模型|《细胞》：CAR-T“变身”，意在躺平！通路|信号|基因|RNAseq|实体|肿瘤

嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T）在血液肿瘤的治疗上取得的进展有目共睹，而在治疗实体瘤上却一直举步维艰，效果不尽人意。这其中的原因还要从肿瘤微环境说起[1] 。
不同于流动的血液，实体瘤所处的是一个相对封闭憋闷的环境。 CAR-T细胞想要生效，首先得和肿瘤细胞有足够的接触：这就要求它能突破重重阻碍，打入实体瘤内部，成为肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）。
遗憾的是，并不是所有的CAR-T都能成为TIL ，而能进入肿瘤的这些勇士CAR-T深入腹地之后又四面受敌，除了要努力抵抗微环境中抑制免疫的细胞和因子，还要遭受到来自肿瘤抗原的持续刺激。CAR-T长期疲于奔命，最终导致功能异常，只能以耗（躺）竭（平）告终。
耗竭的具体表现为T细胞增殖减弱，表观和转录组表达异常，多种抑制受体持续表达，效应功能减退，细胞因子减少，趋化因子表达上升。虽然但是，CAR-T因抗原持续刺激而失效的具体机制还一直不得而知。
那么能不能造一个模型来研究一下CAR-T功能异常的原因呢？如果能找出CAR-T细胞衰竭的机制，接下来就可以用CRISPR来编辑基因，消除这个诱因，借此解决CAR-T在实体瘤中功能异常的问题，从而提高疗效了。
近日，由宾夕法尼亚大学Regina Young ， Shelley Berger和Carl June领衔的团队在《细胞》发表了重磅研究成果[2] 。
他们发现，抗原持续刺激会导致CAR-T耗竭，并且CD8+ T细胞逐渐显现出NK细胞的特征。在功能失调的CAR-T中，转录因子ID3和SOX4表达上调，调控包括NK受体在内的耗竭相关基因。通过敲除ID3或SOX4 ，之前受到影响的细胞毒性能得到部分恢复！这就为制造更好的CAR-T提供了无限可能。未来治疗实体瘤可能有希望了！

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▲ 论文首页截图
这个研究首先构建了一个体外模型，用表达特异性抗原的肿瘤反复地刺激CAR-T细胞，来模拟肿瘤微环境中CAR-T遭受的压力，然后观测受到影响后CAR-T相应的基因表达和功能变化。
在杀肿瘤的细胞毒性方面，和没受过刺激的（Day 0） CAR-T相比，刺激后第28天的CD8+ CAR-T细胞既控制不了肿瘤生长，也不生产细胞因子，说明特异性抗原持续刺激后的CAR-T细胞已经是个废CAR-T了。

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这样看来， CAR-T功能异常的模型构建得很成功。不过还需验证一点：CAR-T显示出来的功能异常是不是对CAR信号通路特有的反应呢？
研究发现，耗竭现象居然是CAR信号特异的！
经过24天刺激之后的CD8+ CAR-T细胞，再用佛波酯（PMA） + 离子霉素（ionomycin）去刺激它，目的是绕过TCR直接激活T细胞下游信号通路，仍能产生大量IL2和IFNg 。可是用有特异性抗原的胰腺癌AsPC1细胞去刺激它，就毫无反应。这说明 CAR虽然躺平了，但是下游信号通路还是完好健在的。
这像极了工作过度、眼中失去高光的我们，虽然已经是一条咸鱼了，可在说到玩的时候就立刻不困了！
再来看一下CAR在CD8+ T细胞表面的表达：反复遭到续抗原刺激后， CAR的表达也在下降。因为持续抗原刺激而丢掉的CAR还能恢复吗？
从抗原持续刺激了23天的细胞中，分离出不表达CAR的细胞，加IL-15单独培养一天，马上就有38%的细胞能重新在细胞表面表达CAR了，而且在抗肿瘤方面也很能打。
只要多放一天假，又是一个好的CAR！