文獻(xiàn)解讀
CAR-T為何始終攻不下實(shí)體瘤?Nature Cancer找到了一條全新的突破路徑
過去十年,如果說哪項(xiàng)技術(shù)最讓腫瘤領(lǐng)域興奮,CAR-T一定排得上前幾位。它讓部分白血病和淋巴瘤患者獲得了長(zhǎng)期緩解,也讓"活細(xì)胞藥物"真正走進(jìn)了臨床。然而,當(dāng)CAR-T走出血液系統(tǒng),進(jìn)入實(shí)體瘤之后,故事卻完全變了。
截至目前,全球已經(jīng)開展了數(shù)百項(xiàng)實(shí)體瘤CAR-T臨床研究,從HER2、EGFR到Mesothelin、Claudin18.2,幾乎所有熱門靶點(diǎn)都有人嘗試。但真正能夠復(fù)制CD19 CAR-T成功的案例,卻依然少之又少。
很多人認(rèn)為,這是因?yàn)閷?shí)體瘤微環(huán)境過于復(fù)雜。也有人認(rèn)為,CAR-T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織的能力還不夠強(qiáng)。這些問題確實(shí)存在,但越來越多的研究開始意識(shí)到,真正的第一步,或許就已經(jīng)走錯(cuò)了。
如果一開始選擇的靶點(diǎn)就不夠理想,再先進(jìn)的CAR設(shè)計(jì),也很難彌補(bǔ)后續(xù)的問題。近期發(fā)表于Nature Cancer的題為GPNMB-directed CAR T cell therapy against MiT/TFE-family fusion-driven solid tumors的一項(xiàng)研究,沒有繼續(xù)優(yōu)化CAR結(jié)構(gòu),而是把注意力重新放回了最基礎(chǔ)的問題:什么樣的蛋白,才是真正適合CAR-T攻擊的實(shí)體瘤靶點(diǎn)?


作者沒有尋找"表達(dá)最高"的蛋白,而是在尋找"最不會(huì)消失"的蛋白
過去尋找CAR-T靶點(diǎn),大多數(shù)研究都會(huì)先比較不同蛋白的表達(dá)量。哪個(gè)表達(dá)最高,就優(yōu)先研究哪個(gè)。
但這篇論文提出了另一種思路。表達(dá)高,并不意味著適合作為CAR-T靶點(diǎn)。真正決定療效的,是這個(gè)蛋白能不能一直存在。如果治療剛開始時(shí)腫瘤細(xì)胞表達(dá)這個(gè)蛋白,而幾周后就因?yàn)榭乖右荻?,那么CAR-T再強(qiáng),也會(huì)逐漸失去攻擊目標(biāo)。因此,作者把目光投向了一類更特殊的蛋白。它們不是因?yàn)槟[瘤惡性程度高而表達(dá)增加,而是直接受到驅(qū)動(dòng)融合基因調(diào)控。
研究對(duì)象ASPS幾乎都攜帶ASPSCR1-TFE3融合基因,而融合基因持續(xù)激活的下游蛋白中,GPNMB表現(xiàn)出了極其穩(wěn)定的細(xì)胞表面表達(dá)。這意味著,只要融合基因存在,GPNMB就很難"消失"。相比傳統(tǒng)實(shí)體瘤靶點(diǎn),它更像一個(gè)始終亮著的導(dǎo)航燈。隨后,作者利用患者組織進(jìn)行了驗(yàn)證。無論原發(fā)灶還是轉(zhuǎn)移灶,無論不同患者之間還是不同病程階段,GPNMB都保持著較高且均一的表達(dá)水平。對(duì)于CAR-T來說,這正是最理想的靶點(diǎn)特征。

GCAR1 在原發(fā)性肺泡狀軟組織肉瘤(ASPS)小鼠模型中的體內(nèi)活性研究
真正決定一篇Nature Cancer水平的,不是CAR,而是驗(yàn)證邏輯
找到靶點(diǎn)之后,作者并沒有急于開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn),而是一步一步回答了幾個(gè)關(guān)鍵問題。首先,GCAR1是否真的能夠準(zhǔn)確識(shí)別GPNMB?
體外實(shí)驗(yàn)顯示,GCAR1不僅能夠高效殺傷GPNMB陽性腫瘤細(xì)胞,還能夠釋放大量IFN-γ、IL-2等效應(yīng)細(xì)胞因子,說明CAR-T已經(jīng)被充分激活。

來源于患者的 GCAR1 在匹配的臨床前模型中清除 MiT/TFE 家族融合驅(qū)動(dòng)型癌癥
隨后進(jìn)入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。相比對(duì)照組,接受GCAR1治療的小鼠腫瘤生長(zhǎng)明顯受到抑制,多只動(dòng)物獲得持續(xù)腫瘤控制。
這些結(jié)果證明,GPNMB不僅能夠作為CAR-T識(shí)別靶點(diǎn),而且足以支撐穩(wěn)定的抗腫瘤反應(yīng)。

