性质:重！通过对免疫系统进行重新编程 有望设计出能够更高效抵抗血液肿瘤和实体瘤的新一代CAR

2022年3月18日/Bion/--美国美国食品药品监督管理局()批准的首批细胞疗法是活药：从癌症患者体内提取免疫细胞，然后经过基因改造，攻击肿瘤细胞。然而，对于许多患者来说，这些先进的疗法并没有带来持久的缓解。现在，在一项新的研究中，来自纽约基因组中心和纽约大学的研究人员开发了一种基因筛选平台，可以识别出能够增强免疫细胞的基因，使其在体内更加持久，并提高其根除细胞的能力。相关研究结构于2022年3月16日在线发表在《自然》杂志上，题目是《t细胞增殖合成驱动因子的基因组规模筛选》。

在这篇论文中，这些作者描述了合成基因程序的发现，这些程序深刻地重塑了一种称为T细胞的特定免疫细胞，使它们在寻找和对抗癌细胞方面更加有效。在论文通讯作者、纽约基因组中心核心成员、纽约大学生物学助理教授Neville Sanjana博士的领导下，他们分析了来自人类捐赠者的几个T细胞亚群中近1.2万个不同基因的影响。这种大规模基因筛查的目的是准确识别那些使T细胞增殖的基因，并了解这些基因如何影响与癌症预防相关的免疫细胞功能的其他方面。

以前设计T细胞的努力集中在通过仔细选择癌症或组织特异性蛋白质(抗原)来靶向特定类型。自30多年前首次开发以来，嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法(CAR-T)已被证明在靶向血液癌细胞方面非常有效，导致了各种批准的CAR-T细胞疗法。CAR-T细胞表面携带抗原受体，可以识别癌细胞表面存在的特定蛋白质，从而有针对性地破坏癌细胞。一些患者即使在十年的CAR-T细胞治疗后仍然没有癌症，因为多年前注入体内的T细胞仍然在发挥作用。然而，生物医学科学面临的主要挑战之一是理解为什么大多数接受CAR-T细胞治疗的癌症患者未能实现持久缓解。

Sanjana博士解释说，“到目前为止，T细胞的基因改造一直集中在寻找新的抗原或新的汽车上。我们采取了一种完全不同的方法：与其改变抗体，为什么不尝试添加可以将T细胞转化为更活跃的癌症战士的基因？这些引入的基因(以下简称修饰基因)在血液肿瘤中非常有效，我们认为它们很可能作用于多种抗原和实体瘤。”

通过将筛选中发现的修饰基因与现有的CAR相结合，我们可以设计出能够更有效地消除肿瘤细胞的T细胞。一种特殊的修饰基因LTBR(淋巴毒素受体)扮演着分子青春之泉的角色：有了LTBR，T细胞就会增殖，拥有更大比例的更年轻、更相似的细胞，并抵抗随着时间的推移而出现的功能衰竭。LTBR的加入也使T细胞分泌更多的细胞因子，这对于T细胞的抗活性非常重要。细胞因子在使T细胞能够更好地与体内其他免疫细胞沟通并对癌症发起协调攻击方面发挥着重要作用。有趣的是，LTBR通常不在T细胞中表达，这凸显了基因组规模筛选在发现激活全新细胞程序的基因方面的力量。

在原代T细胞中筛选人ORF文库，图片来自Nature，2022，DOI :10.1038/s 41586-022-04494-7。

这篇论文的第一作者，Sanjana实验室的博士后Mateusz Legut博士说，“我们的目标是采用现有的免疫疗法，并使它们变得更好。我们很惊讶LTBR显著增强了汽车疗法。这是开发下一代CAR-T细胞疗法的重要一步。”

这些作者发现，添加LTBR可以重建T细胞的基因组，并触发许多其他可以增强T细胞功能的基因的表达。他们可以通过结合基因过表达筛选和单细胞快速了解LTBR和类似修饰基因的影响。他们开发的新方法——over cite-SEQ——使他们能够测试不同修饰基因对T细胞细胞状态的影响，包括每个基因的表达，修饰细胞表面的蛋白质和每个细胞表达的独特T细胞受体(克隆型)。OverCITE-seq让他们详细了解了每个修饰基因如何提高T细胞的活性，这是在单细胞实验中对所有顶级基因进行的。对于LTBR来说，这产生了大量基因正在发生变化的早期线索，这使他们进一步确定一种被充分研究的名为NF-kB的基因表达调节因子驱动了许多这些变化。这种LTBR驱动的深度重编程也出现在所谓的非常规T细胞中，如T细胞，其丰度低于常规T细胞，但它们可以针对更多样化的细胞。

论文合著者、纽约大学帕马特癌症中心临床淋巴瘤项目主任凯瑟琳迪芬巴赫(Catherine Diefenbach)博士说，“最令人兴奋的是，LTBR和其他排名靠前的基因提高了CAR-T细胞和 T细胞的抗原特异性反应。如果在体外和临床试验中得到验证，这可能会对未来淋巴恶性肿瘤和其他癌症的CAR-T细胞疗法产生深远的影响。”

作者还将几个顶级的修饰基因与CAR-T细胞相结合，类似于已批准的两种现有的血液肿瘤治疗方法：tisagenlecleucel(Kymriah)和Axicabtagene cilloucel(Yes Carta)。几乎所有被测试的改良基因都改善了CAR-T反应，包括LTBR。由于癌症患者的T细胞与健康捐赠者的T细胞相比通常状况不佳，他们还想测试LTBR振兴癌症患者T细胞的能力。他们在弥漫性大B细胞淋巴瘤(一种血液肿瘤)患者的功能失调的T细胞中加入LTBR和卡尔，发现T细胞的功能也有类似的改善，这表明该技术可以作为一种优化的治疗方法在临床上发挥作用。