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T细胞是免疫系统用于清除病原体、突变细胞的重要工具,但即使身经百战的T细胞也经常会在肿瘤面前败下阵来,原因在于肿瘤在演化过程中学会了如何操控T细胞,比如利用PD1/PDL1来踩下T细胞的“刹车”,又或者隐藏抗原让T细胞难以监测到肿瘤。

科学家也尝试从这两个方面恢复、增强了T细胞的能力,以此诞生的PD1/PDL1免疫疗法以及CAR-T细胞(抗原嵌合受体T细胞)疗法已经让更多肿瘤患者受益,不过这些疗法在应用中仍然有一些局限性,许多肿瘤对它们不敏感。

来自加州大学旧金山分校的Kole Roybal教授指出,由于肿瘤会给自己创造特殊的生存微环境,这种微环境条件很容易让肿瘤劫持T细胞,从而使参与攻击的T细胞失活。因此在Roybal教授看来,免疫疗法要更有效,T细胞还需要变得更强才行。

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图片来源: 123RF

据Roybal教授与同事发表在《自然》上的新研究,他们找到了全新的T细胞增强大法,所谓“知己知彼,百战不殆”,研究者这次直接从肿瘤中取经,将肿瘤顽强生长的秘诀应用到了工程T细胞上,以此让T细胞获得了超越原来的“超能力”。

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研究中,作者首先选取了T细胞淋巴瘤作为筛选对象,主要找到那些可以增强肿瘤生存能力的基因突变。他们首先识别出了71种可以增强肿瘤生长的突变,其中包括涉及到40种基因的点突变。

不过这还不够,研究需要进一步找到最合适推动细胞生长的基因异常模式,在筛选中有一类CARD11-PIK3R3的基因融合展现出了他们最想看到的结果,这类基因异常在T细胞中产生时,会增强调控炎症的NF-κB信号通路,同时提升干扰素2(IL-2)的产生,但是不会造成T细胞功能障碍。也就是说,单独增强这类基因融合可以让T细胞更强、同时不产生副作用。

随后,作者尝试在CAR-T细胞中提升了CARD11-PIK3R3的表达,结果可以看到与对照组相比,增强的CAR-T细胞的扩增能力更强,并且会提升细胞杀伤毒性,测试中也表现出更优秀的抗肿瘤生长能力。在肿瘤小鼠模型中,增强CAR-T细胞可以在33天时仍使肿瘤小鼠的生存率达到100%,而普通CAR-T细胞没有办法控制肿瘤生长,小鼠平均生存期只有24天。

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▲表达CARD11-PIK3R3可以使CAR-T细胞效力更强(图片来源:参考资料[2])

在另一类细胞疗法——TCR-T细胞中,CARD11-PIK3R3的表达同样极大提升了T细胞治疗效率。与对照组相比,同时处理一周后,肿瘤浸润淋巴细胞中表达CARD11-PIK3R3的T细胞数量提升了145倍。而在肿瘤模型小鼠中,增强的T细胞治疗效力更高,它们能以极低的剂量(约为对照的1/100)实现控制肿瘤的效果

研究团队发现,与现有的CAR-T疗法只对血液肿瘤有效不同,新策略设计出的T细胞可以有效攻破皮肤、肺部和胃部的肿瘤,他们已经计划在人类中测试这一方法的效果。在未来,使癌细胞强大的基因变化或许能变成我们攻克癌细胞的法宝,就像它们曾经操控免疫细胞一样。

参考资料:

[1] Using cancer’s strength to fight against it. Retrieved February 6, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1033506

[2] Naturally occurring T cell mutations enhance engineered T cell therapies. Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07018-7

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