增强抗肿瘤免疫治疗利用iPSC技术重现 [复制链接]

QiCD8+T细胞和自然杀伤（naturalkiller,NK）细胞是抗肿瘤免疫的关键介质，已有许多研究通过内源性激活或过继转移来利用这些有效的效应细胞。作为过继细胞治疗产品，NK细胞相对于T细胞而言不会介导移植物抗宿主病（graftversushostdisease,GvHD），因此相对而言较为安全。但将其用于治疗复发性、难治性急性髓系白血病，很少患者能达到完全缓解，因此需要额外的策略来提高疗效。先前已有研究开发了用于诱导多能干细胞衍生的NK（inducedpluripotentstemcell-derivedNK,iNK）细胞分化和扩增的平台，这些细胞在冷冻保存后仍能保持强大的细胞毒性和抗肿瘤功能，并能在体内有效招募T细胞。此外，还可以在此基础上进一步引入增强抗肿瘤活性的基因修饰。CD16a是NK细胞用于介导抗体依赖性细胞毒性(antibody-dependentcellularcytotoxicity,ADCC)的低亲和力Fc受体，NK细胞激活后，CD16a会被金属蛋白酶ADAM17切割，导致ADCC减少。基于此，已有研究创建了一个高亲和力且不可切割的CD16a（hnCD16），并将其引入诱导多能干细胞（iPSCs），由此衍生表达hnCD16的iNK细胞的过继转移与利妥昔单抗联合在小鼠淋巴瘤异种移植模型中引起有效的抗肿瘤反应和长期存活。如果进一步引入额外的基因修饰以增强功效并模拟体内适应性NK细胞表型是否能表现出更强大的抗肿瘤活性？年9月14日，来自美国明尼苏达大学医学系的FrankCichocki团队和JeffreyS.Miller团队在CellStemCell杂志上合作发表了一篇题为HarnessingfeaturesofadaptiveNKcellstogenerateiPSC-derivedNKcellsforenhancedimmunotherapy的文章，该团队报告了一项三基因编辑的iNK细胞产品，这种iADAPTNK即使在没有外源性细胞因子的情况下也能在体内持续存在并发挥作用，并且可以与治疗性抗体结合以增强肿瘤靶向性。来自巨细胞病毒血清阳性供体的适应性NK细胞亚群表现出低水平的CD38，高水平的NAD+以及更高的抗氧化应激能力。基于此，一方面可以通过在转导hnCD16的iPSC中敲除CD38来设计iNK细胞（hnCD16/CD38KOiNK）以获得代谢增益效果，同时也能避免由治疗性抗CD38抗体达雷木单抗介导的NK细胞“自相残杀”行为。为了更深入地了解与iNK细胞中CD38敲除相关的代谢效应，该团队使用质谱法对扩增外周血NK细胞、hnCD16iNK细胞和hnCD16/CD38KOiNK细胞的主要代谢物进行了全面评估，CD38的敲除主要影响了糖酵解和半胱氨酸代谢，且引起细胞内半胱氨酸-谷胱甘肽二硫化物(L-CySSG)的水平升高，提示这些细胞对氧化应激的抵抗力得到增强。IL-15对于NK细胞的存活而言必不可少。因此，IL-15/IL-15R融合蛋白的转基因表达或许可以提高增强iNK细胞功能和持久性的信号。为了证明这一想法，该团队用膜结合的IL-15/IL-15R融合分子(IL-15RF)转导hnCD16/CD38KOiPSCs，并按NK细胞谱系分化以生成hnCD16/CD38KO/IL-15RFiNK细胞。通过RNA-seq和GO分析，许多编码决定NK细胞活化和效应子功能的基因在hnCD16/CD38KO/IL-15RFiNK细胞和适应性NK细胞中被高度诱导，而在hnCD16/CD38KO/IL-15RFiNK细胞中上调和下调的基因与适应性NK细胞遵循相似的模式。考虑到两者之间的代谢和转录相似性，该团队将这些iNK细胞命名为“iADAPT”NK细胞。接下来，该团队在不存在外源性细胞因子的情况下，对外周血NK细胞和iADAPTNK细胞实行连续杀伤能力检测，其中只有iADAPTNK细胞在多轮杀伤之后仍保持增强的细胞毒性功能。此外，iADAPTNK细胞与达雷木单抗组合使用可以引起多发性骨髓瘤（MM）原代细胞群体最大幅度的减少，而单独使用iADAPTNK细胞或与达雷木单抗和全反式视黄酸（ATRA）联合使用能显着改善对人早幼粒白血病细胞（HL-60细胞株）的杀伤能力，具备治疗急性髓细胞性白血病（AML）的潜力。值得注意的是，这种效力并非只存在于体外。如果在免疫缺陷小鼠中分别注射外周血NK细胞和iADAPTNK细胞，前者在血液中的含量会迅速下降，而后者直至最后注射的43天才会显着降低但仍处于可检测水平。验证了iADAPTNK细胞在体内存活的持久性之后，该团队进一步在免疫缺陷小鼠中构建AML和MM模型，在没有外源性细胞因子支持的条件下，iADAPTNK细胞仍能介导强大持久的体内抗肿瘤活性，强调了这种单独使用或与达雷木单抗联合使用的有效抗肿瘤治疗策略。总的来说，这项研究表明免疫系统的独特子集（此处为适应性NK细胞）可以通过iPSC技术重现，同时，通过异种过继转移实验表明，相对于具有不完整基因修饰的iNK细胞，iADAPTNK细胞作为单一疗法或联合达雷木单抗可介导显著的肿瘤控制作用。另外，此处提供的临床前数据支持在FDA批准的I期临床试验中对iADAPTNK细胞进行进一步测试，以为晚期癌症患者提供治疗机会（