撰文丨細(xì)胞工程師

嵌合抗原受體T（CAR T）細(xì)胞療法在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中取得了革命性成功 ， 但其在實(shí)體瘤治療中仍困難重重 。 腫瘤抗原異質(zhì)性 、 免疫抑制性腫瘤微環(huán)境（TME）以及CAR T細(xì)胞浸潤(rùn)和持久性不足 ， 構(gòu)成了實(shí)體瘤免疫治療的多重挑戰(zhàn) 【1】 。 傳統(tǒng)策略多聚焦于增強(qiáng)CAR T細(xì)胞自身的細(xì)胞毒性或持久性 ， 而通過(guò)改造CAR T細(xì)胞來(lái)調(diào)控宿主免疫應(yīng)答 ， 從而激活內(nèi)源性 、 廣譜的抗腫瘤免疫 ， 則是一條頗具前景但有待充分證明的新路徑 。

近日 ， 美國(guó) 羅斯威爾帕克綜合癌癥中心 （ Roswell Park Comprehensive Cancer Center ） 的 Renier J. Brentjens 和 Scott I. Abrams 領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在 Cancer Cell 雜志上發(fā)表 題為 IL-36γ armored CAR T cells reprogram neutrophils to induce endogenous antitumor immunity 的研究論文 。 該研究創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn) ， 經(jīng)過(guò)工程化改造分泌白細(xì)胞介素-36γ（IL-36γ）的裝甲CAR T細(xì)胞 ， 能夠高效招募并 重編程 腫瘤微環(huán)境中的中性粒細(xì)胞 ， 賦予其抗原呈遞和直接殺傷腫瘤細(xì)胞的雙重能力 。 這一過(guò)程成功激活了針對(duì)非CAR靶向抗原的內(nèi)源性T細(xì)胞免疫 ， 在小細(xì)胞肺癌（SCLC）和黑色素瘤等多種實(shí)體瘤模型中實(shí)現(xiàn)了無(wú)需預(yù)先 清淋 的完全治愈 ， 并能抵抗 CAR靶向 抗原陰性腫瘤的再次攻擊 。 這項(xiàng)研究不僅揭示了CAR T細(xì)胞通過(guò)中性粒細(xì)胞激活癌癥-免疫循環(huán)的全新機(jī)制 ， 也為克服實(shí)體瘤過(guò)繼細(xì)胞療法的關(guān)鍵瓶頸提供了 全新 策略 。

近年來(lái) ， 中性粒細(xì)胞在腫瘤免疫中的復(fù)雜角色備受關(guān)注 。 作為循環(huán)中最為豐富的白細(xì)胞 ， 腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（TAN）通常與不良預(yù)后相關(guān) ， 可被腫瘤“馴化”以促進(jìn)其生長(zhǎng) 、 轉(zhuǎn)移并抑制抗腫瘤免疫 。 然而 ， 在特定條件下 ， 中性粒細(xì)胞可表現(xiàn)出直接殺傷腫瘤和抗原呈遞的能力 ， 從而激發(fā)適應(yīng)性免疫 【2】 。 如何將中性粒細(xì)胞從“幫兇”重編程為“戰(zhàn)友” ， 成為腫瘤免疫治療的新思路 。 其中 ， IL-36γ是IL-1超家族的一種促炎細(xì)胞因子 ， 對(duì)多種免疫細(xì)胞有廣泛影響 ， 包括中性粒細(xì)胞 。 研究團(tuán)隊(duì)前期在免疫健全小鼠的B細(xì)胞惡性腫瘤移植模型中發(fā)現(xiàn) ， 分泌IL-36γ的裝甲CAR T細(xì)胞能增強(qiáng)療效并調(diào)動(dòng)內(nèi)源性抗腫瘤免疫反應(yīng) 【3】 。 而本研究則進(jìn)一步探究IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞在更具挑戰(zhàn)性的實(shí)體瘤中的作用機(jī)制 。

研究團(tuán)隊(duì)首先針對(duì)小細(xì)胞肺癌（SCLC）高表達(dá)的兩個(gè)靶點(diǎn)DLL3和GD3 ， 構(gòu)建了同時(shí)靶向二者的 DLL3/GD3雙靶向 CAR T（ Dual CAR T ）細(xì)胞 。 在 DLL3或GD3 抗原表達(dá)異質(zhì)的人源SCLC細(xì)胞系和免疫缺陷小鼠的移植瘤模型中 ， Dual CAR T細(xì)胞展現(xiàn)了遠(yuǎn)超單靶點(diǎn)CAR T細(xì)胞 的殺傷能力和腫瘤清除效果 ， 并能在體內(nèi)有效浸潤(rùn)腫瘤 ， 形成更高比例的中樞記憶性 T 細(xì)胞 ， 為長(zhǎng)效腫瘤控制奠定基礎(chǔ) 。

