實(shí)體瘤治療新曙光：OX40-HS 結(jié)合助力 CAR-T 細(xì)胞穿透腫瘤，療效大提升

今天給大家介紹一篇雜志《Science translational medicine》

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期刊名：Science translational medicine

期刊名縮寫：Sci Transl Med

出版年份：2009年

期刊ISSN：1946-6234

E-ISSN：1946-6242

2025年影響因子/JCR分區(qū)：14.6/Q1，TOP期刊

學(xué)科分類與版本：CELL BIOLOGY - SCIE; MEDICINE, RESEARCH & EXPERIMENTAL – SCIE

出版周期：Weekly

發(fā)文量：303（2024年）

自引率：0.60%

一、 研究背景

嵌合抗原受體-T 細(xì)胞（CAR-T細(xì)胞），是一種通過基因工程改造的 T 細(xì)胞，其表面表達(dá)能特異性識(shí)別腫瘤抗原的嵌合抗原受體，可精準(zhǔn)靶向并殺傷腫瘤細(xì)胞，在血液腫瘤治療中已展現(xiàn)出顯著成效。然而，CAR-T 細(xì)胞在實(shí)體瘤治療中存在腫瘤浸潤不足、持久性低等局限，該篇文章通過整合 OX40 分子并發(fā)現(xiàn)其與硫酸乙酰肝素的結(jié)合能增強(qiáng) CAR-T 細(xì)胞對(duì)實(shí)體瘤的穿透性，為優(yōu)化 CAR-T 細(xì)胞療法提供了新思路。

二、 研究結(jié)果

1、 全長OX40整合型CAR-T細(xì)胞在多種腫瘤模型中展現(xiàn)出增強(qiáng)的抗腫瘤活性

研究人員發(fā)現(xiàn)，將抗原非依賴性 OX40 整合到 CAR 設(shè)計(jì)中，所構(gòu)建的 CAR-T 細(xì)胞在多種腫瘤模型中展現(xiàn)出增強(qiáng)的抗腫瘤活性。在 Raji 皮下異種移植模型、A549-CD20 肺癌模型以及分別靶向 CLDN18.2、EGFR、TROP2 的胰腺癌、肺癌、乳腺癌模型中，OX40 整合型 CAR-T 細(xì)胞的療效均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn) BBZ 型 CAR-T 細(xì)胞，且在低劑量和大腫瘤模型中也有優(yōu)勢。同時(shí)，OX40 的表達(dá)可增強(qiáng) CAR-T 細(xì)胞的細(xì)胞毒性和 IFN-γ 釋放，對(duì)活化、耗竭標(biāo)志物及記憶亞型表達(dá)影響較小，其長期增殖潛力存在供體差異。

2、 多種腫瘤細(xì)胞表達(dá)一種非OX40L的OX40結(jié)合物

研究人員為探究腫瘤細(xì)胞中OX40L的表達(dá)是否與OX40整合型CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤活性相關(guān)，通過抗OX40L抗體和OX40-Fc檢測發(fā)現(xiàn)，CFPAC-1和A549細(xì)胞OX40L染色陰性，但OX40-Fc結(jié)合陽性，且mRNA水平證實(shí)這些腫瘤細(xì)胞無TNFSF4（編碼OX40L）表達(dá)。此外，OX40能不依賴OX40L與多種細(xì)胞系結(jié)合，這表明存在潛在未發(fā)現(xiàn)的OX40配體參與了OX40介導(dǎo)的CAR-T細(xì)胞對(duì)實(shí)體瘤的抗腫瘤活性。

3、 全基因組篩選發(fā)現(xiàn)OX40是一種糖胺聚糖結(jié)合物

為找到潛在的OX40結(jié)合伴侶，研究人員利用CRISPR-Cas9技術(shù)構(gòu)建全基因組敲除的293細(xì)胞庫，通過流式細(xì)胞術(shù)分選富集OX40-Fc結(jié)合陰性細(xì)胞群，通過測序發(fā)現(xiàn)與糖胺聚糖（GAG）合成相關(guān)的B4GALT7和B3GAT3基因富集，提示OX40可能結(jié)合GAG修飾。后續(xù)在293、CFPAC-1、A549細(xì)胞系中敲除B4GALT7和B3GAT3這兩個(gè)基因，證實(shí)其缺失會(huì)導(dǎo)致OX40結(jié)合能力喪失，表明OX40是多種細(xì)胞類型中的潛在GAG結(jié)合物。

