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四川大学华西医院赵旭东团队:NKG2D CAR-T细胞特异性杀伤肝癌细胞

四川大学华西医院赵旭东团队于2019年11月在Cancer Immunology Research(影响因子8.619)发表文章“Eradication of Hepatocellular Carcinoma by NKG2D-Specific CAR-T Cells”(长按下方二维码即可阅读全文)。




。。。。据国家癌症中心发布的2015年我国恶性肿瘤数据显示,肝癌新发病例37万,位居恶性肿瘤第四位,死亡病例32.6万,位居恶性肿瘤第二位。目前常规治疗手段对治愈晚期肝癌患者并不显著,因此急需其它更有效的治疗方式。嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)是一种新型的免疫疗法,目前在血液恶性肿瘤中取得了巨大成功,有望拓展至实体瘤研究领域。但实体瘤由于存在肿瘤异质性、缺少肿瘤特异性抗原、免疫抑制微环境等问题限制了CAR-T的应用。。。。。。四川大学华西医院赵旭东团队于2019年11月在Cancer Immunology Research(影响因子8.619)发表文章“Eradication of Hepatocellular Carcinoma by NKG2D-Specific CAR-T Cells”(长按下方二维码即可阅读全文)。。。。。


NKG2D是一类表达于NK细胞、CD8+T细胞、部分CD4+T细胞、γδ T细胞等的一类分子。它的配体主要有MICA、MICB、ULBP1-6等,且一般在正常细胞不表达而在肿瘤细胞中高表达。通过分析TCGA数据库发现:大部分NKG2DLs在肝癌样本中高表达,且我们在人肝癌样本芯片(图1)及人肝癌细胞系(SMMC-7721及MHCC97H)中检测到MICA和ULBP2的高表达,这提示NKG2DLs可作为肝癌的靶点。因此我们构建了NKG2D-BBz CAR并制备CAR-T细胞,发现NKG2D-BBz CAR-T对肝癌细胞系的杀伤依赖于NKG2DL的表达(图2)。   


图1 NKG2D配体MICA(A)及ULBP2(B)在肝癌样本中的表达 


图2 NKG2D-BBz CART杀伤依赖于NKG2DL表达 


除此之外,我们将SMMC-7721-luciferase细胞注射到NDG小鼠皮下,一周后尾静脉回输CART细胞。体内实验结果表明:NKG2D-BBz CART能显著抑制SMMC-7721裸鼠移植瘤的发生发展(图3)。我们将瘤体组织做免疫组化染色发现:与对照组相比,NKG2D-BBz CART细胞在肿瘤内部存在大量聚集并裂解肿瘤细胞。


图3 NKG2D-BBz CAR-T 抑制肝癌的发生 


综上所述,体内、体外实验均证实了NKG2D-BBz CART细胞能特异性杀伤NKG2DL阳性的肝癌细胞。Celyad的NKG2D-CART临床I期证据表明NKG2D-CART在7例急性髓系白血病和5例多发性骨髓瘤病人中没有产生毒性及副作用。因此,NKG2D-CART有望发展成临床治疗NKG2DL阳性肝癌的有效方式之一。


专家点评


王玮教授:我国每年新增肝癌病例数和死亡病例数,均占全球新增病例数和死亡病例数的一半以上,防治形势十分严峻。目前晚期肝癌患者通常只能选择化疗药物例如索菲替尼和瑞格非尼进行保守治疗,而且仅仅只增加2-3个月的生存期。因此迫切需要开发新颖的、更有效的治疗晚期肝癌的方法。近年来,以CD19为靶点的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor modified T,CAR-T)在治疗血液系统肿瘤中取得了显著的疗效,以GPC3等为靶点的CAR-T细胞治疗产品在治疗肝癌等实体肿瘤过程中也显示了较好的临床应用前景。本论文作者以NKG2D胞外域为识别域,41-BB和CD3ζ为共刺激信号构建的嵌合抗原受体T细胞,对NKG2D 配体表达阳性的肝癌细胞株在体内和体外均具有极强的杀伤作用,且抗肿瘤效果与NKG2D 配体表达呈正相关。重要的是,本论文的研究者成功地完成了病人来源的T细胞的CAR-T细胞制备,为该CAR-T细胞的临床应用奠定了技术基础。


目前已经有多个靶点被用作肝癌的CAR-T治疗,例如GPC-3、 MUC-1 、CEA等,但是效果并不理想。肝癌作为实体瘤,其严重的异质性和强大的免疫抑制微环境被认为是限制CAR-T应用的主要原因。基于NKG2D构建的CAR-T细胞,能够识别多种NKG2D配体,可在一定程度上克服实体瘤的异质性;其次,该CAR-T细胞被证实对肿瘤微环境中的免疫抑制细胞和新生血管细胞也有杀伤作用,让我们不免对它的临床治疗效果又多了几分期待。当然,目前CAR-T治疗肝癌的应用还处于探索阶段,对于CAR-T的有效性和安全性还需要更多的研究;特别是对于可溶性NKG2DL、肿瘤细胞的NKG2D 逃逸等对NKG2D CAR-T的治疗效果的影响也应给予更多的关注。