為了進(jìn)一步探究 Dual CAR T及IL-36γ的潛在增效作用 ， 研究團(tuán)隊(duì)在免疫健全小鼠的SCLC移植瘤模型中 ， 比較了未裝甲、IL-18裝甲和IL-36γ裝甲的 Dual CAR T細(xì)胞療效 。 研究發(fā)現(xiàn) ， 在沒(méi)有進(jìn)行任何清淋預(yù)處理的條件下 ， 未裝甲 Dual CAR T細(xì)胞幾乎無(wú)效 ， 而兩種細(xì)胞因子裝甲 CAR T細(xì)胞 均能誘導(dǎo)腫瘤消退 ， 顯著延長(zhǎng)生存期 。 然而 ， 只有IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞能實(shí)現(xiàn)腫瘤的完全清除 ， 且療效顯著優(yōu)于IL-18裝甲 CAR T細(xì)胞 。 進(jìn)一步的機(jī)制研究表明 ， IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞在腫瘤內(nèi)的浸潤(rùn)能力更強(qiáng) ， 且增殖（Ki67+）和效應(yīng)功能（IFNγ+、Granzyme B+）性 CAR T細(xì)胞 比例更高 。 更為重要的是 ， IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞顯著改變了腫瘤微環(huán)境 ， 不僅增加了具有細(xì)胞毒性的內(nèi)源性CD8 + T細(xì)胞 ， 更促進(jìn)了Th1型CD4 + T細(xì)胞反應(yīng)及減少了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的浸潤(rùn) ， 而且增強(qiáng)了樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）的共刺激分子（CD80/86）表達(dá) 。 在低免疫原性低 、 高侵襲性B16F10 -OVA 黑色素瘤模型中 ， IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)則更為明顯 ， IL-18裝甲 CAR T細(xì)胞 則完全失效 ， 凸顯了IL-36γ在重塑惡劣腫瘤微環(huán)境中的獨(dú)特能力 。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn) ， 經(jīng)過(guò)IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞治療的小鼠的內(nèi)源性效應(yīng)記憶和中樞記憶CD8 + T細(xì)胞亞群顯著擴(kuò)增 。 分離不同 CAR T細(xì)胞治療 的小鼠脾臟 CD8 + T細(xì)胞進(jìn)一步評(píng)估其腫瘤反應(yīng)性 ， 結(jié)果顯示這些T細(xì)胞能夠識(shí)別并攻擊不表達(dá)CAR靶抗原（DLL3/GD3）的腫瘤細(xì)胞 ， 證明了“抗原擴(kuò)展”或“表位擴(kuò)展”的發(fā)生 。 當(dāng)用CAR靶抗原陰性的腫瘤細(xì)胞再次攻擊先前治愈小鼠時(shí) ， 只有接受過(guò)IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞治療的小鼠能夠成功排斥腫瘤 ， 顯示出強(qiáng)大的免疫記憶保護(hù)作用 ， 提示IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞的持久療效依賴(lài)于其激活的內(nèi)源性免疫應(yīng)答 ， 這在進(jìn)一步的清淋預(yù)處理實(shí)驗(yàn)中得以證實(shí) 。 雖然清淋預(yù)處理能夠幫助所有類(lèi)型的CAR T細(xì)胞（包括未裝甲的）更好地控制初始腫瘤生長(zhǎng) ， 但它同時(shí)破壞了宿主免疫系統(tǒng) ， 導(dǎo)致治愈后的小鼠無(wú)法建立針對(duì)新抗原的免疫記憶 ， 因此在再次攻瘤時(shí)無(wú)法控制 。 通過(guò) TCR測(cè)序分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn) ， IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞療法相比IL-18裝甲 CAR T細(xì)胞療法 能顯著提升宿主CD8 + T細(xì)胞的TCR克隆多樣性 ， 并誘導(dǎo)大量獨(dú)特TCRs的寡克隆擴(kuò)增 ， 且呈現(xiàn)特定V/J區(qū)使用偏好 ， 提示宿主腫瘤特異性T細(xì)胞擴(kuò)增與CAR T療效相關(guān) ， 有望作為臨床療效監(jiān)測(cè)的預(yù)后指標(biāo) 。