4、 肝素和硫酸乙酰肝素直接與OX40結(jié)合

研究人員針對(duì)GAG中可能與OX40結(jié)合的分子展開探究，發(fā)現(xiàn)硫酸乙酰肝素是OX40的結(jié)合分子，而硫酸軟gu素（CS）等其他GAG則不能與OX40結(jié)合。通過敲除硫酸乙酰肝素合成相關(guān)基因（如EXT1、EXT2、EXTL3），OX40的結(jié)合率顯著下降；用肝素酶處理破壞硫酸乙酰肝素結(jié)構(gòu)后，OX40結(jié)合能力消失，而軟骨素酶處理無影響。ELISA、斑點(diǎn)印跡等實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)OX40與肝素（硫酸乙酰肝素類似物）和硫酸乙酰肝素直接結(jié)合，且結(jié)合區(qū)域位于OX40的CRD1和CRD2。

5、 肝素和硫酸乙酰肝素可激活OX40并增強(qiáng)細(xì)胞黏附

研究人員發(fā)現(xiàn)，硫酸乙酰肝素與OX40結(jié)合后，能像OX40L一樣激活OX40下游的AKT、NF-κB（p65）和MAPK（ERK1/2）信號(hào)通路，還可略微促進(jìn)過表達(dá)OX40的細(xì)胞增殖，并增強(qiáng)細(xì)胞在肝素包被表面的黏附能力。在CAR-T細(xì)胞中，OX40-硫酸乙酰肝素的相互作用能在抗原識(shí)別時(shí)特異性增強(qiáng)CLDN18.2BBZ-OX40 CAR-T細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的結(jié)合親和力，使其能承受更高聲學(xué)力，而對(duì)無抗原參與的細(xì)胞影響小。同時(shí)，硫酸乙酰肝素作為OX40的功能性配體，不通過影響ICAM和LFA-1等黏附分子，而是直接增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的功能性結(jié)合親和力。

6、 肝素或硫酸乙酰肝素通過OX40增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞向?qū)嶓w瘤組織的浸潤

研究人員發(fā)現(xiàn)，因OX40與硫酸乙酰肝素相互作用增強(qiáng)黏附性，CLDN18.2BBZ-OX40 CAR-T細(xì)胞比CLDN18.2BBZ CAR-T細(xì)胞更易浸潤胰腺腫瘤，且耗竭標(biāo)志物表達(dá)更低，抗腫瘤效果更好。但在硫酸乙酰肝素缺陷的腫瘤模型中，OX40介導(dǎo)的抗腫瘤活性增強(qiáng)作用減弱，CAR-T細(xì)胞持久性也下降，在乳腺癌模型中也有類似結(jié)果，這表明硫酸乙酰肝素在體內(nèi)對(duì)促進(jìn)CAR-T細(xì)胞的腫瘤浸潤、持久性及增強(qiáng)其抗腫瘤活性至關(guān)重要。

三、 研究結(jié)論

該篇文章探討了OX40整合型CAR-T細(xì)胞在實(shí)體瘤治療中的作用及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)將抗原非依賴性O(shè)X40整合到CAR設(shè)計(jì)中，能使CAR-T細(xì)胞在多種腫瘤模型（如B細(xì)胞淋巴瘤、肺癌、胰腺癌、乳腺癌等）中展現(xiàn)增強(qiáng)的抗腫瘤活性，包括減少腫瘤負(fù)荷、抑制生長，且在低劑量和大腫瘤模型中也有優(yōu)勢；其作用不依賴OX40L，而是通過與糖胺聚糖中的硫酸乙酰肝素結(jié)合，激活下游信號(hào)通路，增強(qiáng)細(xì)胞黏附及CAR-T細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的結(jié)合親和力，促進(jìn)CAR-T細(xì)胞向?qū)嶓w瘤浸潤、提高體內(nèi)持久性、減少耗竭標(biāo)志物表達(dá)，而硫酸乙酰肝素缺陷會(huì)顯著減弱這些增強(qiáng)效果。