
一,CAR-T細(xì)胞殺傷
毫無(wú)疑問(wèn),CAR-T療法已成為當(dāng)下最火的腫瘤細(xì)胞療法之一。同樣作為CAR-T大國(guó),中國(guó)多數(shù)CAR-T療法已進(jìn)入臨床研究,并且產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速,而美國(guó)則還集中在臨床前研發(fā)[1]。
安全性是CAR-T療法的一大挑戰(zhàn)。除了細(xì)胞因子風(fēng)暴外,CAR-T療法還會(huì)誘發(fā)移植物抗宿主反應(yīng) (graft versus host disease GVHD)等安全隱患。鑒于選擇性去除CD45RA陽(yáng)性細(xì)胞能有效抑制GVHD發(fā)生[2],研究利用CD45RA陰性T細(xì)胞群體開(kāi)展靶向CD19的 CAR-T療法,來(lái)提高治療安全性。結(jié)合DELFIA的細(xì)胞殺傷檢測(cè)法和基于Calcein-AM標(biāo)記的流式法,研究證明CD45RA陰性 CAR-T細(xì)胞能有效殺傷CD19陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞系,并能作用于原代NK細(xì)胞殺傷耐受的MLL重排白血病原始細(xì)胞SJ4-11(K562為敏感細(xì)胞對(duì)照,RS4;11為耐受細(xì)胞對(duì)照)[3]。
由于CD45RA-細(xì)胞主要為CD3+CD45O+記憶T細(xì)胞,因此針對(duì)常見(jiàn)的病原體和疫苗應(yīng)有更好的回憶應(yīng)答(Recall response)。通過(guò)使用DELFIA Cell Proliferation Assay 檢測(cè)摻入的BrdU,研究確認(rèn)CD45RA- T細(xì)胞對(duì)人CMV、Epstein–Barr 病毒、 herpes simplex 病毒和tetanus toxoid有更為顯著的免疫反應(yīng)(下圖a,增殖指標(biāo))。基于同樣的增殖檢測(cè)平臺(tái),研究利用PBMC開(kāi)展Mixed lymphocyte reaction (MLR),對(duì)比不同細(xì)胞亞群的同種異體反應(yīng)。相較于CDRA-效應(yīng)細(xì)胞群體,CD45RA+細(xì)胞在MLR實(shí)驗(yàn)中具有更高的增殖能力(下圖b)和IFN-γ分泌能力(下圖c)[3]。
進(jìn)一步的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究繼續(xù)利用了PerkinElmer IVIS活體成像平臺(tái),在白血病小鼠模型的基礎(chǔ)上,研究證明CD45RA-的 CAR-T療法在不誘導(dǎo)GVHD的同時(shí),發(fā)揮強(qiáng)效的抗癌效果[3]。借助活體成像的優(yōu)勢(shì),研究追蹤CD19+ SEM細(xì)胞在小鼠體內(nèi)的擴(kuò)增情況,確認(rèn)在接種18天后腫瘤的信號(hào)強(qiáng)度足以模擬頑固性白血病小鼠模型。在此模型的基礎(chǔ)上CD45RA-的 CAR-T療法同樣能迅速發(fā)揮作用,兩周內(nèi)強(qiáng)力抑制生物發(fā)光信號(hào)至檢測(cè)限以下。最后,基于同樣的檢測(cè)平臺(tái)結(jié)合重復(fù)接種腫瘤細(xì)胞,研究證明CD45RA-的 CAR-T療法還能作用于復(fù)發(fā)白血病小鼠模型。

二,CAR-NK細(xì)胞殺傷
CAR-T細(xì)胞療法的成功和興起也推動(dòng)了其他類型的CAR研究,其中就包括針對(duì)實(shí)體瘤的CAR-NK療法。相較于T細(xì)胞,NK細(xì)胞可以在沒(méi)有抗體和MHC的幫助下靶向疾病細(xì)胞,因此能發(fā)動(dòng)更為快速的免疫反應(yīng)并能有效針對(duì)無(wú)MHC I表達(dá)的腫瘤細(xì)胞。同時(shí), NK細(xì)胞更為安全,支持“Off-the-Shelf”的大規(guī)模生產(chǎn)和直接異體治療。目前在國(guó)內(nèi)已有多家醫(yī)療企業(yè)推動(dòng)CAR-NK治療,如博生吉的CD7 CAR-NK。
在6月份的Molecular Therapy期刊上,廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院的研究向我們展示了最新的CAR-NK臨床應(yīng)用。為了特異靶向腫瘤細(xì)胞表面抗原NKG2DLs,研究在NKG2D受體的胞外結(jié)構(gòu)域基礎(chǔ)上融合參與NK細(xì)胞活化的核心分子DAP12,并進(jìn)一步通過(guò)RNA轉(zhuǎn)染途徑提升CAR-NK安全性。基于DELFIA的細(xì)胞殺傷檢測(cè)法,研究證明NKG2D-DAP12 (NKG2Dp)能有效的裂解多種腫瘤細(xì)胞系,優(yōu)于對(duì)照NK和NKG2D-CD3z(NKG2Dz)[4]。

借助Perkinelmer提供的HCT116-luc報(bào)告細(xì)胞系,研究通過(guò)活體成像方法,在體內(nèi)水平證明CAR-NK能有效控制腫瘤發(fā)展。進(jìn)一步的臨床研究證明CAR-NK的引入能迅速引起腫瘤退縮和腫瘤細(xì)胞減少,強(qiáng)調(diào)NKG2D CAR是一種很有前景的細(xì)胞治療方案[4]。
三,T細(xì)胞殺傷
T細(xì)胞不僅是免疫系統(tǒng)的核心成員,也是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的基石。因此,T細(xì)胞功能的全面評(píng)價(jià)在腫瘤免疫療法的開(kāi)發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要,其中就包括腫瘤疫苗的研發(fā)。早期基于經(jīng)典腫瘤相關(guān)抗原gp100的研究證明細(xì)胞因子RANTES的引入能顯著提升小鼠脾臟細(xì)胞的殺傷能力。同時(shí),RANTES表達(dá)的時(shí)間點(diǎn)非常關(guān)鍵。疫苗引入前12和24小時(shí)表達(dá)RANTES能有效提升T細(xì)胞的殺傷能力,而48小時(shí)則沒(méi)有這個(gè)現(xiàn)象。基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn),研究推測(cè)多種細(xì)胞參與殺傷,包括CD8+,NK細(xì)胞和CD4+細(xì)胞群體。進(jìn)一步基于DELFIA細(xì)胞毒法研究證明TRAIL和FasL參與了殺傷過(guò)程[5]。
