結(jié)節(jié)性硬化綜合癥（TSC）是一種常染色體顯性的多系統(tǒng)遺傳疾病，其特點是在皮膚、大腦和腎臟等身體各部位生長良性腫瘤。這種情況還造成了健康問題，影響到全世界150多萬兒童和成年人。
 

TSC是由TSC1或TSC2基因的生物等位基因突變引起的，這些突變是腫瘤抑制因子的代號。這些突變往往導(dǎo)致形成重要器官中的良性腫瘤，從而激活mTORC1途徑并控制細(xì)胞的生長和代謝。
 

鑒于良性腫瘤可以依賴神經(jīng)節(jié)苷脂D3（GD3）來激活mTORC1通路，這是一種在正常大腦發(fā)育和惡性腫瘤中表達(dá)的膜糖磷脂，研究人員在最近發(fā)表在JCI Insight上的一項研究中比較了TSC患者和對照組組織中GD3的表達(dá)。也對GD3過度表達(dá)的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行了臨床前研究，原因是GD3過度表達(dá)并不伴隨著對目標(biāo)分子的明顯自然免疫反應(yīng)。
 

多功能水平揭示了負(fù)責(zé)抗腫瘤反應(yīng)的細(xì)胞毒性亞群

研究小組想利用“超級細(xì)胞GD3 CAR-T”來治療TSC患者，先在自發(fā)性腫瘤的Tsc2+/-雜合體老化小鼠模型以GD3 CAR-T及未轉(zhuǎn)染的T細(xì)胞進(jìn)行實驗，并評估了結(jié)果。在GD3 CAR-T治療的小鼠中，大多數(shù)小鼠產(chǎn)生了腫瘤。在未經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)的T細(xì)胞治療的小鼠中，所有的小鼠都帶有腫瘤。
 

該小組使用IsoPlexis的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組功能性分析技術(shù)，在單細(xì)胞水平上分析細(xì)胞因子的表達(dá)譜，揭示了CD4+ GD3 CAR-T細(xì)胞和CD8+ GD3 CAR-T細(xì)胞具有不同的細(xì)胞因子分泌譜，它們可能是有協(xié)同作用在體內(nèi)產(chǎn)生抗腫瘤反應(yīng)（圖1）。
 

圖1

▲圖1：作者利用磁珠分選未轉(zhuǎn)化和CD3 CAR-T 的CD4及CD8細(xì)胞，與表達(dá)GD3的HEK293細(xì)胞共培養(yǎng)20小時（效靶比2：1）再利用IsoLight儀器及IsoSpeak軟件進(jìn)行單細(xì)胞水平全自動分析每個細(xì)胞的因子分泌。黑色橫條為每個分析物的平均熒光強(qiáng)度。
 

這項研究顯示，受刺激的GD3 CAR-T細(xì)胞具有高度的多功能性，表明它們有可能在TSC患者體內(nèi)產(chǎn)生可測量的抗腫瘤反應(yīng)。GD3 CAR-T細(xì)胞在CD4和CD8群體中的多功能性分別增加了9倍和10倍（圖2）。
 

圖2

▲圖2：單個T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子數(shù)量的百分比。餅圖中心列出了多功能T細(xì)胞（表達(dá)2個或更多細(xì)胞因素）的百分比。
 

從該研究結(jié)果中作者得出結(jié)論，多功能CAR-T細(xì)胞對GD3過量表達(dá)的目標(biāo)具有細(xì)胞毒性。CAR-T細(xì)胞大幅度并持久地減少了Tsc2/-腫瘤小鼠（免疫缺陷）細(xì)胞的腫瘤負(fù)擔(dān)，并且增加了T細(xì)胞浸潤。此外，GD3 CAR-T細(xì)胞限制了衰老的Tsc2+/-小鼠的自發(fā)性腫瘤。
 

值得注意的是作者在文中強(qiáng)調(diào)“在受刺激的GD3 CAR-T細(xì)胞中檢測到的高度多功能譜表明了這些細(xì)胞在遇到抗原時的功能能力，這將可能轉(zhuǎn)化為TSC患者體內(nèi)可測量的抗腫瘤反應(yīng)。” 他們進(jìn)一步補(bǔ)充說：“連續(xù)或同時分泌多種細(xì)胞因子的多功能T細(xì)胞對細(xì)胞療法的療效有重大影響，并被用作評估治療反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。”GD3 CAR-T細(xì)胞是TSC患者的“超級細(xì)胞”。
 

新型CAR-T療法為未來TSC治療提供新靶點

研究人員確定，在CAR-T細(xì)胞治療后，大多數(shù)小鼠都沒有腫瘤，而對照組小鼠則有腫瘤。這些結(jié)果顯示，CAR-T細(xì)胞治療具有很強(qiáng)的治療效果，靶向CD3治療可能成功治療TSC。

這項研究是我們的單細(xì)胞蛋白質(zhì)功能性表征的又一例證。提供了高效的方法來識別單細(xì)胞群體中的“超級細(xì)胞”，就僅僅是大約10%多功能的CAR-T細(xì)胞亞群就可以控制腫瘤的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

1.Ancy Thomas et al. “Benign tumors in TSC are amenable to treatment by GD3 CAR T cells in mice.” JCI Insight. 2021;6(22):e152014. https://doi.org/10.1172/jci.insight.152014.

2.U.S. National Library of Medicine. (2020, August 18). Tuberous Sclerosis Complex: Medlineplus genetics. MedlinePlus. https://medlineplus.gov/genetics/condition/tuberous-sclerosis-complex/