《科学》双重磅：CAR-T重大升级，可实现对实体瘤的精准强力打击！

*仅供医学专业人士阅读参考
CAR-T细胞免疫疗法在实体瘤的疗效远不及血液肿瘤，重要原因是实体瘤的免疫抑制微环境可阻止T细胞的浸润、活化、扩增。肿瘤微环境中免疫抑制主要包括两种作用机制：T细胞受体（TCR）信号通路的失活和炎症因子的消耗[1-2] 。
虽然全身应用大剂量细胞因子，如白介素-2（IL-2），可以显著增强T细胞抗肿瘤活性，但这也会引起严重且常见的毒性反应——毛细血管渗漏综合征，最终导致多器官功能失调[3] 。
因此，如何局部、直接递送细胞因子到肿瘤微环境，从而避免全身细胞因子毒性，是研究人员面临的难题。
近日，由加州大学旧金山分校细胞设计研究所的WendellA.Lim教授领衔的研究团队，成功解决了这一难题[4] 。
他们在CAR-T细胞上安装了肿瘤抗原特异性激活的Notch受体（synNotch），该受体激活后，可使CAR-T细胞合成并自分泌细胞因子IL-2 ，从而形成靶向肿瘤的IL-2局部递送环路，有效地克服了肿瘤微环境的免疫抑制， CAR-T细胞得以浸润、活化、扩增，并清除实体肿瘤，同时最小化IL-2的全身毒性。这项重要研究成果发表在著名期刊《科学》杂志上[4] 。

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基于课题组既往的研究成果[5-6] ， WendellA.Lim团队首先设计了一个胞外段靶向结合肿瘤特异性抗原。
随后引起胞内段酶切入核转录合成IL-2的synNotch受体，这个通用型的synNotch受体可根据需要改变胞外段识别的抗原信号和胞内段转录的目标基因，命名原则为anti-sensorsynNotch→targetgene ，如anti-CD19synNotch→sIL-2（亲和力更强的超级IL-2）。

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synNotch受体的原理
既往的CAR或TCR-T细胞疗法在结合肿瘤抗原并激活后，才能合成IL-2等细胞因子，但免疫抑制性肿瘤微环境限制了CAR或TCR的激活。 synNotch受体使工程化的T细胞以CAR或TCR非依赖方式，绕开了这一主要的肿瘤免疫抑制机制。
同时，免疫抑制性肿瘤微环境还具有IL-2合成不足和过度消耗的特点，如调节性T细胞、原始T细胞竞争性消耗IL-2 。因此， synNotch受体激活后合成的IL-2有效地提升了肿瘤内IL-2浓度，克服了另一主要的肿瘤免疫抑制机制。
体外试验表明，在相应抗原信号存在的情况下， synNotch受体有效合成sIL-2 ，并自分泌促进无CAR或TCR活性的工程化T细胞的增殖，或旁分泌促进共培养的非工程化的T细胞或NK细胞的增殖。
synNotch受体的体外活性
免疫缺陷型小鼠的体内试验表明，含有synNotch受体的工程化T细胞仅靶向作用于表达相应抗原信号的肿瘤，产生synNotch活化、T细胞扩增，而无脱靶效应。
当同时在工程化T细胞上安装有活性的TCR受体（自分泌IL-2）、或同时注射有TCR活性的T细胞（旁分泌IL-2）， synNotch受体的增殖信号与TCR受体的活化信号共同打开肿瘤杀伤的门控开关。

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免疫缺陷型小鼠内， synNotch受体的体内活性和与TCR受体组成的肿瘤杀伤门控开关（ANDgate）
但是，免疫正常的小鼠体内存在多种抑制IL-2生成和增加IL-2消耗的因素，这可能是CAR-T细胞免疫治疗临床试验难以复现体外实验、免疫缺陷小鼠等临床前研究的抗肿瘤活性的重要原因[7] 。
的确，这一CAR-T技术在免疫正常的小鼠上的表现与免疫缺陷型小鼠不完全相同。研究团队选取了免疫抑制性的小鼠胰腺导管腺癌模型，该模型表达Mesothelin肿瘤抗原，并被导入人CD19抗原，也就是synNotch识别的抗原。