CAR T细胞疗法作为一种革命性的靶向药,在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得了令人瞩目的成就。然而,将其成功复制到实体瘤治疗领域却面临诸多挑战。实体瘤复杂的微环境充满了各种抑制性因素,例如免疫检查点分子的高表达、调节性T细胞(Tregs)和髓系来源的抑制细胞(MDSCs)的浸润增加等,这些都极大地限制了CAR T细胞的抗肿瘤活性。此外,肿瘤细胞本身的异质性和抗原逃逸机制也使得CAR T细胞难以持续有效地识别和攻击癌细胞。
近年来,科学家们发现肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡(EVs)在肿瘤免疫逃逸过程中扮演着重要角色。EVs能够携带蛋白质、脂质和核酸等多种生物活性分子,通过与免疫细胞的相互作用,改变它们的行为和功能。鉴于此,一项发表在国际权威期刊《Nature Cancer》上的研究深入探究了EVs对CAR T细胞功能的影响及其潜在机制,为优化CAR T细胞疗法在实体瘤治疗中的应用提供了新的策略和理论依据。
肿瘤EVs:抑制CAR T细胞活性的幕后推手
研究团队从多种肿瘤细胞系(如4662细胞、B16-F10细胞等)的培养上清中成功分离并表征了EVs。利用先进技术分析发现,这些EVs具有典型的纳米级尺寸和形态,并富含exosome标志性蛋白,纯度较高。
将分离得到的EVs与CAR T细胞共同孵育后,研究人员观察到惊人的结果:EVs处理不仅显著提高了CAR T细胞表面靶抗原(如MSLN、TRP1)的表达水平,更重要的是,它严重抑制了CAR T细胞的增殖和活性。细胞计数和活力检测显示,经过EVs处理的CAR T细胞增殖率下降约40%,活性降低约30%。进一步的凋亡检测表明,EVs显著增加了CAR T细胞的凋亡率,某些类型的CAR T细胞凋亡率甚至提高了约2.3倍。
揭示EVs抑制CAR T的分子机制
为了探明EVs抑制CAR T细胞功能的具体机制,研究团队对EVs的蛋白质组和RNA组进行了深入分析。结果发现,EVs中富含多种具有潜在免疫抑制作用的分子,其中Serpin B9等蛋白尤为突出。功能实验证实,Serpin B9能够与CAR T细胞表面的特定受体结合,激活下游的凋亡信号通路。当使用Serpin B9特异性抗体阻断其与CAR T细胞的相互作用时,EVs诱导的CAR T细胞凋亡率明显降低。
此外,EVs中的非编码RNA(如miRNA)也被发现能够调节CAR T细胞内的基因表达,从而影响其功能状态。例如,某些miRNA通过靶向抑制关键基因的表达,降低了CAR T细胞的增殖和细胞毒性。
联合疗法:克服EVs障碍的新策略
为了在体内验证EVs对CAR T细胞疗效的影响并探索潜在的克服策略,研究团队构建了小鼠肿瘤模型。实验结果显示,预先注射EVs的小鼠,其肿瘤生长速度明显加快,CAR T细胞在肿瘤组织中的浸润数量也显著减少,中位生存时间缩短。
令人振奋的是,当将CAR T细胞治疗与anti-PD-1抗体治疗联合应用时,小鼠的肿瘤生长受到显著抑制,肿瘤体积增长速度大幅减缓,小鼠生存时间显著延长,并且肿瘤组织中CAR T细胞的浸润数量也明显增加。这表明,联合PD-1阻断剂可能有助于克服EVs介导的免疫抑制,增强CAR T细胞在实体瘤中的疗效。
图:联合Se9-CAR T细胞和PD1阻断剂改善实体瘤治疗效果
结论与展望
这项研究首次系统地揭示了肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡(EVs)通过向CAR T细胞传递负向调控信号,抑制其增殖、存活和细胞毒性,从而削弱CAR T细胞疗法在实体瘤中效果的关键机制。EVs中的特定蛋白(如Serpin B9)和RNA分子(如miRNA)是触发CAR T细胞内凋亡和抑制信号通路的罪魁祸首。这一发现不仅揭示了EVs在肿瘤免疫逃逸中的新机制,也为开发新的靶向药策略、优化CAR T细胞疗法提供了重要的理论依据和潜在靶点。
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原始出处:
Overcoming extracellular vesicle-mediated fratricide improves CAR T cell treatment against solid tumors. Nat Cancer. 2025 Apr 15. doi: 10.1038/s43018-025-00949-8. Epub ahead of print. PMID: 40234680.