糖基化屏蔽技术实现TCR保留型异体CAR-T细胞疗法的突破性进展

时间:2025年8月23日
来源:Cell

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本研究针对异体CAR-T细胞疗法面临的免疫排斥和持久性难题,创新性地通过CRISPR筛选发现SPPL3基因缺失可重塑T细胞表面糖基化模式,形成"糖基化屏蔽"效应。该技术既能降低TCR介导的移植物抗宿主病(GvHD)风险,又保留TCR信号对细胞持久性的关键作用,在9例B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-NHL)患者中实现100%客观缓解率(ORR),为通用型CAR-T开发提供了新策略。

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在肿瘤免疫治疗领域,自体CAR-T细胞疗法虽取得显著成效,但存在制备周期长、成本高等瓶颈。而异体CAR-T疗法又面临双重挑战:宿主免疫系统对输注细胞的排斥(宿主抗移植物反应,HvG),以及CAR-T细胞对宿主组织的攻击(移植物抗宿主病,GvHD)。传统解决方案是通过基因编辑删除T细胞受体(TCR),但这可能导致细胞持久性不足。如何破解这个"鱼与熊掌不可兼得"的困局,成为领域内亟待解决的科学难题。

Zeguang Wu、Jinhong Shi等研究团队在《Cell》发表的这项研究,通过创新性的基因组筛选和临床转化,提出了"糖基化屏蔽"的全新解决方案。研究人员首先设计了三套CRISPR筛选体系:通过HLA-ABC低表达筛选逃避T细胞识别的靶点,通过NK细胞杀伤实验筛选逃避天然免疫的靶点,以及通过FasL诱导凋亡筛选抵抗激活诱导细胞死亡(AICD)的靶点。交叉分析发现,信号肽肽酶样3(SPPL3)基因的缺失能同时满足这三重需求。

关键技术包括:1)基于多条形码的全基因组CRISPR筛选系统;2)临床级SPPL3KO/TCRKO抗CD19 CAR-T细胞的GMP制备;3)9例复发/难治性B-NHL患者的I期临床试验(NCT06014073);4)3例同情使用病例的TCR保留型治疗方案评估。研究团队还创新性地采用反向转化研究策略,通过小鼠模型验证TCR信号对细胞持久性的关键作用。

研究结果部分:

Identification of SPPL3 through genome-wide CRISPR screens in T cells

通过全基因组筛选发现,SPPL3缺失可同时降低HLA-ABC表达(减少T细胞识别)、增强对NK细胞杀伤的抵抗(缺失"自我"识别信号)、抑制FasL介导的凋亡。特别值得注意的是,SPPL3KO细胞在三种筛选体系中均显著富集,提示其多重保护机制。

Alleviating multiple effector-mediated immune clearance by editing SPPL3

实验证实SPPL3KO T细胞对FasL诱导的凋亡具有显著抗性,其机制是糖基化修饰阻碍了Fas-FasL结合。在混合淋巴细胞反应(MLR)中,SPPL3KO细胞刺激同种异体T细胞增殖的能力降低50%,且对NY-ESO-1特异性TCR-T细胞的杀伤具有抵抗力。有趣的是,尽管HLA-ABC表达降低,SPPL3KO细胞却意外地抵抗NK细胞杀伤,这与B2M敲除细胞的表现截然不同。

Glycan analysis in primary T cells

质谱分析揭示SPPL3缺失导致N-乙酰乳糖胺(LacNAc)和唾液酸含量增加,而甘露糖水平降低。这种"糖基化重编程"选择性地影响了TCR/CD3复合物的糖型(增加6种新糖型),但对CAR分子的检测无影响,实现靶向特异性的精准调控。

Effector functions of SPPL3KO/TCRKO/anti-CD19 CAR-T cells remain intact

转录组分析显示SPPL3编辑不影响CAR-T细胞的核心功能通路。体外实验证实SPPL3KO/TCRKO抗CD19 CAR-T细胞保持强大的肿瘤杀伤能力,且在反复抗原刺激下展现出增殖优势。

SPPL3KO/anti-CD19 CAR-T cells eliminated tumors in vivo

小鼠模型证实,SPPL3编辑的CAR-T细胞能有效控制肿瘤并延长生存期。在肿瘤再攻击实验中,SPPL3KO细胞表现出更强的扩增能力,提示糖基化修饰可增强细胞持久性。

SPPL3KO/TCRKO/anti-CD19 CAR-T cell therapy in B-NHL

关键临床数据显示,9例接受治疗的患者中3例出现≥3级细胞因子释放综合征(CRS),但无一例发生GvHD。客观缓解率(ORR)达100%,完全缓解(CR)率66.7%。值得注意的是,尽管输注产品中CD3+细胞<0.3%,7例患者出现残留CD3+ CAR-T细胞的显著扩增,其峰值超过异体移植中诱发GvHD的阈值(2×105/kg),但仅表现为自限性皮疹。

Safety of TCR-sufficient SPPL3 KO anti-CD19 CAR-T cells in patients

3例同情使用病例进一步验证,TCR保留型SPPL3KO CAR-T在完全HLA不匹配(0/12)情况下仍安全有效。其中1例混合谱系白血病(MLL)重排B-ALL患者获得微小残留病(MRD)阴性缓解,且CAR-T细胞在骨髓中持续检出达6个月。

研究结论部分,作者提出"双向同种异体T细胞反应综合征"(BATCRS)的新概念,解释观察到的自限性免疫反应现象。这项研究的突破性意义在于:1)首次证实通过单一基因编辑可实现多重免疫逃避;2)阐明TCR信号对细胞持久性的关键作用,颠覆了"必须删除TCR"的传统认知;3)建立"糖基化屏蔽"的通用型CAR-T开发新范式。该技术路线已进行专利布局,为肿瘤免疫治疗提供了更优的解决方案。

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