B7-H3靶向CAR-Vδ1T细胞在实体瘤治疗中的广谱抗肿瘤活性研究
第一作者及研究机构
本研究的共同第一作者为Licui Jiang（苏州大学Cyrus Tang血液学中心）和Fengtao You（Persongen Biotherapeutics (Suzhou) Co., Ltd.），通讯作者为Lin Yang（苏州大学/Persongen Biotherapeutics）。合作单位包括苏州大学辐射医学与防护国家重点实验室、北京大学肿瘤医院等。研究于2024年12月1日发表在《Cancer Research》（DOI: 10.1158⁄0008-5472.CAN-24-0195）。
学术背景
研究领域与动机
该研究属于癌症免疫治疗领域，聚焦于γδT细胞中的稀有亚群Vδ1T细胞。传统CAR-T疗法在血液肿瘤中成效显著，但在实体瘤中面临肿瘤微环境抑制、抗原异质性等挑战。Vδ1T细胞具有独特的生物学特性：
1. MHC非依赖性：不依赖MHC抗原呈递途径识别肿瘤抗原，可靶向MHC I类分子缺失的肿瘤；
2. 组织驻留性：天然存在于上皮和黏膜组织，具有更强的肿瘤归巢能力；
3. 预后相关性：临床数据显示Vδ1T细胞浸润与多种癌症患者预后正相关。
研究目标是通过开发靶向B7-H3（一种泛肿瘤抗原）的CAR-Vδ1T细胞，解决实体瘤治疗中细胞疗法的局限性。
研究流程与方法
1. 细胞制备与改造
- Vδ1T细胞扩增：从健康供体外周血单个核细胞（PBMC）中分选Vδ1T细胞（占比<1%），采用抗TCR Vδ1抗体磁珠分选，联合人工抗原呈递细胞（aAPC）和细胞因子（IL2/IL15/IL21）扩增19天，平均扩增15,000倍，纯度>95%。
- CAR构建：设计第二代CAR（ag-car），包含B7-H3单链抗体（scFv）、IgG4-Fc铰链区、CD28跨膜/共刺激域及CD3ζ激活域。通过慢病毒转导，CAR表达效率达57%±24%。
- IL2共表达优化：构建共表达IL2的CAR（aq-car-il2），通过T2A自剪切序列连接，增强细胞持久性。
2. 体外功能验证
- 细胞毒性实验：
- 短期杀伤：CFSE/7-AAD双标记法显示，ag-car-vδ1T对B7-H3高表达的Raji-B7-H3细胞杀伤率显著高于对照组（p<0.0001）。
- 长期持久性：通过反复抗原刺激（4轮），aq-car-il2组细胞增殖能力（Ki67表达）和细胞因子（IFNγ/TNFα）分泌量均高于ag-car组。
- 细胞因子检测：CBA流式法证实aq-car-il2组在共培养中持续分泌IL2（约300 pg/mL），而ag-car组未检出。
3. 体内疗效评估
- 小鼠模型：
- 皮下瘤模型：神经母细胞瘤（SK-N-AS）、胰腺癌（SW1990）、非小细胞肺癌（A549）模型中，单次静脉输注aq-car-il2-vδ1T细胞（1×10^7/鼠）后，分别实现5/6、4/6和6/6的完全缓解（p<0.0001）。
- 原位乳腺癌模型（MDA-MB-231）：aq-car-il2组11天内肿瘤完全消退，而CD19-CAR对照组无效。
- 药代动力学：外周血中CAR-Vδ1T细胞峰值出现在输注后5-9天，肿瘤组织浸润率最高达9.2%（流式检测CD3+细胞）。
4. 安全性分析
- 组织病理学：H&E染色显示治疗组心、肝、脾、肺、肾无异常炎症或损伤。
- 免疫表型：aq-car-il2-vδ1T细胞以初始表型（CD45RA+/CD27+）为主，PD-1表达低于Vδ2T和αβT细胞组（p<0.001）。
5. 单细胞RNA测序
- 机制解析：aq-car-il2组上调细胞毒性（PRF1）、组织归巢（CCR5/CXCR6）和增殖相关基因（MKI67），并通过GSEA分析证实IL2下游通路（如JAK-STAT）激活。
主要结果与逻辑关联
- 体外数据：证实B7-H3-CAR的特异性杀伤功能，IL2共表达显著提升持久性（图3）。
- 体内数据：多模型验证广谱抗肿瘤活性，且疗效依赖抗原特异性（CD19-CAR无效）。
- 机制数据：单细胞测序揭示IL2通过调控细胞代谢和效应功能增强疗效。
结论与价值
1. 科学价值：首次建立临床级CAR-Vδ1T细胞制备流程，阐明IL2共表达对细胞功能的关键作用。
2. 应用价值：为“现货型”实体瘤细胞疗法提供新策略，靶向B7-H3可覆盖多种癌症类型。
3. 临床意义：安全性良好，无GVHD或细胞因子风暴风险，优于传统αβT细胞疗法。
研究亮点
1. 创新方法：开发GMP兼容的Vδ1T细胞扩增方案，解决稀有亚群扩增难题。
2. 工程优化：IL2自分泌设计突破细胞持久性瓶颈，避免外源性IL2的毒性。
3. 广谱性验证：在5种实体瘤模型（包括原位模型）中均显示显著疗效。
其他价值
研究数据已公开（GSE275242），为后续γδT细胞研究提供资源。单细胞测序分析流程（Seurat v3.1.2）可推广至其他免疫细胞研究。