PLoS Pathog：开辟出第二代CD4CAR

2021年4月6日讯/BIOON/---病毒特同性T细胞顺应性免疫是祛除HIV感化细胞的症结，并且关于任何完成治愈HIV感化的策略办法都至关紧张。HIV埋伏感化的细胞（埋伏病毒库）乃至在数十年的抗逆转录病毒药物组合（cART）用药克制血浆病毒血症后仍旧存在。这种埋伏病毒库的耐久性和继续性扫除了仅靠cART医治根除HIV的能够性。

在没有cART医治的环境下完成HIV的治愈或继续缓解，将必要加强的和继续无效的抗病毒免疫反馈。嵌合抗原受体（CAR）T细胞（CAR-T）已成为一种弱小的免疫疗法，并显示出医治HIV感化的前景。在许多此类基于外周血T细胞修饰的办法中，颠末修饰的T细胞的耐久性、组织保送和功效维持仍是一年夜挑战。

在之前的研讨和中，第一代CD4CAR（基于全长CD4构建出的CAR）的一种欠好的个性是CD4受体自身可能介导HIV感化。CD4分子含有4个细胞外构造域，依次定名为D1、D2、D3和D4。D1构造域离跨膜构造域最远，含有HIV包膜联合区。HLA II类联合位点次要在D1和D2构造域发现。D4构造域介导IL-16联合和CD4-CD4二聚化。IL-16是一种免疫调理性的细胞因子，次要在炎症位点作为CD4细胞的趋化因子发扬作用。在第一代CD4CAR中，IL-16在D4构造域上的联合可招致基于IL-16的潜在非特同性的CD4CAR旌旗灯号转导。CD4受体的D3构造域也在TCR:CD4复合物造成和TCR刺激中发扬紧张作用。为此，必要开辟一种不与IL-16产生穿插反馈的下降与HLA II和内源性TCR之间互相作用的CAR，从而潜在地添加CAR的平安性。

为了降服这些成绩，来自美国加州年夜学洛杉矶分校的研讨职员在一项新的研讨中，应用基于造血（HSC）的办法开辟并测试了第二代基于CD4的CAR（下称D1D2CAR）抵制HIV感化。在第二代CD4CAR中，他们剔除了CD4的D3和D4构造域，仅留下许可HIV包膜辨认的D1和D2构造域，从而制作出截断的CD4CAR分子，即D1D2CAR。相关研讨成果于2021年4月2日颁发在PLoS Pathogens期刊上，论文题目为“Robust CAR-T memory formation and function via hematopoietic stem cell delivery”。

在体外试验中，这些作者发现表白第一代CD4CAR招致HIV胜利地感化宿主细胞，相反之下，表白D1D2CAR并不许可宿主细胞被HIV感化。这标明虽然可能联合HIV包膜，然则D1D2CAR并不许可病毒入侵宿主细胞。更紧张的是，表白第一代CD4CAR的T细胞（下称CD4CAR-T）和表白D1D2CAR的T细胞（下称D1D2CAR-T）对HIV感化细胞表示出相称的细胞杀伤活性。这标明D1D2CAR在功效上可能诱导与第一代CD4CAR相似的抗病毒反馈。

D1D2CAR不克不及介导HIV感化。图片来自PLoS Pathogens, 2021, doi:10.1371/journal.ppat.1009404。

鉴于第一代CD4CAR在造血中的表白招致年夜约一半由造血分解而来的CAR-T细胞克制TCR重排和外表表白，这些作者应用植入颠末慢病毒转导表白D1D2CAR的造血的人源化BLT小鼠，发现D1D2CAR并不影响胸腺淋巴细胞发生时代的内源性TCR重排，阻止造血进程方向于B细胞发生，而且招致正常的CAR-T细胞发生。是以，D1D2CAR表白不影响T细胞分解和TCR表白。

为了研讨由造血干细胞分解发生的D1D2CAR-T细胞是否可能在体内克制HIV复制，这些作者让植入未经修饰的造血干细胞（作为对照）或经修饰后表白第一代 CD4CAR 或D1D2CAR的造血干细胞的人源化BLT小鼠被HIV感化10周。在HIV感化后每两周检测血浆病毒载量。相比于对照小鼠，植入表白第一代 CD4CAR 或D1D2CAR的造血干细胞的小鼠在10周内表示出较低程度的病毒载量。然而，由造血干细胞分解发生的CD4CAR-T细胞通过IL-16介导的CD4-CD4二聚化对Env+靶细胞（即表白HIV抗原Env的靶细胞）和IL-16刺激作出反馈，相比之下，由造血分解发生的D1D2CAR-T细胞仅对ENV+靶细胞作出反馈，而纰谬可溶性IL-16作出反馈。

共刺激构造域4-1BB加强CD4CAR-T细胞的功效。图片来自PLoS Pathogens, 2021, doi:10.1371/journal.ppat.1009404。

之前的研讨标明给CAR增加共刺激构造域能够会匆匆进CAR阳性细胞更疾速发生低级反馈，然则这种增加对造血干细胞定植和胸腺淋巴细胞发生的影响是未知的。为此，这些作者构建出含有4-1BB或CD28共刺激构造域的第一代CD4CAR和D1D2CAR，然后将表白第一代CD4CAR、 D1D2CAR、 第一代CD4CAR-41BB、D1D2CAR-41BB、第一代CD4CAR-CD28或 D1D2CAR-CD28的造血干细胞移植到人源化BLT小鼠的骨髓中，发现4-1BB共刺激构造域而不是CD28共刺激构造域许可胜利的造血分解，并改善由造血分解而来的CAR-T细胞的抗病毒功效。退出4-1BB可招致更疾速的病毒血症克制。D1D2CAR 4-1BB和cART结合使用可招致这些小鼠更快完成病毒克制，并且在ART医治时代，CAR-T细胞更耐久地存在。