最新Nature：升級(jí)版CAR-T療法，抗癌能力大大提升

越來越多的癌癥患者正在接受CAR-T細(xì)胞療法的治療。

CAR，英文全稱為Chimeric Antigen Receptor，即，嵌合抗原受體，是一種能夠特異性識(shí)別癌細(xì)胞的“導(dǎo)航”；T是發(fā)揮殺傷癌細(xì)胞作用的T細(xì)胞。

簡單來說，CAR-T療法是指，從患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞，然后在體外對T細(xì)胞進(jìn)行改造，使其表達(dá)能夠識(shí)別癌細(xì)胞的CAR，接著將這類CAR-T細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增，最后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，發(fā)揮抗癌作用。

淋巴細(xì)胞正在攻擊癌細(xì)胞（圖片來源：La Jolla Institute）

目前，CAR-T療法在治療血液學(xué)腫瘤方面取得令人矚目的成績。全球已有兩款CAR-T療法獲批上市，分別是諾華的Kymriah和Kite Pharma的Yescarta，可用于治療急性淋巴細(xì)胞白血病和特定類型的非霍奇金淋巴瘤。

然而，在實(shí)體瘤治療方面，CAR-T療法的表現(xiàn)卻不盡如人意。這部分是因?yàn)?，?dāng)CAR-T細(xì)胞進(jìn)入實(shí)體瘤后可能會(huì)因?yàn)橐环N叫做T細(xì)胞耗竭的現(xiàn)象而停止殺傷腫瘤細(xì)胞的工作。

圖片來源：Nature

2月27日，最新發(fā)表在Nature[1]雜志上的一項(xiàng)研究中，來自美國La Jolla免疫學(xué)研究所的科學(xué)家們找到了一種對抗T細(xì)胞耗竭的新方法，使得CAR-T療法的療效大大提升。

他們的研究表明，一種名為Nr4a轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)家族在調(diào)控與T細(xì)胞耗竭有關(guān)的基因方面發(fā)揮著重要作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，用不表達(dá)Nr4a轉(zhuǎn)錄因子的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行治療使得小鼠腫瘤更小，存活地更久。

Anjana Rao教授（圖片來源：La Jolla免疫學(xué)研究所）

具體來說，為了調(diào)查CAR-T細(xì)胞在實(shí)體瘤中的功能，La Jolla免疫學(xué)研究所的Anjana Rao教授等用CAR-T細(xì)胞治療了hCD19陽性荷瘤小鼠。分析顯示，表達(dá)免疫抑制性受體PD-1和TIM3的“CD8+CAR+腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞“和”CD8+內(nèi)源性腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞“表現(xiàn)出了相似的基因表達(dá)特征和染色質(zhì)可及性。這與核受體轉(zhuǎn)錄因子NR4A1 (NUR77)、NR4A2 (NURR1)和NR4A3 (NOR1)的二次激活有關(guān)。

進(jìn)一步的研究顯示，來自癌癥或慢性病毒感染患者的CD8+ T細(xì)胞表達(dá)了高水平的NR4A轉(zhuǎn)錄因子。缺失所有三種NR4A轉(zhuǎn)錄因子（Nr4a三敲除）的CAR - T細(xì)胞可促進(jìn)腫瘤消退，延長荷瘤小鼠的生存期。

大多數(shù)接受“刪除Nr4a的CAR-T細(xì)胞”治療的小鼠存活了下來，且在為期90天的實(shí)驗(yàn)過程中，它們的腫瘤實(shí)現(xiàn)消退并保持在較小的體積。相比之下，幾乎所有接受“Nr4a正常表達(dá)的CAR-T細(xì)胞”治療的小鼠在實(shí)驗(yàn)第35天時(shí)死于腫瘤。

缺乏Nr4a轉(zhuǎn)錄因子的CAR - T細(xì)胞能逆轉(zhuǎn)腫瘤，延長小鼠的生存期。（圖片來源：Joyce Chen, LaJolla Institute for Immunology）

