過繼性免疫細胞療法（Adoptive Cell Transfer Therapy，ACT）是指將收集的患者自身的免疫細胞（殺傷性T細胞），在體外培養(yǎng)改造后，增強其靶向殺傷功能，再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，達到消滅腫瘤細胞的目的。采用這種方法合成的免疫細胞能夠以強大和精準的方式識別和消除癌癥。過繼性免疫細胞療法可分為工程T細胞受體（TCR）治療、嵌合抗原受體（CAR）T細胞治療、自然殺傷細胞（NK）治療和腫瘤浸潤淋巴細胞 （TIL）治療。目前ACT療法的臨床應用主要集中在白血病、淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤等液體腫瘤。實體腫瘤由于表達的特異性抗原多，使用ACT療法存在較大的局限性。2022年6月，加州大學洛杉磯分校的Anusha Kalbasi博士領導的研究團隊與斯坦福大學及賓夕法尼亞大學的研究人員開展合作，在《Nature》上共同發(fā)表了名為“Potentiating adoptive cell therapy using synthetic IL-9 receptors”的文章。研究結果顯示，人工合成的IL-9受體可以讓ACT療法在實體腫瘤小鼠模型中發(fā)揮強大的抗腫瘤能力。

       眾所周知，ACT療法改造后的免疫細胞回輸入體內(nèi)后不久可能逐漸死亡，無法在體內(nèi)有效增殖，使得治療持續(xù)時間較短。因此，在接受過繼性免疫細胞治療之前要通過大劑量的化療或放療來清除體內(nèi)免疫抑制細胞，以延長過繼性免疫細胞在體內(nèi)的生存時間。但大劑量化療或放療帶來的副作用也非常明顯。有研究人員提出可以嘗試向患者體內(nèi)輸入共刺激因子IL-2，誘導T細胞成為廣譜殺傷性細胞，來改善T細胞的存活、功能和抗腫瘤活性，作為一種輔助治療手段。但是，IL-2的作用多效且復雜，IL-2R也不只存在于殺傷性T細胞，由于缺乏選擇性，直接輸入IL-2可能會導致其他非殺傷T細胞的激活，如IL-2還可激活Treg細胞從而抑制免疫作用。輸入高劑量IL-2會造成嚴重的毒性，比如毛細血管滲漏綜合征，這可能是由血管內(nèi)皮細胞驅動的。正交細胞因子受體（Orthogonal receptor）是正常受體的一種突變形式，可選擇性地結合突變的細胞因子，而不與正常的細胞因子結合， 可以保留功能的同時減少毒副作用。基于這個特性，研究人員使用昆蟲表達系統(tǒng)設計了一個新的IL-2嵌合受體，它由正交IL-2的受體胞外結構域（ECD）和融合的受體胞內(nèi)結構域（ICD）組成，并且和小鼠血清白蛋白（MSA）融合表達。接下來他們使正交IL-2細胞因子引發(fā)相應的γc細胞因子信號。γc細胞因子是一組哺乳動物細胞因子，主要由上皮、基質和免疫細胞產(chǎn)生，控制著不同系列的淋巴細胞的正常及病理性激活，主要包括IL-4、IL-7、IL-9和IL-21。進一步研究發(fā)現(xiàn)，用MSA-IL-2（mouse albumin-IL-2）以及MSA-oIL-2（mouse albumin-Orthogonal IL-2）刺激T細胞，MSA-oIL-2刺激o9R（Orthogonal IL-9 receptor）改造的T細胞引起了STAT1、STAT3和STAT5的明顯磷酸化且o9R和o21R（Orthogonal IL-21 receptor）改造的T細胞高表達CD62L⁺、Fas（CD95）和Sca-1，出現(xiàn)與記憶干

細胞樣T細胞（TSCM）相似的表型，具有良好的抗腫瘤活性。

                                           圖1 嵌合正交IL-2受體揭示IL-9R在T細胞中的信號傳導特性

       為了探究o9R信號在實體腫瘤中的作用，研究人員選擇黑色素瘤模型小鼠作為研究對象，采用基因工程改造后使其得以表達對gp100具有特異性的T細胞受體（TCR）。這是一種在B16黑色素瘤中過度表達的黑色素細胞抗原。研究人員從小鼠脾臟中分離出Pmel-1T細胞，分別改造為o2R和o9R Pmel T細胞，然后過繼轉移至黑色素瘤荷瘤鼠體內(nèi)。荷瘤鼠接受輻照，或MSA-IL-2和MSA-oIL-2治療。7天后取小鼠外周血進行Pmel T細胞定量，結果顯示，未經(jīng)放化療（未清除淋巴細胞）的情況下，o9R Pmel T細胞數(shù)量顯著高于對照組，且MSA-oIL-2+o9R Pmel T細胞處理的小鼠瘤體增長更為緩慢，生存時間也存活率也顯著增加。另外腫瘤浸潤量化試驗顯示，與o2R Pmel T細胞相比，o9R Pmel T細胞浸潤更大（圖2）。以上數(shù)據(jù)表明，MSA-oIL-2處理的o9R Pmel T細胞在該模型中抗腫瘤效果更為顯著。

                                          圖2 o9R信號促進Pmel T細胞的抗腫瘤療效

       接下來研究人員探索了 o9R信號在CAR-T療法中的作用。他們選用具有免疫治療抗性的胰腺癌模型作為研究對象。 采用具有IL受體模擬信號的CAR來轉導小鼠原代T細胞，從而得到了CAR-o2R和CAR-o9R T細胞。體外細胞實驗結果顯示，CAR-o9R T細胞在體外對間皮素（MSLN）陽性的胰腺導管腺癌（PDA）細胞系（PDA7940b）顯示了優(yōu)越的抗腫瘤療效。與前面的研究結果相似，CAR-o9R T細胞在接受MSA-oIL-2刺激后，也出現(xiàn)與TSCM相似的表型，IFNγ、TNF、IL-4、IL-9、IL-10、IL-18、IL-22和IL-23分泌水平較CAR-o9R細胞更高（圖3）。

                                          圖3 o9R信號促進CAR-T細胞的抗腫瘤療效

       綜上所述，研究人員通過靶向天然的T細胞受體或嵌合抗原受體的T細胞來攻擊小鼠癌細胞，并利用合成的細胞因子信號來強化T細胞的腫瘤殺傷功能，在兩種難治的癌癥模型（胰腺癌和黑色素瘤）上均取得良好的試驗效果。

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