Nature：一种靶向脑部肿瘤的新型CAR T系统，让脑瘤无处可逃

        利用T细胞免疫治疗成功治疗脑癌的前提之一就是工程化的T细胞可以进入大脑组织并接触癌细胞，但是临床实验及基础研究都显示这是很难实现的，因为大脑中存在着一种叫做血脑屏障的系统，会阻碍T细胞进入大脑组织。

        而近近日贝勒医学院的研究人员领导的一个国际研究团队发现在炎性大脑疾病(像多发性硬化症)中，脑部血管的内皮细胞会上调ICAM1和VCAM1的表达，从而引导炎前免疫细胞穿过血管进入大脑的炎症部位。而在发生脑癌的情况下，肿瘤血管内皮竟然会下调这些分子以逃避免疫识别，从而避免免疫杀伤。

        但是研究人员却发现了一个意外的现象，那就是肿瘤的内皮会上调活化白细胞粘附分子(activated leukocyte cell adhesion molecule，ALCAM)的表达，这就使得研究人员可以通过创造一个ALCAM限制的归巢系统(homing system，HS)来克服这种免疫逃逸机制。

        研究人员对ALCAM的天然配体CD6进行了工程化改造以增强其与ALCAM的亲和力，这就使得血管中活化的T细胞可以通过CD6与ALCAM的相互作用粘附在肿瘤内皮上，然后再通过使T细胞结合肿瘤内皮上低水平的ICAM1来完成第二次粘附，这也就创造了一个局部微环境允许血液中的T细胞被肿瘤内皮捕获并渗透进入肿瘤。

        通过动物实验研究人员发现这种细胞毒性HS T细胞在静脉注射后具有非常强的渗透进入脑部肿瘤组织的能力，表现出了强有力的抗癌活性，同时还不会进入正常的脑部组织或者机体的其他组织造成毒副作用。

        因此这项研究找到了一种可以将细胞毒性T淋巴细胞靶向输送到脑部肿瘤的新分子，这将显著推动脑部肿瘤的细胞免疫治疗。研究人员表示他们将尽快在临床实验中检测这种新疗法的疗效，同时会将这种系统用于诊断或者治疗其他疾病。

        参考资料：

        Heba Samaha et al,A homing system targets therapeutic T cells to brain cancer, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0499-y

        Gut：可开关的CAR T细胞疗法增强抗癌疗效并降低副作用

        胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是一种现有医学技术无法很好治疗的疾病。尽管基于嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR T)的免疫治疗在血液瘤中展现出令人惊讶的潜力，但是其在实体瘤中的效果仍然不尽人意，主要是由于缺乏肿瘤特异性抗原以避免脱靶效应。而通过肿瘤抗原特异性重组Fab开关控制可开关的CAR T细胞的活性可以提供一种可调控的活性，也许可以克服这一障碍。

        近日来自新南威尔士大学和加州生物医学研究所(CALIBR)的研究人员就开发了一种类似的CAR T疗法用于治疗PDAC。利用这种新疗法治疗小鼠使得小鼠的肿瘤完全消失，包括已经转移到肝脏和肺脏的癌细胞。这项突破性研究成果于近日发表在《Gut》上，题为“Switchable CAR-T cells mediate remission in metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma”。

        在这项研究中，研究人员使用了可以靶向抗原HER2的传统及可开关的CAR T细胞，HER2在癌细胞中高表达，但是在正常细胞中表达水平较低。研究人员使用了病人来源的异种移植模型，癌细胞来自IV期的病人，以此模拟PDAC最恶性的特征，包括极强的肝脏、肺脏转移能力。

        研究人员发现注射这种可开关的靶向HER2的CAR T细胞使得病人来源的难治的晚期前列腺癌肿瘤完全消失。同时研究人员还发现这种可开关的新疗法在各种剂量水平的疗效都与传统的HER2 CAR T细胞疗法相当。

