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突破性研究!首次系统揭示CAR-T与CAR-NKT细胞对抗实体瘤的根本性差异与调控机制

首页 » 《转》译 1小时前 转化医学网 赞(2)
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导读
这项研究为克服当前CAR-T细胞疗法在实体瘤中面临的挑战,开发下一代“现货型”、更安全有效的细胞免疫疗法提供了关键的机制见解和新的策略方向。

近日,一项发表于国际知名期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》的突破性研究,通过高分辨率的时空转录组学分析,首次系统性揭示了CAR-NKT细胞与传统的CAR-T细胞在治疗实体瘤时,在体内行为、代谢动态及免疫调节方面存在根本性差异。这项研究为克服当前CAR-T细胞疗法在实体瘤中面临的挑战,开发下一代“现货型”、更安全有效的细胞免疫疗法提供了关键的机制见解和新的策略方向。


CAR-T和CAR-NKT细胞展现出不同的抗肿瘤功效

CAR-NKT细胞展现卓越抗肿瘤效能与安全性



在抗肿瘤反应过程中,CAR-T和CAR-NKT细胞表现出不同的体内药代动力学和药效学(PK/PD)

研究通过直接比较源自外周血单核细胞(PBMC)的传统CAR-T细胞与源自造血干细胞和祖细胞(HSPC)的、并经过IL-15增强的同种异体CAR-NKT细胞,发现CAR-NKT细胞在多个方面表现更优。

在临床前卵巢癌模型中,CAR-NKT细胞实现了完全的肿瘤清除和长期的动物生存,而CAR-T细胞仅能延缓肿瘤生长,未能实现治愈。机制上,CAR-NKT细胞显示出更强的肿瘤归巢与浸润能力,并能通过CAR依赖和NK受体(NKR)依赖的双重机制杀伤肿瘤细胞,从而有效应对抗原表达异质性或丢失的肿瘤。

更引人注目的是其独特且更优的安全性。研究显示,CAR-NKT细胞的体内扩增更为可控,主要局限于肿瘤所在的腹腔,全身系统性扩散极少,因此未观察到异种移植物抗宿主病相关的毒性。相比之下,CAR-T细胞在后期会出现系统性扩增和迁移,并伴随严重的毒性反应。即使为CAR-T细胞也工程化表达IL-15以增强其持久性,虽然能提升抗肿瘤效果,但会引发严重的细胞因子释放综合征样反应,凸显了安全性隐忧。而同样表达IL-15的CAR-NKT细胞则未观察到此类严重毒性。

时空图谱揭示根本性差异:从药代动力学到细胞状态



时空基因谱分析揭示了CAR-T和CAR-NKT细胞之间不同的聚类动态

研究团队创新性地结合了单细胞RNA测序(scRNA-seq)和体内功能验证,构建了治疗细胞与实体瘤微环境相互作用并扩散至宿主组织期间的独特时空图谱。通过对超过27万个单个细胞的分析,揭示了两种疗法在细胞动力学和分子特征上的显著不同。

1. 截然不同的体内药代动力学(PK/PD):

CAR-NKT细胞注射后呈先扩增后收缩的自我限制模式,并能在体内持久存在超过100天。其组织分布高度局限于肿瘤部位。而CAR-T细胞则表现出不受控的扩增和广泛的全身性分布。

2. 持续的功能状态与更低的耗竭倾向:

在肿瘤微环境中,CAR-T细胞随时间推移迅速表现出耗竭特征,并伴随代谢功能的波动和下降。相反,CAR-NKT细胞在肿瘤内维持了更强的效应样和记忆样表型,耗竭特征显著更低,并保持了稳定、平衡的代谢活动。这种“效应/记忆富集、低耗竭”的细胞状态可能是其长效抗肿瘤活性的关键。

3. 独特的归巢与滞留机制:

CAR-NKT细胞表达高水平的组织驻留和炎症相关趋化因子受体,以及极低的淋巴结归巢受体。其S1PR1低、CD69高的表型进一步促进了组织驻留,减少了通过血液再循环,从而实现了优异的肿瘤内滞留和持久性。


瘤内时程基因谱分析揭示了CAR-T和CAR-NKT细胞之间不同的代谢动态

关键发现:CAR-NKT与CAR-T细胞受不同免疫检查点调控


与输注后第28天收集的CAR-T细胞相比,全组织范围的基因谱分析显示CAR-NKT细胞具有更慢的跨组织平衡和更少的分化进程

研究的一个突破性发现是,调控CAR-NKT和CAR-T细胞活性的关键免疫检查点通路并不相同。通过细胞间通讯分析发现:

  • 在CAR-T细胞与肿瘤细胞的相互作用中,TIGIT-CD112是主要的抑制性受体-配体对。

  • 在CAR-NKT细胞与肿瘤细胞的相互作用中,CD96-CD155是主要的抑制性受体-配体对。

体内功能实验完美验证了这一发现:阻断TIGIT能显著增强CAR-T细胞的抗肿瘤效果,而阻断CD96则能特异性增强CAR-NKT细胞的疗效。这一发现为开发针对特定细胞疗法的“量身定制”式联合免疫检查点阻断策略提供了直接依据,避免了目前PD-1/PD-L1等检查点抑制剂与CAR-T联用在实体瘤中疗效有限的问题。


靶向卵巢癌的CAR-NKT细胞受到与调控传统CAR-T细胞不同的免疫检查点的调节


比较同种异体HSPC来源的CAR-NKT细胞与临床使用的自体CAR-NKT细胞用于实体瘤治疗

研究意义与未来展望

该研究首次通过高分辨率的时空多组学分析,系统比较了CAR-T与CAR-NKT细胞疗法,不仅揭示了CAR-NKT细胞在实体瘤治疗中更优的肿瘤靶向性、持久性和安全性,还发现了其独特的免疫检查点调控网络。

这些发现为将CAR-NKT细胞开发为用于实体瘤的下一代同种异体细胞疗法平台提供了坚实的临床前证据和清晰的优化路径。未来,结合针对CD96等特定通路的基因编辑或药物阻断,有望进一步提升CAR-NKT细胞的疗效,为攻克实体瘤这一细胞治疗领域的长期难题带来新的希望。(转化医学网360zhyx.com)

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41392-026-02602-x

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