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克服T细胞耗竭:CAR-T细胞疗法的新希望

当化疗等其他治疗方法不成功时,CAR-T细胞疗法是许多血液癌、骨髓癌或淋巴腺癌患者的最后希望。这种非常有效且安全的疗法的一个限制因素是,在此过程中使用的细胞很快就会达到耗竭状态。弗莱堡大学的研究人员现在已经能够防止这种疲劳,从而显着提高临床前动物模型中的治疗效果。新成果发表在《Nature Immunology》杂志上。

利用身体自身的防御能力来对抗癌症

CAR- T 细胞是个性化癌症疗法之一,自 2018 年以来已在欧洲的专门中心使用。在这种复杂的治疗中,从癌症患者的血液中提取免疫细胞,或更准确地说 T 细胞,并在体内进行基因工程改造。将嵌合抗原受体(CAR)送至实验室,然后重新给药。该受体帮助 T 细胞识别并杀死癌细胞。因此,该疗法利用人体自身的细胞来永久根除癌症。


CAR的功能就像一个传感器,T细胞用它来识别癌细胞特有的表面特征。与天然的T细胞受体(TCR)相比,合成的CAR含有部分元件,但其结构大大简化。CD3分子作为T细胞共受体,与TCR非共价结合,负责细胞内信号传导。它由四条不同的多肽链组成:εγδζ

通讯作者、弗莱堡大学的Susana Minguet教授解释说:“FDA批准的CAR都使用所谓的ζ链,一旦CAR与癌细胞表面结合,就会触发T细胞的强烈激活。T细胞受体的其他三种信号链(CD3εCD3γCD3δ)是否也能用于CAR,目前还没有研究。

The T-cell receptor complex with TCR-α and TCR-β chains (top), ζ-chain (CD247) accessory molecules (bottom) and CD3 (represented by CD3γ, CD3δ and two CD3ε).


 

在这项新研究中,研究人员制造了四种类型的CAR-T细胞,每种细胞表达的CAR分别带有一种信号链,然后在白血病小鼠模型中进行了测试。令人惊讶的是,临床应用的CAR-T细胞所用的ζ链在抗肿瘤效果上不如其他三种信号链。在白血病模型中,另外三种结构域消除癌细胞的效果明显更好。

 

强激活是一个缺点

Mingue对这个结果的解释是,因为虽然ζ链向细胞传递了强烈的激活信号,但这也会很快使细胞耗竭。这就好像我们让细胞以最大速度跑一场超级马拉松,。相比之下,在当前研究中表现出最佳功效的δ链会在T细胞激活的同时触发抑制信号。这使得免疫细胞能够以最佳速度运行,

 

论文原文:

Velasco Cárdenas RM, Brandl SM, Meléndez AV, et al. Harnessing CD3 diversity to optimize CAR T cells [published online ahead of print, 2023 Nov 6]. Nat Immunol. 2023;10.1038/s41590-023-01658-z. doi:10.1038/s41590-023-01658-z