约翰霍普金斯医学院(Johns Hopkins Medicine)的科学家们利用实验室培养的人类细胞和基因工程小鼠细胞表示,他们有证据表明,修改免疫白细胞(CD8+ T细胞)中的一种特定蛋白质可以使这些细胞更强健,这可能为更好地利用人体自身免疫系统的T细胞对抗癌症打开了大门。
研究结果发表在10月3日的《JCI-Insight》杂志上。
卡斯和他的团队强调,迄今为止他们的实验还处于临床前阶段,在应用于人类治疗之前,还需要大量的进一步的实验室工作。
在目前的研究中,卡斯和他的团队专注于CD8+ T细胞,这种循环免疫系统的“士兵”负责识别和对抗感染和癌细胞。
一种叫做TSC2(结节硬化蛋白2)的蛋白质可以激活或阻断调节T细胞的分子途径。
总的来说,他们的实验表明,在TSC2基因中引入突变,就像一个分子“音量旋钮”,在T细胞积极应对病毒或癌症抗原等免疫挑战时,调节T细胞的调节途径。就像一个音量旋钮,直到音乐开始才有变化。然后声音更大。研究人员发现,当突变的T细胞只是休息,没有受到刺激攻击目标时,它们的行为与正常T细胞没有什么不同。它们只有在受到刺激时才会变得更加活跃。这种类型的控制对于T细胞来说是相对较新的。
卡斯说,这一发现提高了增强CAR-T疗法的可能性,CAR-T疗法是通过基因工程改造T细胞来更好地识别特定的癌症。如果这些T细胞也有TSC2基因的突变,那么T细胞可以通过繁殖来更活跃地对抗肿瘤,但也可以持续更长的时间,从而增强T细胞杀死癌症的有效性。
科学家们还发现,含有TSC2突变的T细胞可以在最初的免疫反应中大量扩增,但随后也可以长期存在,这与用于治疗的其他T细胞有很大不同。
与未突变的T细胞相比,TSC2突变的T细胞在酸性更强或含氧量更低的环境中,也能更好地繁殖和激活,以对抗感染和肿瘤。
“在测试了我们改良的T细胞后,我们发现它们能更好地阻止肿瘤生长,在肿瘤内增殖得更多,而且不容易衰竭,”卡斯说。“随着我们继续揭开免疫系统的复杂性,这种创新的方法有望彻底改变免疫治疗领域。”
近年来,市场上出现了数十种使用新药和抗体的免疫疗法,用于治疗癌症和其他疾病,但患者的反应率差异很大,总体而言,它们作为一个整体的最佳疗效仅在15%-20%的范围内。还有改进的余地,许多正在进行的努力正在进行中。新的结果可能最终有助于这些努力。
研究人员计划对肺癌、肝癌和结肠癌等实体肿瘤进行进一步研究,与白血病等血液肿瘤相比,T细胞疗法更难取得完全成功。
该研究的其他作者包括该研究的主要研究员Chirag Patel和Jonathan Powell,他们都曾就职于Bloomberg~Kimmel免疫治疗研究所,现在就职于Calico Life Sciences LLC;Bloomberg~Kimmel免疫治疗研究所董毅,王晓旭,温嘉宇;约翰霍普金斯大学医学院心脏病学部的Navid Koleini、Brittany Dunkerly-Eyring和Mark Ranek;以及CRISPR治疗公司的劳拉·巴特尔、丹尼尔·亨德森和杰森·萨格特。
Patel, Dunkerly-Eyring, Ranek, Kass和Powell已经申请了使用丝氨酸1364和丝氨酸1365(人类)的TSC2突变来治疗疾病的专利。
这项研究得到了美国国立卫生研究院和彭博Kimmel癌症免疫治疗研究所的支持。