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BMJ子刊 | CRISPR/Cas9助力构建HER-2特异性T细胞,为结直肠癌治疗开辟新路径

作者: 来源: 日期:2024-05-13
导读

结直肠癌治疗正逐步迈入分子靶向的精准医疗时代。HER2作为重要的治疗靶点,在乳腺癌和胃癌中已显示出显著疗效。然而,在结直肠癌中,HER2的异质性及其在治疗中的应用仍是一个未解之谜。《British Journal of Cancer》杂志最新发表的研究深入剖析了结直肠癌中HER2的表达多样性,为其HER2靶向治疗提供了新的分子标志,开辟了个体化治疗的新路径。

关键字: 结直肠癌

【CMT&CHTV 文献精粹】

导语:结直肠癌治疗正逐步迈入分子靶向的精准医疗时代。HER2作为重要的治疗靶点,在乳腺癌和胃癌中已显示出显著疗效。然而,在结直肠癌中,HER2的异质性及其在治疗中的应用仍是一个未解之谜。《British Journal of Cancer》杂志最新发表的研究深入剖析了结直肠癌中HER2的表达多样性,为其HER2靶向治疗提供了新的分子标志,开辟了个体化治疗的新路径。

结直肠癌(CRC)的治疗仍是医学界面临的一大挑战,尤其是对于已经发生肝脏转移的患者。肝转移是导致结直肠癌患者死亡的主要原因,因此,探索有效的治疗策略至关重要。免疫检查点抑制剂(ICB)已在某些CRC患者中显示出潜在的治疗效果,但其临床响应率有限,且可能带来显著的毒性副作用。此外,肿瘤微环境(TME)的免疫抑制效应对T细胞的抗肿瘤功能造成了强大的阻碍。因此,如何在TME中提升T细胞的抗肿瘤效能,以提高免疫疗法的疗效,是当前免疫肿瘤学领域亟待解决的问题。

2023年,《Gut》杂志发表了一篇题为《Revealing and harnessing CD39 for the treatment of colorectal cancer and liver metastases by engineered T cells》(《通过工程化T细胞揭示和利用CD39治疗结直肠癌及其肝转移》)的文章,揭示了CD39在肿瘤微环境中的作用,并利用工程化T细胞针对CD39进行了治疗,为上述问题的解决提供了新的视角和策略。

研究方法

本研究是一项原创性研究,旨在通过多维度方法揭示结直肠癌(CRC)和肝转移中T细胞的功能特征,并利用基因编辑技术开发具有CRC特异性的工程化T细胞。研究中,研究者们首先利用高维流式细胞术、RNA测序和免疫组化等技术对健康和肿瘤组织的T细胞功能表型进行了描述。随后,应用慢病毒载体(Lentiviral Vectors, LV)和CRISPR/Cas9基因编辑技术,开发了针对CRC的细胞产品。

研究结论

T细胞在肿瘤微环境中的分布与功能表型

本研究首先揭示了T细胞在结直肠癌(CRC)和肝转移(mCRC)中的分布特征。通过高维流式细胞术(High-Dimensional Flow Cytometry, HD-FC)和免疫组化(Immunohistochemistry, IHC)分析,研究者们发现T细胞主要集中在肿瘤的前缘地带,并且在肿瘤浸润T细胞(Tumor-Infiltrating Lymphocytes, TILs)中观察到多种抑制性受体(Inhibitory Receptors, IRs)的共表达现象,这些IRs在原发和转移部位存在显著差异。

CD39作为T细胞耗竭的关键因素

通过对T细胞表面分子的深入分析,研究者们发现CD39是T细胞耗竭的主要驱动因素。在原发和转移性结直肠肿瘤中,CD39的表达水平显著上调,与T细胞的功能障碍密切相关。此外,通过基因表达分析,研究者们还发现CD39编码基因ENTPD1在肿瘤微环境中的表达水平上调,这可能与T细胞在肿瘤边缘的聚集有关。

工程化T细胞的构建与功能验证

研究者们利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功构建了同时缺失内源性TCR(TCR Editing, TCRED)和CD39(ENTPD1KO)的HER-2特异性T细胞。在体外实验中,这些工程化T细胞显示出对HER-2阳性患者来源的类器官(Patient-Derived Organoids, PDOs)的高效杀伤能力。具体数据显示,在与HER-2阳性PDOs共培养时,TCREDENTPD1KOHER-2 T细胞介导的杀伤效率显著高于TCREDENTPD1COMPHER-2细胞。

进一步的体内实验表明,TCREDENTPD1KOHER-2 T细胞在免疫缺陷的NSG小鼠模型中,对结直肠癌肝转移PDOs的治疗效果优于TCREDENTPD1COMPHER-2细胞。通过生物发光成像(Bioluminescence Imaging, BLI)技术,研究者们监测了小鼠体内的肿瘤生长情况,发现TCREDENTPD1KOHER-2 T细胞治疗组的肿瘤生长受到了更有效地控制。

CD39缺失对T细胞功能的增强作用

研究人员还进一步探讨了CD39缺失对T细胞功能的潜在影响,结果显示,CD39的缺失使得T细胞在体外和体内实验中均展现出更强的抗肿瘤活性。此外,CD39缺失的T细胞在与免疫检查点抑制剂(如抗PD-1抗体)联合使用时,显示出协同增强的治疗效果。

总结

本研究不仅在基础科学层面增进了对结直肠癌免疫微环境的认识,而且在临床应用方面,为开发新的免疫治疗手段提供了坚实的科学基础和创新的治疗思路。研究者们深入探讨了T细胞在肿瘤微环境中的分布和功能状态,为我们理解T细胞在肿瘤免疫反应中的角色提供了全新的视角;而CD39作为T细胞耗竭的关键分子,其在肿瘤免疫微环境中的作用机制得到了阐明,为开发新的免疫治疗策略提供了潜在靶点。此外,通过基因编辑技术构建的HER-2特异性T细胞,不仅在体外展现出强大的抗肿瘤能力,而且在体内实验中也证实了其治疗效果,为结直肠癌的细胞治疗提供了有力的临床前证据。

参考文献:

Potenza A, Balestrieri C, Spiga M, et al. Revealing and harnessing CD39 for the treatment of colorectal cancer and liver metastases by engineered T cells[J]. Gut. 2023 Oct;72(10):1887-1903.

编辑:十六

二审:清扬

三审:应泉

排版:十六

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