿瘤细胞。”
Barish补充说，“一种观点认为在治疗开始时可以杀死的肿瘤细胞比例越高，减慢或阻止GBM生长和复发的可能性就越大。”
论文第一作者、希望之城博士生Dongrui Wang是建立和优化CLTX-CAR-T细胞平台并确定细胞表面蛋白基质金属蛋白酶2是CLTX-CAR-T细胞活化所必需的首席科学家。他补充道，“虽然人们可能认为氯毒素是杀死GBM细胞的原因，但实际上根除它们的是CAR-T细胞的肿瘤特异性结合和活化。”
基于这项研究的有希望的发现，这些研究人员打算将这种疗法引入诊断为GBM的患者，以期改善这种迄今难以治愈的癌症的预后。最近，美国食品药物管理局（FDA）批准了使用CLTX-CAR T细胞进行的首个人体临床试验，目前正在筛选潜在的患者。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Dongrui Wang el al. Chlorotoxin-directed CAR T cells for specific and effective targeting of glioblastoma. Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aaw2672.
2.From scorpion to immunotherapy: Team repurposes nature's toxin for CAR T
https://medicalxpress.com/news/2020-03-scorpion-immunotherapy-team-repurposes-nature.html
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