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7月30日,深圳细胞谷宣布其联合北大深研院近期发表了双特异性CAR-T高水平文章,深圳细胞谷研发部部长赵丽君博士以第一作者、北京大学深圳研究生院曹宇教授为通讯作者,在国际知名期刊Protein & Cell(SCI一区期刊,影响因子13.6)上发表论文“A novel loop-structure-based bispecific CAR that targets CD19 and CD22 with enhanced therapeutic efficacy against B-cell malignances”。
嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞疗法在治疗B细胞恶性肿瘤领域已取得显著成效,但部分患者仍面临复发问题。为解决抗原逃逸及抗原表达的异质性,研究者们设计了多种形式的识别双重或多种抗原的CAR构建体以降低复发率,然而近年来报道的几乎所有CD19/CD22双特异性CAR都存在CD22靶向不足的问题,这是由CD19抗体和CD22抗体的空间构型引起的。
大多数报道的CD19/CD22 CAR-T细胞在CD19刺激下保持强烈的反应,但在CD22介导的活性下表现出较低的效力。考虑到scFv聚集引起的潜在tonic信号,我们提出了一种新的CD19/CD22双特异性结构(CD19/CD22 LoopCAR-1),用CD22纳米抗体取代CD22 scFv。与已经上临床的LoopCAR-4或其他环状结构CD19/CD22 CAR相比,CD19/CD22 LoopCAR-1表现出更好的CD22重定向活性,这表明LoopCAR-1可能提供了几何上最优的免疫突触(IS),并展现出有效的双重特异性和突出的抗白血病活性。这种新颖的结构设计为使用带有纳米抗体和scFv进行环状结构设计提供了独特的思路,并可能将CAR-T细胞治疗的范围扩展到实体肿瘤,以及癌症以外的适应症。
首先,研究人员分别采用了G4S Linker、Long Hinge Lama Linker和β-Stranded Loop Linker构建了三种不同形式的CD19/CD22 CAR,分别命名为TanCAR-1、TanCAR-2和LoopCAR-1。经验证,LoopCAR-1不仅显著增强CAR-T对B-ALL患者细胞的杀伤活性,也显著提高了细胞因子释放水平并促进细胞增殖。这些结果表明,环状结构可能是双特异性CD19/CD22 CAR的最佳设计。
基于此环状结构,研究人员通过替换Linker和CD22纳米抗体,进一步设计了CD19/CD22环状CAR结构。
在四种结构中,LoopCAR-1和LoopCAR-2对Nalm6和Nalm6 KO19细胞的影响尤为显著。经过两轮靶细胞刺激后,所有结构的CAR-T都表现出相当的细胞毒性,而LoopCAR-1比其他双特异性CARs具有更持久的细胞杀伤活性。此外,我们观察到LoopCAR-1再刺激后效应T细胞群增加,但耗尽标志物的表达减少,这表明LoopCAR-1对CD19抗原丢失的靶细胞具有持续的抗肿瘤活性。以上结果显示了抗体和Linker的选择在CAR结构设计中的关键作用,LoopCAR-1是最佳的CD19/CD22双特异性CAR结构。
为了评估其体内的抗肿瘤效果,研究人员使用Nalm6细胞(CD19+CD22+)构建异种移植小鼠白血病模型测试各CAR-T细胞的疗效。结果显示,接受LoopCAR-1处理的小鼠体重未下降,且存活时间显著延长。此外,这些小鼠的血清细胞因子水平高于接受CD19 CAR、CD22 CAR或单靶点CAR-T联合治疗组。这些结果表明,LoopCAR-1在体内对CD19+CD22+肿瘤具有强效杀伤作用。
而后,研究人员进一步评估了LoopCAR-1在CD19或CD22敲除的免疫逃逸模型(1:1比例)和拟临床复发模型(1:1:1比例)中的表现,结果显示LoopCAR-1能显著抑制肿瘤生长,延缓疾病进展,延长生存期,提高血清细胞因子水平,且未引起体重下降。然而,与LoopCAR-1相比,LoopCAR-4和单靶点CAR-T细胞联合治疗组在减少肿瘤负荷方面表现不佳。这强调了LoopCAR-1结构的优越性。综上所述,针对白血病,LoopCAR-1结构的双靶点CAR-T发挥了最佳疗效,防止了免疫逃逸和与单特异性治疗相关的肿瘤复发。
最后,研究人员评估了CAR-T细胞治疗对临床相关的B-ALL PDX模型的疗效。结果展示,尽管使用环状CAR或单靶点CAR联合治疗的小鼠均无法完全根除原代B-ALL细胞,但与其他CAR-T细胞疗法相比,LoopCAR-1治疗组在后期仍具有较强的抗白血病活性、更高的总存活率和更多的Th1细胞因子的产生。此外,复发后白血病细胞保持了CD19和CD22的表达,排除了CAR应激介导的抗原丢失。这些结果表明,LoopCAR-1对B-ALL PDX模型具有稳定的治疗效果,揭示其是一种很有前途的临床治疗候选药物。
综上所述,本研究开发了一种新型双特异性CD19/CD22 LoopCAR-T,相较于其他环状CD19/CD22 CAR,该结构在增强CD22重定向信号传导方面展现出显著优势。通过与已进入临床的CAR-T细胞或单靶点CAR-T细胞联合治疗组的对比,强调了双特异性CAR-T细胞结构设计和优化的重要性。对于表达CD19及或CD22的B-ALL或淋巴瘤患者,LoopCAR-1展现出了更持久的临床治疗价值。目前该新型双特异性CD19/CD22 LoopCAR-T已由深圳细胞谷制备并应用于临床,已在华中科技大学协和深圳医院(南山医院)进行4例B细胞恶性肿瘤患者的临床治疗,效果显著。
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