GCAR1 在人源分層厚度皮膚移植物上的毒性評(píng)估
不過,如果論文到這里結(jié)束,它最多只能算一篇不錯(cuò)的CAR-T研究。真正讓它發(fā)表于Nature Cancer的,是后面的內(nèi)容。
作者并沒有滿足于"有效",而是繼續(xù)追問:為什么沒有全部清除?
很多論文做到動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成功,就已經(jīng)結(jié)束了。但作者繼續(xù)提出了一個(gè)更重要的問題:為什么還有部分病灶沒有消失?
為了回答這個(gè)問題,研究團(tuán)隊(duì)沒有繼續(xù)做傳統(tǒng)流式分析,而是采用了近年來快速發(fā)展的Spatial Transcriptomics,并結(jié)合IHC和IF,對(duì)治療后的腫瘤組織進(jìn)行了空間解析。結(jié)果出乎很多人的預(yù)料。殘留腫瘤依然表達(dá)GPNMB。也就是說,CAR-T失敗并不是因?yàn)檎也坏桨悬c(diǎn)。
真正的問題出現(xiàn)在腫瘤內(nèi)部。
空間轉(zhuǎn)錄組顯示,大量CAR-T細(xì)胞停留在腫瘤邊緣和血管周圍,很難進(jìn)一步進(jìn)入腫瘤核心區(qū)域;與此同時(shí),PD-L1、TIGIT等免疫抑制分子持續(xù)升高,CAF、巨噬細(xì)胞以及血管相關(guān)細(xì)胞共同構(gòu)建起一道復(fù)雜的免疫屏障,不斷削弱CAR-T的殺傷能力。
一句話總結(jié)就是:CAR-T不是打不過腫瘤,而是根本沒有機(jī)會(huì)真正接近腫瘤。這是整篇論文最重要的發(fā)現(xiàn)。

難治性腫瘤中免疫抑制性生態(tài)位的空間定位分析
未來實(shí)體瘤CAR-T,比拼的可能不再是誰的CAR設(shè)計(jì)得更好
既然問題出在免疫微環(huán)境,那么解決思路也就更加明確。作者隨后聯(lián)合PD-L1阻斷治療,并進(jìn)一步優(yōu)化CAR-T細(xì)胞中的PD1和TIGIT信號(hào)。
結(jié)果顯示,無論聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑,還是同步優(yōu)化CAR-T本身,都能夠進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤效果。
這也意味著,未來實(shí)體瘤CAR-T的發(fā)展方向,很可能不再只是不斷優(yōu)化CAR結(jié)構(gòu),而是通過CAR-T、免疫檢查點(diǎn)抑制以及微環(huán)境重塑等多種策略協(xié)同發(fā)揮作用。
更值得關(guān)注的是,作者最后提出了一種新的靶點(diǎn)開發(fā)理念——Fusion-directed Surfaceome。
過去,大家尋找的是"表達(dá)最高"的蛋白;而未來,或許更值得尋找的是那些由驅(qū)動(dòng)基因持續(xù)控制表達(dá)、最不容易發(fā)生抗原逃逸的蛋白。
這不僅適用于ASPS,也可能為更多融合基因驅(qū)動(dòng)的實(shí)體瘤提供新的CAR-T開發(fā)思路。

血液中多克隆 GCAR1 CAR-T 細(xì)胞的擴(kuò)增情況分析
對(duì)于CAR-T研究來說,這項(xiàng)Nature Cancer工作帶來的價(jià)值,不只是增加了一個(gè)新的候選靶點(diǎn)GPNMB,更重要的是,它重新定義了實(shí)體瘤CAR-T靶點(diǎn)篩選的思路:與其尋找表達(dá)最高的蛋白,不如尋找最穩(wěn)定、最難丟失的蛋白。
從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到作用機(jī)制解析,研究團(tuán)隊(duì)綜合應(yīng)用了IHC、IF、Flow Cytometry、WB及Spatial Transcriptomics等技術(shù),對(duì)GPNMB表達(dá)、CAR-T功能及腫瘤免疫微環(huán)境進(jìn)行了系統(tǒng)驗(yàn)證。
圍繞CAR-T及腫瘤免疫研究,AntibodySystem提供覆蓋免疫檢查點(diǎn)、CAR-T相關(guān)靶點(diǎn)、腫瘤標(biāo)志物及細(xì)胞因子的科研級(jí)抗體和重組蛋白,可廣泛應(yīng)用于Flow Cytometry、IHC、IF、WB、ELISA等實(shí)驗(yàn),為CAR-T研發(fā)及腫瘤免疫機(jī)制研究提供可靠的科研工具。