研究者們認(rèn)為，證明轉(zhuǎn)錄因子在T細(xì)胞耗竭中發(fā)揮重要作用是非常令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)。盡管他們的研究和臨床之間還有很遠(yuǎn)的距離，但這些發(fā)現(xiàn)豐富了改善癌癥免疫療法的知識(shí)庫，有望幫助解決CAR-T療法對實(shí)體瘤療效不佳的困局。抑制NR4A是一種有前途的癌癥免疫治療策略。未來，他們將繼續(xù)研究其它轉(zhuǎn)錄因子在T細(xì)胞耗竭中的作用，尤其是那些直接受NFAT和Nr4a影響的轉(zhuǎn)錄因子。

初始CD8+T細(xì)胞應(yīng)對急性感染和慢性感染的不同走向（圖片來源：Nature Immunology）

目前，全球還有很多其他科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在圍繞T細(xì)胞耗竭開展研究。這種由慢性抗原刺激所致的T細(xì)胞功能障礙發(fā)生在許多慢性感染和癌癥中，表現(xiàn)為效應(yīng)功能低下或喪失以及免疫抑制性受體表達(dá)上調(diào)[2]。耗竭狀態(tài)的T細(xì)胞會(huì)阻礙免疫系統(tǒng)對感染和腫瘤的最佳控制，而免疫檢查點(diǎn)阻斷介導(dǎo)的耗竭T細(xì)胞的再生已成為治療多種癌癥的有效方法。

與T細(xì)胞耗竭相關(guān)的抑制性受體分子通路[6]（圖片來源：Nature Reviews Immunology）

不過，大多數(shù)癌癥患者一開始對免疫檢查點(diǎn)阻斷療法（如PD-1/PD-L1抗體）響應(yīng)很好，但這種響應(yīng)并不持久。這是為什么呢？

論文封面：背景是功能性T細(xì)胞（綠色），前景是耗竭T細(xì)胞（灰色）（圖片來源：Science）

賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的E John Wherry博士等在2016年發(fā)表的2篇Science論文[3][4]中回答了這一問題。

阻斷PD-1/PD-L1的相互作用對耗竭T細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)特征影響甚微。（圖片來源：Science）

研究發(fā)現(xiàn)，耗竭T細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)特征與效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞存在顯著差異（后兩種細(xì)胞能夠?qū)Σ《竞湍[瘤產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答，尤其是記憶T細(xì)胞，會(huì)產(chǎn)生持久的作用）。而阻斷PD-1只能使耗竭T細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)特征發(fā)生微小的變化。

科學(xué)家們認(rèn)為，可能正是耗竭T細(xì)胞表觀遺傳學(xué)命運(yùn)的不可逆性限制了PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)抑制劑的療效。

基于這一發(fā)現(xiàn)，Wherry博士等提出，或許可以通過表觀遺傳藥物與免疫檢查點(diǎn)抑制劑的聯(lián)合，將耗竭T細(xì)胞在表觀遺傳水平重編程為效應(yīng)持久的功能性記憶T細(xì)胞。

圖片來源：Cell

這一設(shè)想在2017年發(fā)表的一篇Cell[5]論文中得到了驗(yàn)證。美國St. Jude兒童研究醫(yī)院的Ben Youngblood博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)證實(shí)，可抑制DNA甲基化的化療藥物地西他濱（decitabine）能夠扭轉(zhuǎn)與表觀遺傳相關(guān)的T細(xì)胞耗竭。

當(dāng)研究人員用地西他濱處理腫瘤小鼠時(shí)，T細(xì)胞顯示了增強(qiáng)的活性，逆轉(zhuǎn)了耗竭的狀態(tài)；接著再用PD-1抑制劑處理小鼠，小鼠的T細(xì)胞增殖積極，且具有新生T細(xì)胞的活力。而這種增強(qiáng)的T細(xì)胞增殖與腫瘤生長被顯著控制有關(guān)。

Youngblood博士等認(rèn)為，這些結(jié)果證明了結(jié)合表觀遺傳重編程和免疫檢查點(diǎn)阻斷有望提高抗癌免疫療法的療效。

結(jié)合最新發(fā)表的Nature論文，可以發(fā)現(xiàn)，不管是CAR-T療法，還是免疫檢查點(diǎn)抑制劑，結(jié)合其它辦法來更好地調(diào)動(dòng)或改變耗竭T細(xì)胞是提高療效以及擴(kuò)大適用人群的重要方向。