Cell:艾滋病研究重大成果:CAR-T免疫疗法显著减少HIV感染!

2019-10-27 小通 生物通

Xyphos和Gladstone研究所发布的数据表明减少了HIV感染,结果发表在最新一期的Cell杂志上。

Xyphos和Gladstone研究所发布的数据表明减少了HIV感染,结果发表在最新一期的Cell杂志上。



Gladstone研究所和Xyphos Biosciences合作的一项研究表明,基于CAR-T细胞免疫疗法的一项新技术在在多个治疗领域显示出巨大的希望,尤其是在抗击HIV方面,这种技术可缩小接受抗逆转录病毒治疗的患者体内持续存在的感染细胞的储存库。

这一新技术名为convertibleCAR?,相关研究成果公布在10月24日的Cell杂志上。

抗逆转录病毒疗法(ART)可以抑制HIV感染,但不能从宿主中清除病毒。一些病毒藏匿在细胞内部,形成了所谓的潜在艾滋病毒库。艾滋病毒可以在患者中断治疗后,从这种储存库藏身处中立即重新开始致命感染,迫使患者终生需要抗病毒治疗。

潜在的储存库是治愈HIV/AIDS的主要障碍,Gladstone研究所的Warner C. Greene博士一直希望能靶向它,清除病毒,Greene博士是Gladstone 研究所HIV治愈研究中心主任,也是这篇文章的通讯作者。研究表明,储存库越大,控制就越困难,并且病毒在治疗失败后反弹的速度也就越快。

“我们的工作重点是缩小潜在的储存库,并设计能够控制较小储存库的免疫反应,从而终止抗逆转录病毒疗法。这种‘减少和控制策略’有助于艾滋病毒的持续缓解或功能性治愈。”,Greene博士说。

特殊的CAR-T技术

常规的CAR-T技术需要改造一种免疫细胞形式,也就是细胞毒性T细胞,使其在表面表达抗体。抗体部分可使细胞毒性T细胞驻留在靶细胞(例如白血病细胞)中,并对其进行攻击和破坏。但是,对于每种新的病原体或癌细胞,必须制造出新的常规CAR-T细胞,产生新的靶向抗体,这非常耗时且昂贵。

相比之下,convertibleCAR技术使细胞毒性“杀手” T细胞与任意数量的抗体结合成为可能。这对于抵抗诸如HIV之类的病原体至关重要,因为像是HIV存在数百种不同的变体。

“这种灵活的技术有可能彻底改变CAR-T系统,科学家们可以一次性将convertibleCAR细胞递送给患者,从中医生施用最适合治疗患者疾病的抗体或抗体混合物。”Greene说。

这样的应用非常有前景,但是还处于发展初期。

Greene说:“这项研究是一个概念验证实验,在该实验中,我们发现可以将一种重要的抗HIV抗体(称为‘广泛中和抗体')与convertibleCAR细胞结合起来,从而成功地攻击该储存库。”

变化多端的武器

事实证明,传统的CAR-T细胞在血液癌症(例如淋巴瘤儿童白血病)的缓解方面非常成功。

但是作为抗HIV感染的疗法,传统的CAR-T细胞并不完美。

文章第一作者,Greene实验室的Eytan Herzig说:“传统CAR-T的缺陷在于,它们被设计为靶向癌细胞上的单个分子,一旦注入,就无法加以控制。”

HIV是一种快速的变形器,研究证明它可以逃避每种形式的单药治疗。感染者拥有大量不同形式。携带单一抗体作为抗HIV武器的CAR-T细胞不会取得长期成功。

在这篇文章中,科学家通过将靶向抗体与细胞毒性杀伤细胞分离,克服了许多缺点。

Xyphos首席科学官David W. Martin博士解释说:“我们对convertibleCAR细胞进行了工程改造,使T细胞可以在其表面表达被最小修饰的人类受体蛋白NKG2D。”

修饰过的NKG2D受体可以将T细胞变成有效的杀手,但前提是与它的伴侣结合。它的伴侣是一种叫做MIC-A的蛋白质,研究人员对其进行了修剪和修饰,使其可以与NKG2D受体特异性结合。然后,他们将其融合到靶向抗体的碱基上,创建了所谓的MicAbody?。这样靶向MicAbody就可以紧密的与convertibleCAR细胞结合,且这一作用排他。

“MicAbody是一种很棒的解决方案,并且比整个新型CAR-T细胞更容易批量生产和生产。”

此外,经过修饰的NKG2D-Mic组合可提供一种方便的方式,可以提供一个终止开关,或者如果长时间休息后需要激活这些细胞,则可以提供增强的传递。

“由于它是模块化的,因此我们认为ConvertibleCAR将比传统的CAR-T更安全,用途更广,并且可以进行外部控制。”

但是,这项技术是否可以在血液癌症以外的疾病上起作用呢?

强大的组合

为了解决潜在的HIV病毒库,研究人员一直在实验室中测试广泛中和抗体:bNAb。

Herzig解释说:“它们之所以被称为广泛中和抗体,是因为它们不仅可以中和一种特定的病毒株;而且还可以中和大量病毒株。”

但是单靠bNAb不足以杀死感染HIV的细胞。他们需要杀伤性T细胞,而在HIV感染患者中,问题在于杀伤性T细胞已经耗尽,或者潜在的储存库中含有对这些细胞具有抗性的病毒。

Herzig和Greene认为,通过将bNAb和convertibleCAR细胞结合,它们可能获得所需的杀伤力。

因此他们与Xyphos科学家合作,从bNAbs产生MicAbodies,并在各种实验室分析中测试了结合Mic-bNAbs的可转化CAR细胞。

结果证明,可转化的CAR细胞与Mic-bNAbs结合特异性杀死了感染的CD4 T细胞,但未杀死未感染的细胞。它们仅与Mic-bNAb结合时才杀死受感染的细胞,而不是单独或与非针对HIV的MicAbodies结合时才杀死。

换句话说,ConvertibleCAR恰恰证明了其设计时追求的多功能性和特异性。

最后,Herzig和Greene测试了ConvertibleCAR-Mic-bNAb平台是否可以在ART上攻击存在于HIV感染者血液中的潜伏储存库。

结果发现在接触后48小时内,已清除了一半以上的活化的,表达HIV的细胞。

展望

但是在这项技术进入临床之前,仍然存在许多障碍。

一方面,由于潜伏库通常对免疫系统是不可见的,因此必须首先激活它,产生bNAb可以看见并靶向的病毒蛋白。当前可唤醒储存库细胞的化合物:潜伏期逆转试剂(latency reversing agents,生物通注),虽然有效,但是毒性太大,无法在患者体内中使用。

Herzig说:“但是,如果我们能够一次激活5%到10%的储存库,并反复且定期地用convertibleCAR-MicAbodies杀死它,我们就可以随着时间的推移大大减少储存库。”

此外,实验室产生的convertibleCAR细胞可能会在宿主中触发有害的免疫反应,除非它们源自患者自身的细胞。Xyphos目前正在探索通用的供体细胞,这种细胞经过基因修饰,可以避免攻击或被患者的细胞排斥。

“ConvertibleCAR技术可以帮助推动艾滋病毒的治疗,单个convertibleCAR细胞与多个MicAbodies复用的可能性令这一平台非常有希望解决与多种细胞或病原体变异相关的疾病,比如癌症,并且避免普遍的耐药性问题” 。

原始出处:Eytan Herzig, Kaman Chan Kim, Thomas A. Packard, et al. Attacking Latent HIV with convertibleCAR-T Cells, a Highly Adaptable Killing Platform. Cell. October 24, 2019

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