        总的来说，这项新研究表明这种可开关的CAR T细胞治疗系统可以有效治疗晚期PDAC病人来源的肿瘤及其转移灶，同时还能通过细胞活性的控制来降低对正常组织的毒副作用。

        参考资料：

        Deepak Raj et al.Switchable CAR-T cells mediate remission in metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma, Gut (2018). DOI: 10.1136/gutjnl-2018-316595

        Science子刊：首次对CAR-T细胞信号深度分析，改进T细胞免疫治疗

        对免疫细胞进行重编程使得它们抵抗癌症的CAR-T细胞疗法已在一些对其他治疗没有作出反应的血癌患者中显示出巨大的希望。但是到目前为止，人们仍然没有彻底研究能够导致抗癌反应产生的生物学通路。

        了解这些通路对设计未来几代的CAR-T细胞疗法是非常重要的，包括减少副作用、阻止治疗后复发，以及让它有效地抵抗更为常见的癌症，如实体瘤。

        在一项新的研究中，来自美国弗雷德-哈金森癌症研究中心(Fred Hutch)的研究人员比较了两种不同的CAR(chimeric antigen receptor, 嵌合抗原受体)设计中的T细胞信号模式。这是首次比较临床试验中使用的两种常见的CAR设计。相关研究结果发表在2018年8月21日的Science Signaling期刊上，论文标题为“Phosphoproteomic analysis of chimeric antigen receptor signaling reveals kinetic and quantitative differences that affect cell function”。

        论文通信作者、Fred Hutch免疫治疗综合研究中心科学主任Stanley Riddell博士说，“作为癌症治疗的一种新支柱，免疫疗法领域在过去几年中引起了人们的巨大兴趣，而且继续在临床试验中测试CAR-T细胞疗法。”

        Riddell说，“当我们在2014年开始这项研究时，我们试图了解CAR-T细胞疗法的生物学机制。鉴于我们更好地了解它是如何起作用的，我们对如何改进这种新的疗法有了新的见解，而且随着这个领域想要为更多的癌症类型(包括实体瘤)开发CAR-T疗法，这一点尤其至关重要。”

        CAR是合成受体，可经过基因改造后被导入到一种被称为T细胞的免疫细胞中。从T细胞表面上延伸出来的CAR的一部分区域识别与健康细胞掺杂在一起的癌细胞。位于T细胞内的CAR的另一部区域具有不同的组分。在这些组分中，有一种被称作共刺激结构域(costimulatory domain)的T细胞信号转导单位，它也是这项研究中让这些研究人员感兴趣的地方。

        在这项研究中，这些研究人员研究了利用两种最常用的共刺激结构域构建出的CAR之间的差异。具体而言，他们研究了这两种CAR设计---CD28和4-1BB---如何给它们的T细胞发送信号以便动员它们抵抗癌症，以及它们在实验室培养皿中和在小鼠体内如何影响T细胞的行为和它们抵抗人类癌细胞的有效性。

        论文第一作者、弗雷德-哈金森癌症研究中心博士生Alex Salter说，“人们对将T细胞靶向癌症充满大量的兴趣，但是很少有人知道CAR给T细胞发送的指令。我想研究CAR如何向T细胞传递指令。”

        这些研究人员发现这两种类型的CAR都引发了相同的信号转导通路激活，但是在信号的时间选择和强度方存在着差异：CD28 CAR设计显示出更快更强的活化，而4-1BB CAR显示出更慢更温和的激活。在淋巴瘤小鼠模型中的进一步测试结果表明4-1BB CAR在清除癌细胞方面更有效。

        这些研究人员还发现：(1)一种被称作Lck的信号蛋白调节着CD28 CAR引发的T细胞反应的强度，而且他们能够对它加以操纵来微调CD28 CAR引发的T细胞反应;(2)4-1BB CAR-T细胞显示出更高的与T细胞记忆相关的基因表达，这提示着4-1BB CAR信号转导可能产生能够存活更长时间并且维持抗癌作用的T细胞。

