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讓CAR-T進得去也撐得住:雙基因編輯在小鼠清除肺腫瘤

活體全基因組篩選鎖定P2RY8與GNAS兩道阻力;雙重剔除後,低劑量CAR-T使6隻小鼠中的4隻腫瘤完全消退,但人工腫瘤模型與未經同儕審查的資料,仍為人體應用留下不小距離。

By SURL BioNews

CAR-T細胞在血癌屢創佳績,進入實體腫瘤卻常像一支找不到入口、即使抵達也迅速失去戰力的部隊。Gladstone Institutes與加州大學舊金山分校團隊利用活體全基因組CRISPR篩選,找出分別牽制T細胞移動與功能的P2RY8、GNAS;同時剔除兩者,在小鼠肺腫瘤模型中帶來明顯較強的治療反應。

過去多數CRISPR篩選在培養皿中進行,難以重現腫瘤內缺氧、缺乏養分、酸化及多重免疫抑制訊號。研究人員因此把帶有全基因組敲除文庫的初級人類T細胞輸入帶瘤小鼠,並將A375黑色素瘤細胞改造成可藉由抗CD3單鏈抗體片段吸引T細胞的模型,使每個腫瘤能回收足夠細胞進行大規模分析。

針對腫瘤內T細胞數量的篩選,首先指向P2RY8—Gα13訊號路徑。P2RY8會感受腫瘤釋出的代謝物並限制細胞移動;剔除P2RY8後,人類T細胞較容易進入腫瘤。這個受體沒有直接對應的小鼠同源基因,也凸顯只以鼠源免疫細胞篩選可能漏掉具有人類治療意義的調節機制。

另一項依干擾素γ產量區分T細胞功能的篩選,則找出GNAS。它編碼的Gαs位於多條抑制性G蛋白偶聯受體訊號下游;缺少GNAS的T細胞,在酸性環境以及腺苷、前列腺素E2和β腎上腺素受體訊號存在時,仍較能維持代謝、存活與效應功能。換言之,P2RY8剔除改善「進場」,GNAS剔除則協助細胞在腫瘤內「續戰」。

研究團隊進一步將兩項編輯裝進CAR-T細胞。在經工程改造、表現CD19的A549人類肺癌異種移植模型中,研究所稱的低劑量雙重剔除CAR-T讓6隻小鼠中的4隻出現完全反應;只剔除GNAS的組別為1隻,未編輯對照組與只剔除P2RY8的組別均未出現完全反應。結果支持把互補的細胞特性組合起來,可能比單獨強化其中一項更有效。

然而,這並不等於CAR-T已能清除患者的肺癌。篩選系統以抗CD3片段人為提高T細胞進入腫瘤的數量,療效試驗中的A549細胞也被加上CD19標靶;使用的則是免疫缺陷小鼠,無法完整呈現人體免疫系統、腫瘤異質性及抗原流失。相關研究目前仍是尚未經期刊同儕審查的預印本,治療數據每組僅6隻動物。

走向臨床前,團隊還須在更接近自然人類腫瘤的模型中確認療效,並評估雙重基因剔除的脫靶編輯、長期細胞行為與毒性。UCSF已將這套篩選平台及相關發現列為專利申請中;它現階段最具體的價值,或許不是宣告一種新療法已經成熟,而是提供一種在真實腫瘤壓力下尋找T細胞改造組合的方法。

References

  1. Gladstone Institutes via Medical Xpress
  2. PubMed Central
  3. UCSF Innovation Ventures
  4. OncoDaily