針對(duì)腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）分析 ， 研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了療效差異的核心 ， 中性粒細(xì)胞是唯一在IL-36γ裝甲 CAR T細(xì)胞 治療組中持續(xù)且顯著富集的免疫細(xì)胞群 。 這些被招募來(lái)的中性粒細(xì)胞并非傳統(tǒng)的促瘤表型 ， 而是展現(xiàn)出獨(dú)特的促炎及抗腫瘤特征 ， 高表達(dá)與干擾素信號(hào)激活（如 Irf7 , Ifit1 , Ifitms , Isg1 5） 、 中性粒細(xì)胞脫顆粒和活性氧（ROS）產(chǎn)生相關(guān)的基因（如 Ncfs , Tspo , Nos2 , Chil1 , Ng p） 。 免疫組化結(jié)果也證實(shí)了腫瘤中存在大量釋放中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NETs）的中性粒細(xì)胞 ， 提示其可直接殺傷腫瘤細(xì)胞。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步解析了腫瘤浸潤(rùn)中性粒細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄特征 ， 并鑒定出9個(gè)主要的中性粒細(xì)胞亞群 。 其中 ， IL-36γ裝甲 CRA T細(xì)胞 特異性誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞亞群高表達(dá)MHC-I和MHC-II抗原加工呈遞通路的關(guān)鍵基因 ， 其表達(dá)水平堪比專(zhuān)職的抗原呈遞細(xì)胞的樹(shù)突狀細(xì)胞 。 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)分析也在蛋白水平證實(shí)了這群中性粒細(xì)胞表面MHC-II和共刺激分子CD80的上調(diào) 。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步使用刪除抗體（anti-Ly6G抗體）清除中性粒細(xì)胞后 ， IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞完全喪失治療功效 ， 既不能控制腫瘤生長(zhǎng) ， 也無(wú)法誘導(dǎo)出腫瘤特異性的內(nèi)源性T細(xì)胞反應(yīng) 。 其次 ， 用活化的IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞的培養(yǎng)上清處理小鼠或人的中性粒細(xì)胞 ， 可成功在體外復(fù)現(xiàn)其“APC樣”表型（上調(diào)HLA-DR/CD80）和強(qiáng)大的腫瘤殺傷功能 。 然而 ， 單獨(dú)的重組IL-36γ蛋白或未裝甲CAR T細(xì)胞的上清均不能實(shí)現(xiàn)同等程度的重塑 ， 提示最佳效果需要IL-36γ與CAR T細(xì)胞來(lái)源的其他因子（如IFNγ）協(xié)同作用 。 再者 ， 被IL-36γ CAR T細(xì)胞上清“教育”過(guò)的中性粒細(xì)胞 ， 在吞噬腫瘤細(xì)胞后 ， 能夠?qū)⒛[瘤抗原（如gp100 , OVA）加工并分別通過(guò)MHC-I和MHC-II通路呈遞給初始CD8 + 和CD4 + T細(xì)胞 ， 激活抗原特異性T細(xì)胞克隆的增殖 。

對(duì)重編程后的人中性粒細(xì)胞進(jìn)行RNA-seq分析發(fā)現(xiàn) ，IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞誘導(dǎo)的基因表達(dá)變化，與單純添加重組IL-36γ或未裝甲CAR T細(xì)胞均不同。IL-36γ裝甲 CAR T細(xì)胞 增強(qiáng)了中性粒細(xì)胞對(duì)IFNγ信號(hào)的響應(yīng) ， 誘導(dǎo)了包括BATF3 、 ZEB2 、 IRF1 、 STAT1在內(nèi)的一系列對(duì)于樹(shù)突狀細(xì)胞分化成熟至關(guān)重要的干擾素刺激轉(zhuǎn)錄因子 。 這表明 ， IL-36γ能增強(qiáng)中性粒細(xì)胞對(duì)CAR T細(xì)胞所產(chǎn)生的IFNγ的反應(yīng)性 ， 并通過(guò)誘導(dǎo)參與DC發(fā)育的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子 ， 啟動(dòng)其向抗原呈遞中性粒細(xì)胞的分化 。

本研究突破了傳統(tǒng)CAR T療法依賴(lài)細(xì)胞自身持久性和清淋預(yù)處理的范式 ， 開(kāi)創(chuàng)性地提出并驗(yàn)證了“CAR T細(xì)胞 - 中性粒細(xì)胞 - 內(nèi)源性效應(yīng)細(xì)胞”的級(jí)聯(lián)抗腫瘤新軸心 。 IL-36γ裝甲CAR T細(xì)胞充當(dāng)了“免疫發(fā)動(dòng)機(jī)”和“微環(huán)境重塑者” ， 通過(guò)CAR介導(dǎo)的殺傷觸發(fā)免疫原性細(xì)胞死亡 ， 局部分泌的IL-36γ招募中性粒細(xì)胞 ， 協(xié)同IFNγ將其重編程為兼具殺傷功能和專(zhuān)職抗原交叉呈遞能力的“超級(jí)助手” ， 重編程后的中性粒細(xì)胞處理并呈遞來(lái)自死亡腫瘤細(xì)胞的多種新抗原 ， 高效激活內(nèi)源性CD8 + 和CD4 + T細(xì)胞應(yīng)答 ， 引發(fā)抗原擴(kuò)展 ， 從而建立起覆蓋腫瘤異質(zhì)性 、 具有記憶功能的全面免疫防護(hù) 。 當(dāng)然 ， 研究也存在一些局限 ， 例如尚未明確不同前體來(lái)源的中性粒細(xì)胞對(duì)IL-36γ響應(yīng)的異質(zhì)性 ， IL-36γ與IFNγ等信號(hào)協(xié)同調(diào)控中性粒細(xì)胞分化的精確多層機(jī)制（如表觀(guān)遺傳、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控）也有待進(jìn)一步闡明 。

總之 ， 該研究不僅報(bào)道了一種治療實(shí)體瘤的新型裝甲CAR T細(xì)胞療法 ， 更揭示了一條通過(guò)固有免疫細(xì)胞橋梁來(lái)激活適應(yīng)性免疫的系統(tǒng)性抗腫瘤新策略 ， 這為下一代實(shí)體瘤CAR T細(xì)胞療法的開(kāi)發(fā)指明了極具前景的方向 。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ccell.2025.11.007

制版人： 十一

參考文獻(xiàn)

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