王玮,博士,副研究员, Plos one杂志编委。现任职于四川大学生物治疗国家重点实验室/生物治疗协同创新中心/国家综合新药研发大平台, 基因免疫细胞治疗室主任。王玮多年来从事肿瘤和自身免疫性疾病等的基因及免疫细胞治疗,主要致力于通过基因工程手段,将病人自体免疫细胞进行定向修饰从而赋予免疫细胞靶向治疗潜能,工作的重点是利用嵌合型抗原受体(CAR)对T细胞进行修饰并实现其临床应用。目前带领的研发团队已经建立了完整的规模化CAR-T细胞临床制备平台,开展了靶向EpCAM、HER2、CD22、Mesothelin、CD24等多种实体肿瘤的CART细胞基础研究和临床转化研究,其中,CD19 CAR-T、EpCAM CAR-T等已经开展了临床试验研究并显示较好的安全性和明确的抗肿瘤活性。同时多项CAR-T研究成果已经转让给百年聚集团、银河生物集团等制药企业,共同推进CAR-T药物的研发,其中转让给银河生物集团的CAR-T品种已经从国家药监局获得了新药临床试验研究申请(IND)批件;同时,已经创立了Cygenpeutics、CarEne等研发企业,致力于推进CAR-T细胞治疗及相关产品的产业化。相关工作已经在肿瘤的靶向治疗等领域已经以第一作者/通讯作者等发表SCI论文30余篇,申请发明专利5项,作为项目负责人承担了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家高技术发展项目(863计划)、四川省科技基金等项目。


专家点评


王春晖教授:据2018年发布的《中国肝癌大数据报告》显示:原发性肝癌全球每年新发病例85.4万,中国46.4万,约占全球的55%。早期确诊的肝癌患者经过有效治疗,5年的生存率超过50%。在我国肝癌患者早期诊断率低,很多患者一经确诊就已经处于中晚期,错过了治疗黄金期。免疫疗法被认为是最有前景的肿瘤治疗手段之一。CAR-T疗法已经成功应用于临床非实体瘤的治疗,但实体瘤由于存在异质性、免疫抑制微环境等限制了其应用。目前已有GPC3、AFP、MUC1、CEA等靶点的CART在肝癌临床前研究中的报道,均尚未完成临床试验。


近期,赵旭东研究员团队以NKG2D配体(NKG2DLs)为靶点,创新性探讨了NKG2D-CART在肝癌中的潜在价值。该研究具有以下亮点:1)通过TCGA数据库与人肝癌样本中发现NKG2DLs高表达,而人正常组织中NKG2DLs低表达。这指示NKG2DL可作为治疗肝癌的潜在靶点。2)研究人员制备的NKG2D-BBz CART细胞能显著杀伤NKG2DLs高表达的肝癌细胞系并抑制肿瘤生长。3)肝癌患者自身免疫细胞活性较低,用患者自身T细胞制备CAR-T细胞时会影响其活性。为此,研究人员分离并制备了肝癌患者来源的NKG2D-BBz CART细胞,实验结果表明,上述病人来源的NKG2D-BBz CAR-T细胞也能显著杀伤肝癌细胞并抑制肿瘤生长。


综上所述,论文系统地研究了NKG2D-BBz CART对肝癌的抑制效果,如果通过临床试验证明其安全性,有望发展为临床上治疗NKG2DL阳性肝癌的新手段。


王春晖,博士、四川大学华西医院消化内科教授、博士生导师。四川省有突出贡献的优秀专家,四川省卫健委学术和技术带头人,中国医师协会消化医师分会常务委员,四川省医师协会消化医师分会第三届会长,中国医师协会介入医师分会委员,四川省医学会消化内镜专委会副主任委员,四川省抗癌协会肿瘤内镜专委会副主任委员。长期从事消化系统疾病基础及临床研究,主持国家自然科学基金面上项目2项,省部级课3项。在Am J Physiol Cell Am J Physiol GI 等传统学术期刊发表SCI论文20余篇。先后获得四川省科技进步一等奖及二等奖各1项。


作者投稿心得


Cancer Immunology Research由美国癌症协会(AACR)于2013年主办,主要刊登肿瘤免疫领域的原创性成果,五年影响因子9.7。我们根据实验数据及分析肿瘤免疫领域的主流期刊就确定投稿此杂志。在投稿两个月后收到修改通知:要求在3个月内完成3个体外实验以及1个动物实验。在每位团队成员的共同努力下,终于我们按时修回文章并于一个月后收到接收通知。


总体来说,首先对自己实验数据的认识及能发表杂志的定位至关重要。其次团队协作非常重要,我们团队每个成员都具有丰富的从事肿瘤相关领域的经验,在此基础上每个人又有自己擅长的实验技能。团队协作能力强,才能在最短的时间内完成各项试验。再者,针对每个审稿专家提的意见和建议,我们逐条认真回复。


通信作者


赵旭东,肿瘤动物模型创制及应用研究室主任、研究员、博士生导师;云南省免疫学会理事长,云南省实验动物学会副理事长,中国细胞生物学青年工作委员会会员。2005-2011年在哥伦比亚大学从事博士后研究,2011-2018年在中国科学院昆明动物研究所工作,任学科组长和灵长类中心主任。2012年入选中组部青年千人计划、云南省高端科技人才计划,2016年获国家特聘专家称号、2018年度国务院政府特殊津贴等荣誉。先后承担和完成国家级、部省级科研项目10余项,已在Nat Cell BiolNat CommunDev CellCancer ResCancer Immunol Res等刊物发表论文30余篇,获授权发明专利 2 项。

Email:zhaoxudong@wchscu.cn


第一作者介绍


第一作者为孙彬、杨东、代红久


团队简介

本课题组以华西医院/生物治疗国家重点实验室平台为依托,主要致力于小鼠及非人灵长类新型肿瘤模型的建立;并以其为研究对象开展肿瘤早期诊断、抗肿瘤和衰老药物发现以及肿瘤免疫治疗等研究。目前实验室研究团队包括1名研究员、3名助理研究员、1名博士后等11位成员。



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本文编辑:汪文静

本文排版:陈红梅 张洪雪

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