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CAR-Treg细胞疗法渐入佳境

风光

2022-08-12 16:48上海

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与传统T细胞(Tconv)相比,调节性T细胞(Tregs)能够实现CD4CD25FOXP3和低水平的CD127共表达,其中FOXP3的高水平表达和TSDRFOXP3基因一个保守区域)的去甲基化是Tregs一大特征。

Tregs激活会产生旁观者抑制,主要功能是防止自身反应性细胞介导的病理性变异应答,维持免疫稳态,因此Tregs可用于治疗自身免疫性疾病、预防移植排斥反应和移植物抗宿主疾病(GvHD)。

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Tregs作用机制[1]

抗原特异性Tregs

非特异性Tregs的主要问题在于可能会导致非特异性免疫耐受,影响其免疫应答,甚至有可能增加患者的癌症风险;同时,非特异性Tregs在某些免疫环境中会转化成促炎症的Th17细胞。因此,研究人员开始开发具有特异性的Tregs,从而降低系统性免疫抑制的风险,使其更准确、高效并降低脱靶风险。

目前研究的特异性Tregs疗法主要包括TCR-Treg和CAR-Treg。而与TCR-Treg相比,CAR-Treg的主要优势在于不受HLA限制,通过共受体信号的要求( the requirement of co-receptor signaling)提高特异性,以及CARs的靶向灵活性(任何可溶性或表面多价抗原都可以作为靶标)

[2]

CAR-Treg主要机制

CAR-Treg能识别特定抗原,引起Tregs活化和增殖,然后,这些CAR-Tregs可以直接灭活APC,通过CLTA4 - CD80和MHCI - LAG3的相互作用发挥功效,从而防止捐赠者的抗原呈现给T细胞。此外,CAR-Treg可以通过产生抑制性细胞因子(TGF-β、IL-10和IL-35)直接抑制T细胞的激活。最后,激活的CAR-Treg可以通过释放颗粒酶和穿孔蛋白破坏细胞毒性T细胞来抑制排斥反应。

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CAR-Treg介导的免疫抑制[3]

CAR-Treg的构建

工程细胞表达CAR构建体通常是通过病毒载体完成的,如慢病毒和AAV载体等。此外还有无病毒系统如piggyBac转座子技术可整合CAR编码的DNA到目标基因组,CRISPR-Cas9技术可以在RNA指导下在特定位置插入DNA,进行基因编辑。其中,CRISPR工程化细胞比病毒转导的细胞具有更长的活性。

CAR-Tregs的创建通常有两种方式:一种是将Tregs分离出来,用CAR构建体进行转导,这种方式会被外周血中Tregs低水平限制,并且可能导致Treg表型的下调。

另一种方式是通过工程化改造CD4+或CD3+ Tconv,用CAR构建体和FoxP3 cDNA共同诱导产生Tregs。研究表明,在1型糖尿病动物模型中,用FOXP3转导胰岛特异性CD4+ Tconv后,这些细胞在胰腺淋巴结中被激活,并改善了糖尿病。这一方式解决了外周血中Tregs较少以及内源性Tregs中FOXP3表达缺失的问题。

[4]

CAR-Treg应用

目前,已有多种研究报道了CAR-Treg在不同疾病中的应用。

数据来源[4]

除上述研究,AZTherapies目前正在研究通过CAR-Treg方法来治疗几种神经退行性疾病。此外,SCM生命科学公司和TeraImmune正在开发使用无病毒基因传递系统的CAR-Treg治疗过敏性皮炎。

CAR-Treg的未来

目前,虽有很多针对CAR-Treg的研究,但其应用于临床仍然面临着比较多的困难,如如何提高体内持久性、如何消除CAR相关毒性及成本问题

自体CAR-T的主要问题就是治疗时间和成本问题。异体CAR-T一直以来被认为是可以解决这一问题的方法,它可以冷冻保存大批量细胞,进行快速治疗,但缺点是会引起GvHD或被宿主免疫系统清除。目前,主要办法是可以通过基因编辑敲除TCR解决GvHD,生成“现成”UCAR-Treg。

此外,抗血小板球蛋白(ATG)、环孢素、抗CD25和雷帕霉素等药物被用于移植受者时,会对Tregs的数量和功能产生影响。如ATG会减少Tregs的绝对数量,高剂量的ATG与异体造血干细胞移植中胸腺Treg的发展受损有关。

尽管如此,CAR-Treg的免疫抑制等独特性使其比CAR-T更具优势,许多公司也都纷纷开发抗原特异性Tregs疗法,目前以CAR-Treg疗法为主的大多研究仍处于临床前或早期临床阶段,可见对于特异性Tregs的开发应用还处于初期,但其独特的优势是毋庸置疑的,而合成生物学和基因编辑技术的发展,也将促进Tregs疗法的发展与应用。

参考:

  1. https://www.nature.com/articles/s41577-019-0232-6
  2. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2017.01117/full
  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809921005336#s0055
  4. https://www.researchgate.net/publication/358132480_CAR-T_Regulatory_CAR-Treg_Cells_Engineering_and_Applications
  5. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2020.01608/full#h8
  6. https://mp.weixin.qq.com/s/ZMWqdoxoFVFDaJF7Yi3GJQ

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