Angew. Chem. :可循环使用的通过口服小分子药物调控的CAR-T开关

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嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)作为一种革命性的免疫疗法,在血液系统肿瘤的治疗上取得了令人瞩目的效果。2017年以来,已经有多款CAR-T疗法陆续在美国上市,今年国内也有商品化的CAR-T进入临床。


然而与具有明确药代动力学和药效学的小分子药物不同,CAR-T本身作为活细胞,回输后其在患者体内的扩增和杀伤具有一定的不可预测性。CAR-T细胞的过度活化可能引起治疗相关副作用,例如细胞因子释放综合征(CRS),神经毒性综合征(ICANS)等,同时过度活化也可能引起T细胞耗竭进而影响后续疗效。


因此研究者们提出了CAR-T开关的概念,试图通过引入开关结构对CAR-T在体内的过程进行调控。目前开关设计大致可分为两类,一类通过自杀基因彻底清除具有治疗功能的CAR-T细胞,一类则是通过分子接头调控CAR-T的功能,这就对分子接头的有效性和安全性提出了要求。


近日,德州农工大学的Liu Wenshe教授和华中科技大学同济医学院附属同济医院的周剑峰教授合作,将丙型肝炎病毒NS3蛋白酶(HCV-NS3)的设计引入CAR-T结构,构建了一种能通过口服商品化小分子抑制剂药物阿那匹韦(Asunaprevir , ASV)调控的开关。

HCV-NS3具有自发切割特定蛋白序列的特点,而其小分子抑制剂能够有效抑制其切割效应,因此作者设计了一种新型开关型CAR-T(sCAR19),将HCV-NS3及其切割位点置于anti-CD19 CAR的单链抗体(scFv)和铰链区之间。在不提供药物的情况下,NS3会切割scFv部分,开关处于“关”的状态,CAR-T无法发挥靶向功能;而在提供口服ASV后,NS3的切割功能被抑制,完整的CAR结构能在T细胞表面表达,从而靶向肿瘤细胞、释放细胞因子发挥杀伤功能,此时的开关处于“开”的状态。这种“开”与“关”的状态能够通过药物反复调控。

体外实验结果显示ASV能够精确调控sCAR19中的HCV-NS3的活性。全长的sCAR19能够以ASV剂量依赖及时间依赖的方式表达在CAR-T细胞表面,更重要的是,撤去培养基中的ASV能够引起CAR表达的降低,并且在24小时下降到较低水平。体外的肿瘤杀伤试验也证明了sCAR19 T细胞能够在ASV存在的情况下,有效杀伤阳性靶细胞。

小鼠淋巴瘤模型的体内实验证实,将CAR-T细胞经尾静脉注射入小鼠体内,通过灌胃给予不同剂量的ASV药物,高剂量ASV组的sCAR19能够有效清除肿瘤,而低剂量组及未给药组的sCAR19未表现出抗肿瘤活性。


因此,这种新颖的CAR-T开关能够在ASV存在的情况下表达scFv进而发挥杀伤功能,而在没有ASV的情况下自发切除scFv,为CAR-T疗法提供了一种可循环使用的化学开关,从而更精确地调节CAR-T的活动。

论文信息:

A Recurring Chemogenetic Switch for Chimeric Antigen Receptor T Cells

Wenshe Liu,Wenyue Cao,Zhi Z. Geng,Na Wang,Quan Pan,Shaodong Guo,Jianfeng Zhou,Shiqing Xu


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202109550


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