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本研究针对T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)复发/难治性疾病的治疗难题,通过揭示pre-TCR作为白血病起始细胞(LICs)的生物标志物,开发了靶向pre-TCR pTα亚基的单克隆抗体及抗体-药物偶联物(ADC)。该研究证实pre-TCR信号通路是T-ALL进展的关键驱动因素,并在小鼠模型中验证了抗pTα-ADC可显著抑制肿瘤进展,为临床治疗提供了新策略。
T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)是一种侵袭性血液肿瘤,尤其在复发/难治性病例中预后极差。当前治疗面临两大挑战:一是化疗耐药率高,二是传统免疫疗法因靶点与正常T细胞重叠导致严重免疫缺陷。这一困境促使科学家寻找肿瘤特异性靶点。
Patricia Fuentes和María L. Toribio团队将目光投向pre-TCR——这个仅在T细胞发育早期短暂表达的分子。前期研究显示,约50%的T-ALL病例可能表达pre-TCR,但其在白血病发生发展中的具体作用尚不明确。更关键的是,pre-TCR是否可作为安全有效的治疗靶点?这个问题成为突破T-ALL治疗瓶颈的关键所在。
研究人员采用多学科交叉方法,包括患者来源异种移植(PDX)模型、基因沉默技术和新型抗体药物开发。研究队列包含37例初诊T-ALL患者样本,通过欧洲白血病免疫学分类标准(EGIL)进行分子分型。关键技术涵盖:1)建立NOTCH1诱导的人源T-ALL小鼠模型;2)流式细胞术检测CD3loTCRneg表型;3)shRNA介导的CD2AP/CMS基因沉默;4)抗pTα抗体-药物偶联物(ADC)的构建与验证。
人类NOTCH1诱导的T-ALL发病机制涉及β选择检查点的发育停滞
通过移植ICN1转导的脐带血造血祖细胞(HPCs),研究者成功构建重现患者病理特征的人源T-ALL模型。白血病细胞呈现CD4+CD8+CD3loTCRneg表型,与胸腺细胞在β选择阶段的特征高度一致。连续移植实验证实这群细胞具有白血病起始细胞(LICs)的自我更新能力。
临床样本验证β选择阶段停滞细胞的LIC潜能
对37例T-ALL患者的分析显示,59%病例(22/37)存在CD3loTCRneg细胞群。通过极限稀释实验,研究者发现这类细胞的LIC频率显著高于成熟TCRαβ+细胞,且与小鼠存活期呈负相关。
功能性pre-TCR表达是T-ALL LIC细胞的生物标志物
尽管流式检测显示pre-TCR表面表达量极低(可能与快速内化有关),但通过ERK/mTORC1信号激活实验证实其功能完整性。抗pTα单抗能诱导与抗CD3ε相似的磷酸化信号,表明低水平pre-TCR仍具有信号传导能力。
pre-TCR信号是T-ALL进展的必要条件
通过沉默pre-TCR适配蛋白CMS,研究者发现shCMS转导的T-ALL细胞在小鼠体内扩增受阻,器官浸润减少。特别值得注意的是,ICN1无法在pre-TCR信号缺陷的CD3ε突变小鼠中诱发白血病,提示pre-TCR可能参与肿瘤发生的早期事件。
抗pre-TCR靶向治疗的临床前验证
在已建立疾病的SCID小鼠中,抗pTα单抗治疗使外周血白血病负荷从90%降至5%,中位生存期延长50%。机制研究表明该效应依赖NK细胞介导的ADCC和补体依赖的细胞毒性(CDC)。
ADC疗法展现卓越疗效
将抗pTα单抗与微管抑制剂(DM1/MMAE)偶联后,药物内化效率达70%(5分钟内)。在PDX模型中,抗pTα-MMAE ADC表现出最强抗白血病活性,可使小鼠生存期延长60%,且对正常T细胞发育无显著影响。
这项发表于《Nature Immunology》的研究具有三重突破意义:首先,明确了pre-TCR作为T-ALL特异性靶点的治疗价值;其次,开发出具有转化潜力的抗pTα-ADC;最后,为理解NOTCH1驱动白血病的分子机制提供了新视角。特别值得注意的是,pre-TCR在正常组织中仅限于胸腺短暂表达,这种时空特异性使其成为理想的"可成药"靶点。该研究为复发/难治性T-ALL患者带来了新的治疗希望,也为其他血液肿瘤的靶向治疗提供了范式参考。
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