撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
過繼 T 細胞療法(ACT),包括 TCR 療法和 CAR-T 細胞療法,在癌癥治療方面具有令人鼓舞的臨床潛力。特別是,CAR-T 細胞療法在治療血液系統惡性腫瘤方面取得了令人矚目的成效。然而,由于腫瘤微環境中的免疫抑制、腫瘤抗原異質性以及 CAR-T 細胞向腫瘤遷移受限等多種因素,其在實體瘤治療中的仍療效不足。
2025 年 7 月 2 日,墨爾本大學的研究人員在國際頂尖學術期刊Nature上發表了題為:Rewiring endogenous genes in CAR T cells for tumour-restricted payload delivery 的研究論文。
該研究開創了一種利用內源性基因啟動子嚴格控制細胞因子表達的新方法,增強 CAR-T 細胞抗腫瘤療效,并減輕細胞因子表達通常伴隨的全身毒性。例如,NR4A2啟動子 和RGS16啟動子分別特異性啟動IL-12和IL-2腫瘤部位的表達,從而增強 CAR-T 細胞抗腫瘤效果,并延長腫瘤小鼠模型的長期生存期。
提高 CAR-T 細胞在實體瘤中療效的一種有前景的方法是,改造 T 細胞使其表達免疫調節因子,例如促炎細胞因子,從而增強抗腫瘤反應;這些經過改造的細胞被稱為“裝甲 T 細胞”(Armoured T Cell)。多項開創性研究已已顯示 IL-2、IL-12、IL-15、IL-18、Flt3L、IFNγ 及 IL-7/CCL19 等細胞因子武裝的 T 細胞的潛力。然而,促炎細胞因子的外周表達可能會導致毒性,因此,在開發裝甲 T 細胞時,這是需要重點關注的問題。
為解決這一潛在毒性問題,研究人員開發出了幾種策略來限制裝甲轉基因僅在腫瘤部位表達。這些方法中的大多數都依賴于合成啟動子和回路,將轉基因的產生與腫瘤相關事件(例如 TCR/CAR 激活)聯系起來,包括活化 T 細胞核因子(NFAT)誘導型啟動子系統和合成 Notch(SynNotch)系統。
然而,在使用這些方法時,基因表達的控制僅限于短片段的調控 DNA,無法全面涵蓋實現精確且位點特異性基因表達所需的基因調控的細微差別。事實上,無論是臨床前還是臨床數據都表明,目前用于裝甲 T 細胞的最廣泛使用的誘導系統——NFAT 啟動子系統,并不能完全將轉基因表達限制在腫瘤部位。例如,一項 NFAT-IL-12 裝甲 T 細胞的臨床試驗,就因出現嚴重毒性而提前終止。
因此,要使裝甲 T 細胞成為可行的臨床選擇,還需要更嚴格的監管機制。
CRISPR 基因編輯技術的出現,使得通過同源定向修復(HDR)將轉基因插入(即CRISPR 基因敲入)特定基因組位點成為可能。這種方法的一個應用是通過內源基因的調控機制來控制轉基因的表達。
在這項最新研究中,研究團隊提出可以利用這種能力,使 CAR-T 細胞在腫瘤局部表達促炎因子,從而將全身毒性降至最低。
研究團隊通過篩選腫瘤內 CAR-T 細胞相對于脾臟中 CAR-T 細胞轉錄活性增強的基因,確定了NR4A2和RGS16是支持腫瘤定向遞送促炎因子的有前景的啟動子。特別是,通過
NR4A2啟動子表達轉基因,與基于合成 NFAT 啟動子的方法相比,能實現更出色的腫瘤特異性轉基因表達。
研究團隊進一步證明,使用 CRISPR 基因敲入,將 IL-12 敲入
NR4A2啟動子位點,或將 IL-2 敲入
RGS16啟動子位點,均可引發顯著的治療響應,提高小鼠的長期存活率,且未出現任何明顯的毒性跡象。這種效應伴隨著 CAR-T 細胞多效性的改善、內源性抗腫瘤免疫的激活以及良好的安全性特征,并且適用于患者來源的 CAR-T 細胞。
此外,治愈后的小鼠表現出對繼發性腫瘤的持久免疫力,這表明重新編輯的 CAR-T 細胞不僅能夠清除已有腫瘤,還能形成持久的免疫記憶,從而預防腫瘤復發。
總的來說,該研究通過重新利用內源性基因調控機制,以腫瘤局部化的方式表達促炎性有效載荷,該系統將擴大裝甲 T 細胞能夠安全表達的促炎性因子的種類,有望通過有效應對治療實體瘤的關鍵挑戰(包括免疫抑制性微環境和腫瘤異質性),擴大過繼細胞療法的治療范圍。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09212-7
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