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模型|《細胞》：CAR-T“變身”，意在躺平！

功能信號細胞腫瘤實體基因抗原T細胞模型通路dayRNAseq

嵌合抗原受體T細胞療法（CAR-T）在血液腫瘤的治療上取得的進展有目共睹 ， 而在治療實體瘤上卻一直舉步維艱 ， 效果不盡人意 。 這其中的原因還要從腫瘤微環境說起[1] 。
不同于流動的血液 ，實體瘤所處的是一個相對封閉憋悶的環境 。 CAR-T細胞想要生效 ， 首先得和腫瘤細胞有足夠的接觸：這就要求它能突破重重阻礙 ， 打入實體瘤內部 ， 成為腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL） 。
遺憾的是 ， 并不是所有的CAR-T都能成為TIL ， 而能進入腫瘤的這些勇士CAR-T深入腹地之后又四面受敵 ， 除了要努力抵抗微環境中抑制免疫的細胞和因子 ， 還要遭受到來自腫瘤抗原的持續刺激 。CAR-T長期疲于奔命 ， 最終導致功能異常 ， 只能以耗（躺）竭（平）告終 。
耗竭的具體表現為T細胞增殖減弱 ， 表觀和轉錄組表達異常 ， 多種抑制受體持續表達 ， 效應功能減退 ， 細胞因子減少 ， 趨化因子表達上升 。 雖然但是 ，CAR-T因抗原持續刺激而失效的具體機制還一直不得而知 。
那么能不能造一個模型來研究一下CAR-T功能異常的原因呢？如果能找出CAR-T細胞衰竭的機制 ， 接下來就可以用CRISPR來編輯基因 ， 消除這個誘因 ， 借此解決CAR-T在實體瘤中功能異常的問題 ， 從而提高療效了 。
近日 ， 由賓夕法尼亞大學Regina Young ， Shelley Berger和Carl June領銜的團隊在《細胞》發表了重磅研究成果[2] 。
他們發現 ， 抗原持續刺激會導致CAR-T耗竭 ， 并且CD8+ T細胞逐漸顯現出NK細胞的特征 。 在功能失調的CAR-T中 ，轉錄因子ID3和SOX4表達上調 ， 調控包括NK受體在內的耗竭相關基因 。 通過敲除ID3或SOX4 ， 之前受到影響的細胞毒性能得到部分恢復！這就為制造更好的CAR-T提供了無限可能 。 未來治療實體瘤可能有希望了！

模型|《細胞》：CAR-T“變身”，意在躺平！
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▲ 論文首頁截圖
這個研究首先構建了一個體外模型 ， 用表達特異性抗原的腫瘤反復地刺激CAR-T細胞 ， 來模擬腫瘤微環境中CAR-T遭受的壓力 ， 然后觀測受到影響后CAR-T相應的基因表達和功能變化 。
在殺腫瘤的細胞毒性方面 ， 和沒受過刺激的（Day 0） CAR-T相比 ， 刺激后第28天的CD8+ CAR-T細胞既控制不了腫瘤生長 ， 也不生產細胞因子 ， 說明 特異性抗原持續刺激后的CAR-T細胞已經是個廢CAR-T了 。

模型|《細胞》：CAR-T“變身”，意在躺平！
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這樣看來 ， CAR-T功能異常的模型構建得很成功 。 不過還需驗證一點：CAR-T顯示出來的功能異常是不是對CAR信號通路特有的反應呢？
研究發現 ，耗竭現象居然是CAR信號特異的！
經過24天刺激之后的CD8+ CAR-T細胞 ， 再用佛波酯（PMA） + 離子霉素（ionomycin）去刺激它 ， 目的是繞過TCR直接激活T細胞下游信號通路 ， 仍能產生大量IL2和IFNg 。 可是用有特異性抗原的胰腺癌AsPC1細胞去刺激它 ， 就毫無反應 。 這說明 CAR雖然躺平了 ， 但是下游信號通路還是完好健在的 。
這像極了工作過度、眼中失去高光的我們 ， 雖然已經是一條咸魚了 ， 可在說到玩的時候就立刻不困了！
再來看一下CAR在CD8+ T細胞表面的表達：反復遭到續抗原刺激后 ， CAR的表達也在下降 。 因為持續抗原刺激而丟掉的CAR還能恢復嗎？
從抗原持續刺激了23天的細胞中 ， 分離出不表達CAR的細胞 ，加IL-15單獨培養一天 ， 馬上就有38%的細胞能重新在細胞表面表達CAR了 ， 而且在抗腫瘤方面也很能打 。
只要多放一天假 ， 又是一個好的CAR！