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著名免疫学家最新PNAS发文:CAR-T可以用于实体肿瘤

日期: 2019年05月29日


    

十年前,研究人员宣布开发出了一种称为CAR-T(嵌合抗原受体)的癌症免疫疗法,患者利用自身基因修饰过的T细胞,这些T细胞具有强大的抗肿瘤作用,进行治疗。自此之后,CAR-T成为新型细胞免疫治疗工具的热点关键词,在所谓的“液体癌症”,如白血病和淋巴瘤的治疗中取得了重大成功。

 

但实体瘤被证明对这些方法具有抵抗力,部分原因是工程化的T细胞一旦进入这些肿瘤,就会逐渐失去抗肿瘤能力。免疫学家称这种现象为T细胞“疲惫”或“功能障碍”。

 

La Jolla免疫学研究所(LJI)研究人员Anjana Rao教授过去几年中一直致力于解开这其中的原因,其研究组发表了一系列论文,发现了一种调节基因表达的转录因子:NFAT能打开“下游”基因,削弱T细胞对肿瘤的反应,使T细胞衰竭。Anjana Rao教授作为美国科学院院士,在免疫研究领域功成名就,并且在表观遗传领域也取得了许多傲人的成绩。

 

近期其研究组又报道了一组这些下游基因编码的转录因子——NR4A,Rao实验室之前的研究生Joyce Chen发现,肿瘤浸润的CAR-T细胞中NR4A蛋白被剔除,能改善肿瘤排斥。然而,在该途径中与NFAT和NR4A合作的其他参与者的身份仍然未知。

 

最新一项研究中,Rao教授与Patrick Hogan博士完善了这一参与者列表,提出了一个更完整的分子机制。这个网络建立并维持T细胞衰竭。研究人员采用小鼠模型,指出遗传上剔除两个新因子:TOX和TOX2,可以改善了CAR-T模型中针对黑色素瘤的根除。这项工作表明,针对患者的NR4A和TOX因子的干预,可以将基于CAR-T的免疫疗法的应用范围扩展到实体瘤。

 

这一研究小组首先比较了正常与“疲惫”T细胞样本中的基因表达谱,寻找与NR4A平行上调的因子作为T细胞出现功能障碍的共同作用因子。

 

“我们发现两种称为TOX和TOX2的DNA结合蛋白与NR4A转录因子都会高表达,”文章一作,Rao实验室博士后研究员Hyungseok Seo博士说,“这一发现表明,类似NFAT或NR4A这样的因子可能调控着TOX的表达。”

 

之后,研究人员在小鼠中重新尝试CAR-T方案,首先用黑素瘤肿瘤细胞接种动物,构建肿瘤小鼠模型,一周后给小鼠注射T细胞:一种来自正常小鼠的“对照”样品,一种来自经基因工程改造,缺乏T细胞中的TOX和TOX2表达的小鼠。

 

结果发现,注入TOX缺陷的CAR-T细胞的小鼠出现了比注入正常细胞的小鼠更强烈的黑素瘤肿瘤消退。此外,用TOX缺陷的CAR-T细胞处理的小鼠表现出显著增加的存活率,表明TOX因子的缺失能对抗T细胞耗竭,而且允许T细胞更有效地破坏肿瘤细胞。

 

研究人员进一步分析,表明TOX因子与NFAT和NR4A联合起来能促进PD-1抑制性受体的表达,PD-1可以修复耗竭T细胞表面,发送免疫抑制信号。

 

PD-1可以通过检查点抑制剂这种单克隆抗体阻断,这些抗体可抵抗免疫抑制,激活先天性抗癌免疫反应。 PD-1与TOX,NFAT和NR4A的合作令免疫抗癌更有意义,而且可以结合细胞免疫疗法和抗体免疫疗法。

 

“目前,CAR-T细胞疗法对患有白血病和淋巴瘤等液体肿瘤的患者表现出惊人的效果,”Seo说,“但是由于T细胞耗竭,它们仍然不能用于实体瘤患者。如果我们通过用小分子治疗CAR-T细胞来抑制TOX或NR4A,这种策略可能对黑色素瘤等实体癌症有很强的治疗作用。”

 

原文标题:

TOX and TOX2 cooperate with NR4A transcription factors to impose CD8+T cell exhaustion

 

转载标题:著名免疫学家最新PNAS发文:CAR-T可以用于实体肿瘤

 

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