除了傳統(tǒng)T細(xì)胞殺傷外,DELFIA細(xì)胞毒法還可以被用于檢測(cè)靶向T細(xì)胞的新型免疫治療分子,如雙特異抗體(BiTE)等的細(xì)胞殺傷功能[6]。
四,NK細(xì)胞殺傷
鑒于NK細(xì)胞在天然免疫系統(tǒng)的重要性,其活力檢測(cè)也是免疫檢查點(diǎn)抑制劑研發(fā)過(guò)程中的核心項(xiàng)目。此外,NK細(xì)胞活力檢測(cè)還可以用于衡量用于免疫療法開(kāi)發(fā)的新型小鼠模型。在2016年發(fā)表的一份研究中,基于DELFIA的細(xì)胞殺傷檢測(cè)法證明PD-1抗體可以顯著提升NOG-MHC Double Knockout小鼠脾中NK細(xì)胞靶向K562的殺傷活力。靶向免疫治療的新小鼠模型不僅能加速新型免疫檢查點(diǎn)藥物(組合)研發(fā),同時(shí)可以協(xié)助發(fā)現(xiàn)新的標(biāo)志物預(yù)測(cè)療效[7]。
除了直接殺傷靶細(xì)胞外,抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)也是評(píng)價(jià)NK細(xì)胞功能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。在今年的一份研究中,DELFIA細(xì)胞毒法被用于衡量靜脈注射免疫球蛋白( intravenous immunoglobulin, IVIG)對(duì)NK細(xì)胞功能的影響。從結(jié)果可以看出,除了阻斷NK細(xì)胞的直接殺傷能力外,IVIG幾乎完全抑制ADCC活力(下圖上)[8]。在該研究中,除了ADCC檢測(cè)外,Perkinelmer的放射檢測(cè)解決方案(3 [H]-Thymidine和MicroBeta 2)也被用于衡量IVIG和免疫抑制藥物對(duì)NK細(xì)胞增殖的影響。H3-摻入法證明相較于IVIG,免疫抑制藥物能有效抑制NK細(xì)胞增殖(下圖下),而IVIG則特異作用于T細(xì)胞活力。鑒于ADCC是單抗藥物發(fā)揮臨床效果的核心機(jī)制之一,其活力檢測(cè)也成為大分子藥物研發(fā)的必須環(huán)節(jié)[9]。
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[1] Jia Xin Yu, et al. The global pipeline of cell therapies for cancer. https://www.nature.com/articles/d41573-019-00090-z
[2] Triplett BM, et al. Rapid Memory T-cell Reconstitution Recapitulating CD45RA-depleted Haploidentical Transplant Graft Content in Patients with Hematologic Malignancies. Bone Marrow Transplant. 2015 Jul; 50(7): 968–977.
[3] Chan WK, et al. Chimeric antigen receptor-redirected CD45RA-negative T cells have potent antileukemia and pathogen memory response without graft-versus-host activity. Leukemia. 2015 Feb;29(2):387-95.
[4] Xiao L, et al. Adoptive Transfer of NKG2D CAR mRNA-Engineered Natural Killer Cells in Colorectal Cancer Patients. Mol Ther. 2019 Jun 5;27(6):1114-1125.
[5] Aravindaram K, et al. Transgenic expression of human gp100 and RANTES at specific time points for suppression of melanoma. Gene Ther. 2009 Nov;16(11):1329-39.
[6] Lewis SM, et al. Generation of bispecific igG antibodies by structure-based design of an orthogonal Fab interface. Nat Biotechnol. 2014 Feb;32(2):191-8.
[7] Ashizawa T, et al. Antitumor Effect of Programmed Death-1 (PD-1) Blockade in Humanized the NOG-MHC Double Knockout Mouse. Clin Cancer Res. 2017 Jan 1;23(1):149-158.
[8] Pradier A, et al. Small-Molecule Immunosuppressive Drugs and Therapeutic Immunoglobulins Differentially Inhibit NK Cell Effector Functions in vitro. Front Immunol. 2019 Mar 27;10:556.
[9] DELFIA經(jīng)典技術(shù)應(yīng)用于單抗研發(fā)及細(xì)胞治療——AD0116細(xì)胞殺傷專題之ADCC; https://mp.weixin.qq.com/s/0lkBdDHL5MFIyoeoFV4wWQ
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