CAR-T细胞疗法是干细胞技术的重要延伸应用,能够有效治疗血癌等恶性疾病,在临床医学上具有很高的推广应用价值。但与此同时,CAR-T细胞疗法仍存在一定的弊端,需要科学家们不断对其进行完善,方能真正释放其威力。
再生医学网获悉,近日,来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员通过实验发现,通过一个独特的基于细胞测序的框架能够衡量和改善CAR-T细胞免疫疗法的性能。相关研究成果发表在Cancer Discovery期刊上。
这些作者利用实验室中的先进技术,在准备用于治疗的全部CAR-T细胞中,发现了一小部分CAR-T细胞在输注给急性淋巴细胞白血病(ALL)患儿时产生了大部分持久的抗癌活性。他们创建的这种方法框架可作为改进其他CAR-T细胞疗法的模板,为驾驭这些免疫疗法的复杂性提供指导。
潜在成功的标签
这些作者在输注前的在体内将变成效应T细胞的CAR-T细胞中发现了一种独特的基因表达“标签(signature)”,其中效应T细胞是杀死癌细胞的免疫细胞类型。他们在这一标签中发现了三个基因,它们编码在T细胞表面上表达的蛋白。携带特定表面蛋白组合的CAR-T细胞变成效应T细胞;其他CAR-T细胞变得功能失调。
这种按表面标志物对细胞进行分类的技术是存在的,可能用来富集CAR-T细胞制剂,以便仅纳入注定要变成效应T细胞的CAR-T细胞。这些作者指出,这项新的研究中发现的细胞表面标志物可能是CAR-T细胞、ALL和患者群体这一组合所特有的。但是,他们开创的方法可以作为其他CAR-T细胞疗法如何改进的原理证明。
为了找到这种基因表达标签,这些作者在实验室里收集了CAR-T细胞,然后再给患者输注它们。他们后来在这项新研究的几周和几个月后收集了这些患者的血液样本。他们能够使用单细胞RNA测序法追踪输注的CAR-T细胞的命运。
识别CAR-T细胞后代的条形码
这项作者的新方法将T细胞“条形码”与儿科癌症患者的单细胞基因表达测序相结合。这使他们能够跟踪T细胞谱系。从患者身上提取的每个原始T细胞谱系都有独特的蛋白,即
T细胞受体(TCR)。在患者身上,遭受激活的CAR-T细胞在遇到癌细胞后会进行分裂和增殖。因此,来自患者的每一个具有相同TCR的T细胞都是同一原始的在输注到患者体内前在实验室接受基因修饰的T细胞谱系的后代。因此,TCR可以作为CAR-T细胞特定谱系的条形码。
这些作者对输注前的CAR-T细胞和治疗后的患者样本中的TCR进行了测序。利用机器学习,他们比较了通过单细胞测序获得的基因转录本,以了解CAR-T细胞是否变成效应T细胞。从这种追踪中,他们发现,一小部分输注前的CAR-T细胞,特别是那些具有前效应标签的CAR-T细胞,会变成效应T细胞并在患者体内增殖。
随着再生医学的问世,特别是
干细胞技术的出现,彻底颠覆了人们对医学治疗手段的认知。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,将有效完善CAR-T细胞疗法,从而让该疗法能够在临床医学上得到了广泛应用,同时也能够让更多的患者从中受惠。