癌症是人类健康最大的杀手,同时也是致死率最高的恶性疾病之一。再加之目前临床医学缺乏有效的治疗手段,这也使得癌症治疗之路充满了坎坷。不过,随着基因医疗技术的发展,科学家们发现CAR-T细胞在癌症治疗领域,具有十分强悍的“本领”。
再生医学网获悉,近日,在一项新的研究中,澳大利亚研究人员通过使用小鼠和人类CAR-T细胞,发现利用临床相关的CRISPR/Cas9策略靶向A2AR,可显著提高这些细胞的体内疗效,从而改善小鼠的生存。相关研究结果于2021年5月28日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“CRISPR/Cas9 mediated deletion of the adenosine A2A receptor enhances CAR T cell efficacy”。
这些作者发现利用CRISPR/Cas9敲除A2AR基因,CAR-T细胞在对抗乳腺癌方面明显更有效。虽然到目前为止,这项研究只在小鼠模型中使用小鼠和人类CAR-T细胞,但是他们相信它有可能进展到临床试验。
这项研究的一个关键观察结果是,虽然利用药物拮抗A2AR导致CAR-T细胞功能增强,但当CAR-T细胞产生于A2AR受体功能完全丧失的A2AR-/-供体小鼠时,它们的效果更为显著。这导致了一个假设,即设计一种基因编辑策略来沉默A2AR信号(而不是由药物拮抗剂介导的部分和/或临时抑制)在CAR-T细胞治疗中是有利的。因此,他们试图研究使用CRISPR/Cas9或shRNA介导的A2AR靶向治疗是否能增强CAR-T细胞的功能。这些技术很适合与CAR-T细胞生产相结合,因为基因编辑程序可以与CAR转导平行引入。特别地,CRISPR/Cas9介导的PD-1、TGFβ受体II或磷酸酶PTPN2缺失之前已被证实可以增强CAR-T细胞功能,促进T细胞增殖和增加促炎性细胞因子的产生。
在这项新的研究中,这些作者发现,在CAR刺激后,通过shRNA敲降A2AR可以促进小鼠CAR-T细胞的效应功能,并增强CAR-T细胞在体内的效应功能,但这也与持久性降低有关。相反,在小鼠和人类衍生的CAR-T细胞中,CRISPR/Cas9介导的A2AR缺失可以破坏腺苷的免疫抑制作用并增强效应功能,同时对CAR-T细胞的记忆表型或持久性没有有害影响。此外,由经过基因编辑的人类CAR-T细胞诱发的体内抗肿瘤功效的增强与肝脏毒性的酶学读数和组织切片分析所定义的毒性无关。
这些结果表明,与shRNA介导的A2AR敲降或与A2AR药物拮抗剂相结合相比,使用CRISPR/Cas9诱导A2AR的完全敲除是一种增强CAR-T细胞功能的卓越治疗方法。鉴于经过CRISPR/Cas9基因编辑的CAR-T细胞正在用于临床试验,这种方法很容易转化为临床应用。此外,通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑靶向A2AR适用于CAR-T细胞治疗包括乳腺癌、卵巢癌、肺癌、急性髓系白血病、多发性骨髓瘤和非霍奇金淋巴瘤在内的多种肿瘤类型,在这些肿瘤类型中,人们已发现腺苷信号可抑制抗肿瘤免疫反应。
综上所述,这些作者发现由CRISPR/Cas9介导的A2AR基因缺失所引起的效果优于短发夹RNA(shRNA)介导的A2AR基因敲降或药物阻断A2AR。从机制上讲,经过A2AR基因编辑的人类CAR-T细胞对腺苷介导的转录变化有明显的抵抗力,导致包括IFNγ和TNF在内的细胞因子产生增强,JAK-STAT信号通路相关基因的表达增加。A2AR缺乏的CAR-T细胞耐受性良好,不会诱发小鼠出现明显病症,这支持使用CRISPR/Cas9靶向A2AR来改善临床上的CAR-T细胞功能。
近年来,随着再生医学的兴起与发展,也带动了基因疗法的发展。对此,
再生医学网认为,基因疗法作为近些年来最热门的新兴医疗技术,被无数人寄予了厚望。特别是随着该项研究成果的成功问世,更是证明了CAR-T细胞疗法在癌症治疗领域拥有巨大的发展潜力。