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Cancer Cell综述文章解读!如何对CAR-T细胞工程化修饰开发新一代的癌症疗法?

来源:本站原创 2020-11-18 23:27

2020年11月19日 讯 /生物谷BIOON/ --日前,一篇发表在国际杂志Cancer Cell上题为“Engineering CAR-T Cells for Next-Generation Cancer Therapy”的综述文章中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们论述了如何对CAR-T细胞进行工程化修饰以用作新一代的癌症疗法。

经过工程化修饰能表达具有肿瘤特异性的嵌合抗原受体(CARs)的T细胞在治疗恶性血液肿瘤患者方面取得了显著的疗效,同时还给过继细胞疗法(adoptive cell therapy)研究领域带来了革命性的突破,然而实现CAR-T细胞更广泛的治疗性应用还需要多层次的工程化方法来提高治疗的疗效和安全性,尤其是由于实体瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的生物复杂性常常会给其治疗带来独特的挑战性,这篇综述文章中,研究人员论述了如何通过工程化修饰CAR蛋白、T细胞、T细胞和TME中其它组分之间的相互作用来改善CAR-T细胞疗法的最新策略。

图片来源:Mihe Hong,et al. Cancer Cell (2020) doi:10.1016/j.ccell.2020.07.005

嵌合抗原受体(CARs,chimeric antigen receptors)是一种合成性的受体,其能促进T细胞以一种主要组织相容性复合体(MHC)依赖性的方式来识别肿瘤相关抗原(TAAs)。以泛B细胞标志物CD19为靶点的CAR-T细胞在治疗难治性B细胞恶性肿瘤方面能表现出前所未有的反应率,同时其也成为了首个获得美国FDA批准的基于遗传修饰的细胞疗法;然而,开发治疗非B细胞恶性肿瘤的有效CAR-T细胞疗法还需要更为复杂的工程化手段来克服肿瘤的防御性机制,比如免疫抑制、抗原逃逸和进入实体瘤的物理屏障等;这篇文章中,研究人员旨在重点关注如何改善过继T细胞疗法治疗实体瘤的疗效和安全性。

文章中,研究人员从以下几方面进行了论述:1)CAR设计的进化史;2)针对逻辑门控T细胞激活的组合性抗原活化;3)开启/关闭开关的可控性和安全性;4)适配器依赖性的CARs;5)CAR-T细胞活性的安全性控制;6)调节CAR的表达用于改善CAR-T细胞的安全性;7)位点特异性的CAR转基因插入及异基因兼容工程化修饰;8)促进T细胞功能的转基因表达;9)肿瘤微环境中CAR-T细胞的自分泌刺激;10)肿瘤的归巢和渗透;11)免疫抑制轴的破坏;12)重塑肿瘤微环境来促进内源性的免疫反应。

CAR-T细胞疗法在治疗恶性血液系统肿瘤疾病方面表现出了巨大潜力,然而在治疗实体瘤方面科学家们仍然面临着巨大挑战,因此他们就需要进一步工程化并调整基数来成功治疗这些难治性的恶性肿瘤,最近的蛋白质和细胞工程化策略在增强T细胞的内在适应性和抗肿瘤功能上取得了巨大的进步,其能够增加肿瘤靶向的特异性,并抑制肿瘤的逃逸和复发,同时通过修饰肿瘤微环境还能增强免疫治疗的解决;尽管迄今为止大多数的工程化策略都重点关注于提供个体的理想特征,但基因组编辑的方法和遗传电路设计方面提供了多个层面的可能性,从而就有望解决在T细胞疗法开发过程中所面临的多种问题和需求。

与此同时,在推进CAR-T细胞疗法治疗实体瘤的临床转化时,研究人员还必须仔细平衡T细胞、工程化和内源性免疫细胞、肿瘤细胞及其它肿瘤相关因子的生物复杂性和不同工程化特征的潜在串扰特性。随着新一代测序方法、单细胞测序技术和蛋白质组及代谢组学分析成本的降低及能力的提高,或能增强科学家们理解并操控上述复杂相互作用的能力,同时还能帮助科学家对新一代CAR-T细胞疗法进行工程化修饰来用于实体瘤治疗,不断增长的T细胞工程化策略工具箱就能够协同实施并实现模块化的校准,从而达到最大的安全性和有效性,并能继续推动科学家们不断创新,来开发出更多用于治疗难治性疾病的新型疗法策略。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Mihe Hong,Justin D.Clubb,Yvonne Y.Chen. Engineering CAR-T Cells for Next-Generation Cancer Therapy, Cancer Cell (2020) doi:10.1016/j.ccell.2020.07.005

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