撰文 | 小飞飞
责编 | 兮
嵌合抗原受体（Chimeric antigen receptor，CAR）T细胞疗法对血液系统的恶性肿瘤有不错的疗效，但是CAR T细胞在实体肿瘤中的应用有限，一方面是实体肿瘤中缺乏肿瘤特异性的靶标，另一方面CAR-T细胞难以持续性的存在【1】。寻找肿瘤特异性的分子靶标和提高CAR T细胞在体内的存活和扩增，将提高CAR T疗法在实体肿瘤中的应用。
近日，来自德国Biopharmaceutical New Technologies (BioNTech)Corporation公司Ugur Sahin团队在Science上发表题为An RNA vaccine drives expansion and efficacy of claudin-CAR-T cells against solid tumors的文章，发现CLDN6可以作为实体瘤中的一个CAR靶标，同时利用一个纳米颗粒运载的RNA载体疫苗，可以刺激回输CAR T细胞扩增，提高CAR T对实体瘤的疗效。
研究团队从他们最近报道的claudin (CLDN) 6，一个和紧密连接形成相关的四跨膜蛋白入手【2】，分析其在正常组织和肿瘤中的表达量，来判断其是否可以作为实体瘤CAR T的靶标。在小鼠中，通过免疫组化染色发现，CLDN6在胎鼠器官中广泛表达，但在在成年鼠大多数器官中表达降低。在人组织中，CLDN6转录本可以在胎儿组织中高表达，而在50多种成人非恶性组织样本中，CLDN6通过定量RT-PCR并未检测到，但在多种不同的人实体瘤中如睾丸，卵巢，子宫以及肺恶性肿瘤中，CLDN6都有较高的转录水平，免疫组化染色也证明了CLDN6在人恶性实体瘤中的特异性高表达。这些数据表明，CLDN6可以作为实体瘤CAR T治疗靶标。之后研究团队设计了包含4-1BB共刺激结构域的第二代CLDN6-CAR，结构如图1。研究人员首先在体外评估CLDN6-CAR T细胞的能力，CLDN6-CAR T能够有效识别并裂解转染了CLDN6 RNA的CLDN6neg人COLO699N肺腺癌细胞。和CLDN6pos肿瘤细胞系共培养之后，CLDN6-CAR T细胞分泌IFNγ升高，并上调T细胞活化分子。在NSG免疫缺陷小鼠中构建OV90肿瘤模型，和对照处理相比，CLDN6-CAR T细胞处理能使肿瘤在2周内消退。
图1 CLDN6-CAR结构示意图
CAR T细胞回输之后，能否在体内持续长期存在对于其临床效应的发挥有重要作用。在血液系统恶性肿瘤中，CAR T细胞能直接识别正常或者恶性B细胞上的抗原，它们可作为抗原提呈细胞为CAR T细胞提供强的增殖信号并促进CAR T细胞的存活【3】。然而，在实体瘤中，由于CAR T细胞很难到达实体瘤内部，且即使CAR T细胞识别到肿瘤细胞，但在肿瘤免疫抑制性的微环境中缺乏有效的增殖信号，所以实体瘤中CAR T细胞通常衰减很快【4】。因此，研究团队假设将CAR 靶标表达在淋巴组织中的专职提呈细胞中，将会在以适度激活的免疫环境中为相对应CAR T细胞提供增殖活化信号。研究团队从脂质体运载的RNA疫苗（liposomal antigen-encoding RNA，RNA-LPX)入手，来验证这种策略能否被应用于增强CAR T细胞的扩增（CAR-T cell Amplifying RNA Vaccine，CARVac）。体外实验表明编码CLDN6的 RNA-LPX（CLDN6-LPX）能被树突状细胞摄取在树突状细胞表面表达，诱导CLDN6 CAR-T细胞分泌细胞因子和增殖。体内尾静脉注射CLDN6 LPX，可以在脾脏树突状细胞和巨噬细胞表面而不是淋巴细胞表面检测到CLDN6的表达，也可以促进CLDN6-CAR-T细胞的增殖。
随后研究人员通过系列的体内实验证明，低剂量的CLDN6-LPX也可以有效地诱导CLDN6-CAR-T的大量扩增，且扩增的CLDN6-CAR-T细胞是具有完整功能的，具有较强的细胞因子分泌能力和细胞杀伤能力。最后，通过在小鼠中构建小鼠或者人肿瘤模型，研究人员发现CARVac都能有效的增强CAR T细胞对实体瘤的治疗效果，且CARVac可以减少CAR T细胞治疗的剂量，在减少毒性的同时维持CAR T细胞的存活，延长治疗起效时间（图2）。
图2 CARVac可以有效增强CAR T治疗的疗效
总之，本研究证明CLDN6作为一个癌症细胞表面的抗原，可以作为实体瘤CAR T细胞治疗的靶点，同时CARVac RNA疫苗可以有效地改善CAR T细胞的在实体瘤中的抗肿瘤效应。
原文链接：https://science.sciencemag.org/content/early/2019/12/30/science.aay5967
参考文献
1. Scarfò, I. and M.V. Maus, Current approaches to increase CAR T cell potency in solid tumors: targeting the tumor microenvironment. Journal for immunotherapy of cancer, 2017. 5: p. 28-28.
2. Turksen, K. and T.C. Troy, Claudin-6: a novel tight junction molecule is developmentally regulated in mouse embryonic epithelium. Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists, 2001. 222(2): p. 292-300.
3. Porter, D.L., et al., Chimeric antigen receptor T cells persist and induce sustained remissions in relapsed refractory chronic lymphocytic leukemia. Science translational medicine, 2015. 7(303): p. 303ra139-303ra139.
4. O'Rourke, D.M., et al., A single dose of peripherally infused EGFRvIII-directed CAR T cells mediates antigen loss and induces adaptive resistance in patients with recurrent glioblastoma. Science translational medicine, 2017. 9(399): p. eaaa0984.
