2022年7月6日

研究人员创建了单细胞框架，有可能增强CAR - t细胞治疗

圣犹大儿童研究医院

圣犹大儿童研究医院的科学家们已经证明，在某些情况下，可以在治疗前预测抗癌嵌合抗原受体(CAR) T细胞的长期表现。该研究提供了一个独特的基于细胞测序的框架来测量和提高CAR - t细胞免疫治疗性能。该报告于今天在网上发表癌症的发现．

CAR - T细胞通过控制病人的免疫系统来识别和杀死癌细胞。这种免疫疗法已被证明对儿童和成人白血病和淋巴瘤有效，但随着时间的推移，这种疗法有时会失败或停滞不前。

圣裘德大学的研究人员利用实验室的先进技术，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，当注入患有急性淋巴细胞白血病(ALL)的儿童体内时，这些细胞产生了大部分持久的抗癌活性。

科学家们创建的方法框架可以作为模板，通过提供这些免疫疗法的复杂性来改进其他CAR - t细胞疗法。

“这是一个令人惊讶的发现，”圣犹大免疫学系的共同通讯作者保罗·托马斯博士说。“看来，输液前产品中非常小的一部分，当然是少数CAR阳性T细胞，实际上有助于患者的抗肿瘤反应。”

在这项研究之前，研究人员假设用单一制剂产生的大多数CAR - T细胞是相似的，癌症清除活性代表这些制备细胞的平均活性。

“我们表明，在这种情况下，一小群细胞是癌症清除的驱动力，”圣犹大免疫学系的共同通讯作者Jeremy Chase Crawford博士说。“找到治疗驱动细胞的能力很重要，因为在未来，这种方法的改进版本可以用于识别和富集对患者有帮助的注入细胞，而不是没有帮助的细胞。”

潜在成功的标志

科学家们在预输注的CAR - T细胞中发现了一种独特的基因表达“特征”，它变成了效应T细胞，一种杀死癌细胞的免疫细胞。研究小组发现了三个编码t细胞表面表达蛋白的基因。携带特定表面蛋白质组合的细胞成为效应T细胞;其他CAR - T细胞功能紊乱。

通过表面标记对细胞进行分类的技术已经存在，可以用来丰富CAR - t细胞的制备，只包括注定会成为有效癌症杀手的细胞。研究人员澄清说细胞表面本研究中发现的标志物可能是CAR - T细胞、ALL和患者群体的独特组合。但是，研究人员开创的方法证明了其他CAR - t细胞疗法可以得到改进。

为了找到这种特征，研究人员在将CAR - T细胞注射给患者之前(预输注)在实验室收集了它们。调查人员后来收集了血液样本从病人身上，几周或几个月的研究。他们能够通过单细胞RNA测序来追踪注入的CAR - T细胞的命运。

“现在，”托马斯说，“几乎所有的CAR产品都是在批量水平上评估的。我们表明，你需要观察单细胞水平，以确定这些细胞的表型，这些细胞将成为患者的关键效应器。”

识别CAR - t细胞后代的条形码

研究人员的新方法将儿童癌症患者的t细胞“条形码”与单细胞基因表达测序相结合。这使得它们能够跟随t细胞谱系。从患者身上提取的每个原始t细胞谱系都有一种独特的蛋白质，称为t细胞受体(TCR)。在病人体内，活化的CAR - T细胞在遇到CAR - T细胞后会分裂和增殖癌症细胞．因此，来自具有相同TCR的患者的每个T细胞都来自相同的原始T细胞谱系，在输注之前在实验室中进行了修改。因此，TCR可以作为一个特定CAR - T细胞谱系的条形码。

科学家们对输注前细胞和治疗后患者样本中的TCRs进行了测序。通过机器学习，研究人员比较了来自单细胞测序的基因转录本，以观察细胞是否成为效应器。通过这种追踪，研究人员发现一小部分输注前细胞，特别是那些具有前效应器特征的细胞，成为效应器并在患者体内增殖。

由于圣犹大大学旨在整合的跨部门合作努力，这类研究成为可能临床试验以及基础免疫学研究，被称为转化免疫学和免疫治疗中心(CeTI2)。科学家从一项名为SJCAR19的临床试验中获得了样本，这是圣裘德大学第一个由研究者发起的CAR - t细胞治疗研究，由圣裘德骨髓移植和细胞治疗系的Aimee Talleur医学博士领导。