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HER2靶向的iPSC来源CAR-T细胞在实体瘤治疗中的突破性研究

作者及发表信息
本研究由Martin P. Hosking、Soheila Shirinbak、Kyla Omilusik等来自Fate Therapeutics公司（美国圣地亚哥）、Ono Pharmaceutical Co., Ltd.（日本大阪）、Tohoku University Graduate School of Medicine（日本仙台）及Osaka University（日本大阪）的研究团队合作完成，于2025年7月3日发表在期刊《Cell Stem Cell》（卷32，第1-15页）。

学术背景
研究领域为肿瘤免疫治疗，聚焦于嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）在实体瘤中的应用。尽管CAR-T疗法在血液肿瘤中效果显著，但在实体瘤中面临三大障碍：（1）肿瘤相关抗原（TAA）在正常组织与肿瘤组织的表达难以区分；（2）肿瘤内TAA表达的异质性；（3）肿瘤微环境（TME）对效应细胞的抑制。人类表皮生长因子受体2（HER2）在乳腺癌、胃癌等多种实体瘤中过表达，但现有HER2靶向疗法（如曲妥珠单抗）因正常组织毒性受限。本研究旨在开发一种新型iPSC（诱导多能干细胞）来源的CAR-T细胞（H2-7E），通过多重基因编辑克服上述障碍。

研究流程与实验设计
1. HER2靶向CAR的设计与验证
- CAR构建：基于H2Casmab-2（一种选择性识别肿瘤HER2的抗体）设计CAR，与曲妥珠单抗CAR对比。
- 结合特性分析：通过X射线晶体学解析H2Casmab-2与HER2（氨基酸611-618）复合物结构，发现其可识别HER2的局部错误折叠构象及截短变体（p95）。流式细胞术验证H2Casmab-2在二硫苏糖醇（DTT）处理的HEK293T细胞中结合力增强，而曲妥珠单抗结合力下降。
- 细胞毒性实验：使用实时细胞分析仪（xCelligence RTCA）评估CAR-T对HER2高表达（SKOV3、BT474）和正常细胞（MCF10A、BEAS-2B）的杀伤效果。结果显示H2Casmab-2 CAR-T对肿瘤细胞特异性杀伤（EC50=1.3:1），而对正常细胞毒性显著低于曲妥珠单抗CAR-T（p<0.0001）。

1. iPSC多重编辑与H2-7E细胞构建

   • 基因编辑策略：在T细胞受体α链（TRAC）位点插入H2Casmab-2 CAR和IL-7Rα融合蛋白（IL-7RF），CD38位点插入高亲和力不可切割CD16A（hnCD16）和CXCR2，并引入TGF-βRII-IL-18R融合蛋白。
     
   • iPSC分化：通过多阶段分化协议将编辑后的iPSC分化为CAR-T细胞（CAR-iT），流式检测显示CD45+CD7+表型，且CAR、hnCD16、CXCR2表达均匀（>90%）。
     

2. 功能验证

   • 多抗原靶向：hnCD16介导的抗体依赖性细胞毒性（ADCC）实验显示，联合抗EGFR或抗HER2抗体可增强H2-7E对SKOV3（HER2高）和PC3（HER2低）的杀伤（p<0.0001）。体内实验中，H2-7E联合曲妥珠单抗完全清除SKOV3移植瘤（8/8小鼠）。
     
   • TME抵抗：TGF-βRII-IL-18R使H2-7E在TGF-β存在下维持杀伤活性（较未编辑细胞高2-6倍，p<0.0001）。
     
   • 趋化与持久性：CXCR2促进H2-7E向CXCL8迁移（Transwell实验），并在小鼠模型中提高肿瘤浸润（p=0.0243）；IL-7RF通过持续STAT5磷酸化增强细胞存活率（凋亡率降低，p<0.01）。
     

主要结果
1. 肿瘤特异性识别：H2Casmab-2 CAR仅靶向肿瘤HER2，避免正常组织毒性（图2,4）。
2. 多重编辑协同作用：hnCD16实现灵活的多抗原靶向；TGF-βRII-IL-18R和CXCR2分别抵抗TME抑制并促进浸润；IL-7RF提升代谢活性（图5,6）。
3. 体内疗效：H2-7E单药抑制NCI-N87（HER2高）和PC3（HER2低）肿瘤生长（p<0.001），联合抗体后完全清除肿瘤（图4,5）。

结论与价值
H2-7E是首个通过iPSC平台整合多重编辑的通用型CAR-T疗法，其科学价值在于：（1）结构导向的CAR设计解决了HER2靶向毒性问题；（2）模块化编辑策略为实体瘤治疗提供新范式。临床转化潜力显著，目前已在临床试验（NCT06241456）中评估其安全性及疗效。

研究亮点
1. 创新CAR设计：H2Casmab-2识别HER2构象差异，避免on-target/off-tumor效应。
2. 平台技术突破：iPSC衍生实现均一化、规模化生产，克服原代T细胞编辑局限性。
3. 多功能协同：首次在单一细胞中整合抗原扩展、TME抵抗、趋化和持久性增强模块。

其他价值
研究揭示了HER2局部构象差异的生物学意义，为其他靶点（如EGFR）的类似设计提供参考。此外，hnCD16与治疗性抗体的联用策略可扩展至其他适应症（如PD-L1阳性肿瘤）。