        Salter说，“我们的研究结果提示着不同的CAR设计如何用于不同的目的。CD28 CAR引发T细胞作出的更快更强的反应可能对某些癌症是有益的，而较慢的持续更长时间的4-1BB CAR可能对其他癌症是有益的。”

        利用一种称为质谱的方法就使得对参与T细胞信号转导的蛋白进行全面分析成为可能。这项研究是首次利用质谱测量临床相关的T细胞中的数千种蛋白是如何受到激活的，以便执行T细胞的功能。

        Paulovich说，“我们希望通过开发一系列参与T细胞信号转导的磷酸化蛋白(phosphoprotein)的靶向测试方法，我们就能够在为患者开发出更加有效的CAR-T细胞疗法方面协助促进免疫治疗领域取得进展。”

        这些研究人员提醒道，他们的研究结果并不意味着一种CAR在治疗上要比另一种CAR更好，但是这些结果确实支持在临床上观察CAR如何在患者中发挥作用，并针对为何一些患者在接受CAR-T细胞疗法治疗后出现更强的副作用和为何一些患者在接受治疗后会复发提供一些新的见解。

        这些研究人员如今正在探究如何设计下一代CAR。就这一点而言，这些研究人员正在利用由Paulovich开发的另一种被称作多反应监测质谱(multiple reaction monitoring mass spectrometry)的技术，以便更快地研究下一代CAR设计。这种技术将会补充她的实验室开发出的其他测定方法，以便定量确定影响肿瘤中免疫系统功能的蛋白。

        参考资料：

        Alexander I. Salter1,2, Richard G. Ivey2, Jacob J. Kennedy et al.Phosphoproteomic analysis of chimeric antigen receptor signaling reveals kinetic and quantitative differences that affect cell function. Science Signaling, 21 Aug 2018, 11(544):eaat6753, doi:10.1126/scisignal.aat6753.

        Cancer Immuno Res：港中大学者构建杀伤力更强的NK细胞

        自然杀伤细胞(NK)是抗肿瘤免疫早期阶段发挥作用的效应细胞，但癌细胞能够通过产生具有免疫抑制作用的细胞因子TGFβ1抑制NK细胞的作用。NK细胞的发育和活性很大程度上受到Smad3依赖性肿瘤微环境的抑制。因此通过抑制SMAD3表达促进NK细胞对癌细胞的杀伤作用或可成为癌症免疫治疗的新策略。

        最近来自香港中文大学的研究人员利用基因工程技术构建了稳定沉默SMAD3的人NK细胞系，NK-92-S3KD。实验结果表明该细胞的癌细胞杀伤活性和细胞因子合成能力都得到显著增强，即使是在富含TGFβ1的培养条件下也不会受到影响。

        有趣的是，研究人员发现IFNG基因是E4BP4的直接靶基因，因此沉默SMAD3导致E4BP4表达上调随后促进了NK-92-S3KD细胞合成更多的干扰素γ(IFNγ)。更为重要的是，研究人员还发现利用NK-92-S3KD细胞进行免疫治疗，不仅能够增加IFNγ的合成，肿瘤内部颗粒酶B(granzyme B)和穿孔素也会增加，除此之外这种经过改造的NK细胞还能有效抑制利用人肝癌细胞和黑色素瘤细胞构建的两个移植小鼠模型的癌症进展。

        综上所述，该研究通过沉默SMAD3构建了癌细胞杀伤能力得到显著增强的NK-92-S3KD细胞系，未来或可将该细胞系用于临床上癌症免疫治疗。

        原始出处：

        Qing-Ming Wang, et al.Enhanced Cancer Immunotherapy with Smad3-Silenced NK-92 Cells.Cancer Immunology Research, doi: 10.1158/2326-6066.CIR-17-0491