在一项新的临床前研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员旨在提供一种帮助T细胞攻击实体瘤的“组合拳”方法。他们发现靶向两种控制与与炎症有关的基因功能的调节因子能够临床前模型中的T细胞扩增至少10倍，从而提高它们的抗肿瘤免疫活性和持久性。相关研究结果于2023年3月15日发表在PNAS期刊上，论文标题为“Combined disruption of T cell inflammatory regulators Regnase-1 and Roquin-1 enhances antitumor activity of engineered human T cells”。
CAR-T细胞疗法是宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院免疫疗法教授Carl H. June医学博士开创的，他的研究工作是2017年第一种获得美国食品药品管理局（FDA）批准的用于治疗B细胞急性淋巴细胞白血病的CAR-T细胞疗法。从那时起，个性化的细胞疗法已彻底改变了血癌治疗，但是对肺癌和乳腺癌等实体瘤仍然无效。
June说，“我们希望为实体瘤患者开启CAR-T细胞疗法，其中包括最常诊断的癌症类型。我们的研究表明靶向免疫炎症调节因子以增强T细胞的效力值得进一步研究。”
实体瘤中CAR-T细胞疗法面临的挑战之一是一种称为T细胞衰竭（T cell exhaustion）的现象，即来自实体瘤细胞群体的持续抗原暴露使T细胞疲惫不堪，以至于它们无法发起抗肿瘤反应。对从患者身上获得的功能衰竭的T细胞进行基因改造用于CAR-T细胞疗法，导致细胞产品的有效性降低，因为T细胞没有足够的增殖能力，也没有很好地记住它们的任务。
以前的观察性研究提示着炎症调节因子Regnase-1是间接克服T细胞衰竭影响的潜在靶标，因为它在T细胞中遭受破坏时能引起过度炎症，让它们重新激活产生抗肿瘤反应。这些作者假设同时靶向相关但独立的Roquin-1调节因子能够进一步提升抗肿瘤反应。
论文第一作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院工程与应用科学学院生物工程研究生David Mai说，“这两个调节基因中的每一个都与限制T细胞炎症反应有关，但我们发现同时破坏它们比单独破坏它们产生更大的抗癌效果。基于以前的研究，我们开始接近那些在实体瘤背景下似乎很有前景的策略。”
这些作者使用CRISPR-Cas9基因编辑技术单独或共同敲除了携带两种不同免疫受体，靶向间皮素（mesothelin）的M5 CAR（mesoCAR）和靶向NY-ESO-1的8F TCR（NYESO TCR）之一的健康供者T细胞中的Regnase-1和Roquin-1，这些携带不同免疫受体的T细胞目前正在进行1期临床试验研究。这两种经过基因改造的T细胞产品都不靶向CD19，即大多数获批的CAR-T细胞疗法靶向识别的抗原，因为这种抗原不存在于实体瘤中。
Regnase-1和Roquin-1双敲除改变静止性工程化T细胞的激活谱。图片来自PNAS, 2023, doi:10.1073/pnas.2218632120。
在经过CRISPR-Cas9基因编辑之后，这些T细胞经扩增后被灌注到实体瘤小鼠模型中。这些作者观察到，与单独敲除Regnase-1相比，双重敲除Regnase-1和Roquin-1导致经过基因改造的T细胞数量至少扩增10倍，并且增加了这些经过基因改造的T细胞的抗肿瘤免疫活性和寿命。在一些小鼠中，它还导致了淋巴细胞的过度产生，引起了毒副作用。
Sheppard说，“CRISPR是一个有用的工具，可以完全消减像Regnase和Roquin这样的目标基因的表达，从而产生一个明确的表型，然而在将这项工作转化为临床环境时，还有其他策略需要考虑，例如条件基因调控的形式。”
论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Neil Sheppard博士说，“我们当然对通过敲除这两种非冗余蛋白而释放出的抗肿瘤效力印象深刻。在实体瘤研究中，我们经常看到CAR-T细胞的扩增有限，但如果我们能够使每个T细胞更有效力，并将它们复制到更大的数量，我们期望T细胞疗法在攻击实体瘤方面有更好的机会。”
参考资料：
David Mai et al. Combined disruption of T cell inflammatory regulators Regnase-1 and Roquin-1 enhances antitumor activity of engineered human T cells. PNAS, 2023, doi:10.1073/pnas.2218632120.
