近日，上海科技大学免疫化学研究所Richard A. Lerner教授团队和杨光教授团队在组合库筛选方法研究中取得重要进展，在国际知名学术期刊Advanced Science上发表题为“Avidity-Based Selection of Tissue-Specific CAR-T Cells from a Combinatorial Cellular Library of CARs”的研究论文。该研究利用细胞间信号传导，设计和开发了新型组合CAR细胞库，实现肿瘤相关抗原靶点差异化筛选，可获得高肿瘤特异性CAR，不伤正常细胞，有效降低了存在于CAR-T治疗中的肿瘤脱靶副作用（on-target/off-tumor）。
嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T therapy）是继手术治疗、化疗和放疗之后的一种新型肿瘤免疫治疗方法，主要是通过体外细胞工程化改造、激活和增强人体的免疫细胞（如T细胞）使其重新识别肿瘤细胞上特定的抗原，从而引导T细胞高效地杀死肿瘤细胞。由于肿瘤特异性抗原（TSA）非常有限，大部分可用靶点为肿瘤相关抗原（TAA），即在正常细胞和肿瘤细胞表面同时都有表达。传统的筛选方法以高亲和力为指标选择嵌合抗原受体（CAR），无法区分肿瘤细胞和正常细胞。在临床中，肿瘤特异性不高的CAR-T细胞在杀伤癌细胞的同时会攻击正常细胞，从而对患者正常生理功能产生副作用。此外，传统的CAR序列筛选策略是以构建单克隆T细胞为基础，而肿瘤免疫逃逸的一个重要手段是通过“靶位衍生”（epitope spreading）, 导致单克隆开发的CAR-T细胞不可避免地会面临免疫耐受问题。因此，开发能选择性识别肿瘤细胞和正常细胞的多克隆CAR筛选平台，是推动CAR-T疗法进一步拓展的关键步骤。
上海科技大学免疫化学研究所Richard A. Lerner教授团队和杨光教授团队针对以上问题联合开发了一个以组合库技术为基础，利用细胞-细胞之间的相互作用进行快速筛选的多克隆组合CAR细胞库（CCC）策略。该CCC文库以人源抗体基因序列为基础，进行分子重排后，建立一个展示于活细胞表面的高多样性CAR文库。整合了CAR基因文库的细胞携带有适合快速分选的报告基因，可通过细胞间的相互作用直接进行CAR的avidity筛选。当前CCC研究显示，通过CCC与CD38低表达的正常细胞和CD38高表达的肿瘤细胞孵育进行负向和正向差异化筛选，可获得多条有效CAR序列，其中包括优选序列RP02。
图1. CAR细胞库筛选策略
比较RP02与以传统抗体筛选方式所获的序列028，虽然RP02的亲和力弱于028，但是装载了RP02的CAR-T细胞无论是在对肿瘤细胞的特异性杀伤还是细胞因子分泌等方面均要优于装载了028的CAR-T细胞。同时，RP02在安全性方面更胜一筹，当RP02-CAR-T细胞和028-CAR-T细胞分别与低表达CD38的正常细胞共孵育后，RP02-CAR-T细胞可以与76%以上的CD38低表达的正常细胞共存且不被激活；而高亲和力的028-CAR-T细胞则依然可以被低表达细胞激活，并清除了95%以上的CD38低表达的正常细胞。通过CD38的mRNA定量研究发现，RP02和028区分肿瘤细胞和正常细胞的关键因素是CD38在细胞中的表达量。结构表征也进一步证明，RP02在CD38上的结合靶位亦不同于028。所构建的RP02 CAR-T细胞在小鼠的体内抑瘤实验中显示良好的治疗效果。
该研究为解决CAR-T开发过程中所面临的特异性靶点不足、CAR-T细胞无法区分肿瘤/正常细胞所造成的脱靶效应以及免疫细胞治疗中的免疫耐受问题提供了一种新策略，具有十分广阔的应用和转化前景。
上海科技大学副研究员马培翔、博士后任凭、博士研究生张楚悦和博士研究生唐嘉行是论文的并列第一作者，上海科技大学特聘教授Richard A. Lerner和特聘教授杨光为论文的共同通讯作者。
原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202003091
