文章来源公众号:大鱼科学 作者:大鱼科学
2025年诺贝尔生理学或医学奖花落调节性T细胞领域的开拓性研究。然而,如何充分驾驭T细胞的治疗潜力,仍面临诸多挑战。抛开“体内与体外制备CAR-T”的路径之争,如何设计出功能更强、持久性更好的CAR-T细胞,是两条技术路线共同面临的核心挑战。
遵循“优胜劣汰”的基本逻辑,通过在细胞中人为引入突变,再施以定向压力筛选出优势细胞,是借鉴“自然选择”进行定向筛选CAR-T的有效策略。追寻这一思路,在“体外制备CAR-T”中进行的“体外筛选”,已经产出了不少的成果。然而,最近的研究提示,仅仅将筛选环境由“体外”更换为“体内”,便会得出一些不同的结论了。
01 筛选:选择和演化
以往筛选产生的成果部分列举如下(表1)。然而,目前绝大多数发现均基于体外筛选平台获得,然后再转移至体内进行功能验证。这带来一个根本性问题:体外培养与杀伤体系中所施加的选择压力(如激活、扩增与存活条件)与体内生理环境存在差异,导致以“体外适应”为导向的筛选可能遗漏在“体内环境”中更具优势的细胞类型。
表1. 筛选得到的能够调控CAR-T适应性的基因列表举例
02 偏离:体内vs体外
一项最新研究揭示了这一差异的冰山一角。该研究以135个基因为筛选起点,构建了一个具有多样性基因缺失的CAR-T细胞混合群体,并将其回输至小鼠体内(图1)。研究团队在四个关键时间点进行采样:未经筛选的初始T细胞群体(-11天)、CAR-T生产结束时(0天)、体内作用早期(7天)及晚期(21天)。通过比较不同时间点特定基因缺失细胞类群的富集程度,可系统评估哪些基因的缺失有助于增强CAR-T细胞的功能与持久性。
图1. 体内筛选策略及采样时间点示意图。 实验中通过同步敲除TCR分子,实现对基因编辑后T细胞(CD3阴性群体)的特异性富集与追踪。
体内、外结果的偏离出现了:在体外制备阶段表现出明确优势的RASA2基因(具体表现为其在采样点2出现显著富集),在回输体内后并未保持这一趋势(图2);相比之下,CDKN1B在体内环境中被稳定选择出来,具体体现为其在采样点3至采样点4期间呈现持续富集(图2)
图2. 特定基因敲除在CAR-T细胞体内持久性中的动态变化。 结果显示RASA2缺失在体外制备阶段(采样点2)显著富集,但在体内环境中未持续优势;CDKN1B缺失则在体内阶段(采样点3–4)表现出明显富集。
从治疗肿瘤的效果上看,RASA2缺失后在体外表现良好,但在体内并没有显著的改善;而CDKN1B则恰恰相反(图3)。
图3. 体内与体外筛选环境下出的基因缺失CAR-T在体内外肿瘤杀伤效果中的比较。
03 体内CART:筛选设计再思考
基于上述类似筛选策略探索增强CAR-T功能的基因,目前已积累多项研究成果。除表1所列基因外,一篇同期发表的研究亦提示了RHOG与FAS对CAR-T细胞的调控作用。这提示筛选策略的细微差别可能导致关键结论的不同;而筛选环境(体内与体外)的选择可能是导致结果差异的重要来源。值得注意的是,尽管当前大多数筛选实验仍建立在“体外制备CAR-T”的技术框架内,不同筛选环境导致的表型差异已显而易见。
体内制备的CAR-T在T细胞激活、扩增与杀伤机制等关键生物学行为方面,与体外制备的CAR-T存在明显差异。在此背景下,基于传统“体外制备CAR-T模型”所建立的CAR分子设计原则、筛选体系以及基因编辑调控策略,是否仍然适用于体内制备的CAR-T,目前尚无明确结论,提示了技术路径分歧背后深层次的关键科学问题。结合人工智能在设计生命(病毒)方面的进展,或许终有一天,人为定制设计CAR-T细胞也将成为现实。