Science子刊揭示 CAR T治疗后复发与Th2功能缺陷特异性相关

靶向CD19的CAR T细胞疗法对儿童和成人B-ALL患者非常有效，90%的患者最初对该疗法有应答。然而尽管有如此高的应答率，近50%的患者会复发，其中很大一部分患者依然是CD19阳性。

到目前为止，导致CD19阳性复发的机制仍然不清楚。由于CAR T细胞被批准为治疗B细胞恶性肿瘤的标准剂量可相差10倍，而且在长期随访研究中，持续缓解在很大程度上与剂量无关，因此输液产品的成分似乎比CAR转导的T细胞的数量更关键。因此，了解输注的CAR T细胞的特性是否导致CD19阳性复发和治疗失败是至关重要的。

最近在Science Advances 期刊上来自耶鲁大学生物医学工程系和美国宾夕法尼亚大学遗传学系和生物医学信息学研究所等团队的研究人员发表了“Single-cell antigen-specific landscape of CAR T infusion product identifies determinants of CD19-positive  relapse in patients with ALL”研究，该研究通过结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和对转录体和表位进行细胞索引(CITE-seq) 对CAR T细胞疗法的复发机制的决定因素提供了有价值的见解。

研究人员首先研究了来自12名ALL患者的CAR T输注产品在CAR特异性刺激或T细胞受体(TCR)介导的激活下的单细胞激活情况，并与未刺激的对照组进行了比较。研究团队将12名患者分为长期完全缓解组（CR，超过54个月无复发，n=5），CD19 阳性复发组（RL，中位复发时间=9.6个月，n=5）和无响应组（NR，n=2）。研究通过比较CD19阳性复发患者和耐受应答者共表达的细胞因子表达谱，发现来自RL患者的CAR T细胞有显著的Th2模块表达缺陷。差异基因表达分析表明，与RL患者相比，所有编码Th2功能的主要基因，包括IL13、IL5、IL4和上游调节因子GATA3，在CR患者中均上调。

接下来研究了具有特定功能的细胞的比例是否会影响CAR T治疗的可持续性。从CR和RL样本中激活的CAR+细胞确定了转录上不同的八个亚群，其中亚群4中的细胞具有突出的 Th2 功能。通过细胞占比统计，发现 CR 组 CAR-T 在亚群4中的比例显著高于 RL 组。此外，从 IL4、IL5、IL13 以及主导 Th2 细胞分化的转录因子 GATA3 的单细胞表达分布点状图中可以看出，无论是表达水平还是表达频率，CR 组都明显高于 RL 组。然而亚群2和亚群3的细胞比例在CR和RL组中没有明显差异。这表明Th2功能的缺乏，而不是Th1或趋化因子的相关反应，导致的CD19阳性复发。

为了系统地验证这些预测生物标志物，研究者用流式细胞方法评估了更大的患者回顾队列(n=49)，结果同样证实了与RL患者相比，CR患者的CAR+Th2+频率显著增加。此外，通过使用多重分泌组学分析评估了 22 名患者的 Th2 功能强度，并发现了一致的结果。这些发现提示了一种潜在的策略，通过重新设计具有增强的2型信号转导的CAR T输液产品或在输注后增强Th2功能来改善治疗效果。

由于以患者特有的方式制造和进行CAR T疗法的过程昂贵而漫长，因此迫切需要预测生物标记物来更好地权衡治疗的成本和价值，以有效地延长缓解持续时间。本研究通过对CAR T产品的单细胞多组学分析发现Th2的功能缺陷与CD19阳性复发相关，这增强了我们对CAR T细胞疗法的复发机制的了解以及对我们未来设计和优化CAR T产品来改善治疗效果和延长治疗时间提供了理论基础。

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