文 | 曼话

CAR-T在治疗血癌方面的突破有目共睹，自2017年以来，已有5款CAR-T疗法获FDA批准上市，累计适应证包括急性淋巴细胞白血病、多种类型淋巴瘤和多发性骨髓瘤。然而，在治疗实体瘤方面，CAR-T仍有很多障碍尚未克服，包括如何确保CAR-T特异性杀伤肿瘤细胞而不影响健康细胞，以及如何使CAR-T细胞能够完全清除抗原异质性实体瘤。

封面论文 | CAR-T升级。最新发表的两篇论文证实，只在肿瘤部位开启CAR表达的SynNotch-CAR T细胞具有肿瘤特异性，且可使CAR-T细胞保持在一个较不耗竭的状态。SynNotch-CAR T细胞治疗降低了胶质母细胞瘤、间皮瘤和卵巢癌小鼠模型的肿瘤负担。因此，synNotch-CAR T细胞是克服实体瘤治疗相关挑战的一个有吸引力的选择。（来源：Science Translational Medicine）

4月28日，在发表于Science Translational Medicine杂志上的两篇论文中，来自加州大学旧金山分校(UCSF)的科学家们报道称，他们开发出了能够有效对抗实体瘤的新型CAR-T细胞——SynNotch-CAR T，为治疗长期以来CAR-T无法触及的各种癌症打开了大门。这两项成果也登上了当期杂志的封面。

来源：Science Translational Medicine

在题为“SynNotch-CAR T cells overcome challenges of specificity, heterogeneity, and persistence in treating glioblastoma”的第一篇论文中，Wendell Lim教授领导的研究小组在胶质母细胞瘤中测试了SynNotch-CAR T细胞。胶质母细胞瘤是最具侵袭性的脑癌，由于肿瘤的复杂性，目前医生还没能成功地用免疫疗法来治疗这类癌症。不过，该研究小组证实，SynNotch-CAR T利用一种两步走的过程来寻找癌细胞，能够完全清除小鼠大脑中人类患者来源的肿瘤，且没有显示危险的副作用和高复发风险。

事实上，先前，科学家们在开发胶质母细胞瘤CAR-T疗法方面已经做了大量努力，但缺乏理想的靶抗原（既要具有肿瘤特异性，也有具有肿瘤均质性）一直是无法摆脱的困境。一些靶抗原（如EGFRvIII）虽然只在胶质母细胞瘤细胞上表达，但是并不是所有的胶质母细胞瘤细胞都表达这一靶点，因此，一些癌细胞能够逃避相应CAR-T细胞的攻击，最终导致癌症复发。另外有一些靶抗原（如EphA2、IL13Rα2），虽然在绝大多数胶质母细胞瘤细胞中表达，但也存在于健康组织中，如肝脏、肾脏、食道和生殖器官，因此，靶向这些靶点的CAR-T会损害健康组织，使患者处于危险之中。

为了解决这一困境，Lim教授实验室设计了一种名为synNotch（synthetic notch）的系统， 也被称为“prime-and-kill”回路。在该回路中，synNotch受体（一种工程化受体，当识别其同源抗原时，可激活转录输出）会启动靶向杀伤性抗原的CAR的表达。利用synNotch系统，科学家可以对CAR-T细胞进行编程，以确保CAR-T只有在遇到它们被编程为目标的分子时才会启动攻击。也就是说，SynNotch-CAR T细胞既需要识别启动抗原（synNotch抗原）也需要识别杀伤性抗原（CAR抗原）。这种“prime-and-kill”回路也可以被认为是“if - then”回路，因为只有先被synNotch配体启动，它们才能执行CAR诱导的杀伤。

在T细胞中设计prime-and-kill回路的基本原理：工程T细胞首先由“识别肿瘤特异性但异质性的EGFRvII抗原的synNotch受体”启动，然后通过识别均质性但不完全是肿瘤特异性的抗原EphA2 或IL13Rα2来诱导CAR的表达，进而启动杀伤程序。为了降低肿瘤逃避SynNotch-CAR T杀伤的可能性，科学家们设计了串联CAR，同时靶向两个杀伤性抗原（CAR抗原）：EphA2 和IL13Rα2。这个设计思路是，结合启动抗原（synNotch抗原）的特异性，以及杀伤性抗原（CAR抗原）的均质性，原则上能够产生特异性且完全的肿瘤杀伤效果（来源：Science Translational Medicine）

具体来说，为了杀死胶质母细胞瘤，研究小组调查了这类多抗原靶向策略（multi-antigen targeting strategie）。其中一种SynNotch-CAR T以肿瘤特异性胶质母细胞瘤新抗原EGFRvIII为启动抗原（synNotch抗原），以EphA2 和IL13Rα2为杀伤性抗原（CAR抗原）。也就是说，由SynNotch受体识别EGFRvIII抗原启动识别EphA2 和IL13Rα2的串联CAR的局部表达。如前文所说，虽然EphA2 和IL13Rα2在绝大多数胶质母细胞瘤细胞中表达，表现出肿瘤均质性，但它们也存在于健康组织中，因此它们并不是传统单靶向CAR-T的理想靶点。但是，如果通过“启动抗原”使靶向EphA2 和IL13Rα2的双特异性CAR只在胶质母细胞瘤中表达，那么可能既可避免对健康组织的危害，也可实现对胶质母细胞瘤更全面而彻底的杀伤，同时还可以防止因单个抗原丢失而导致的复发。