发现促进CAR-T细胞高效通过血脑屏障治疗脑胶质瘤新机制

脑胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme, GBM）是危害人类健康的恶性程度最高的肿瘤之一。由于该肿瘤位于脑部，手术无法完全清除肿瘤细胞。再加之血脑屏障的存在，静脉或口服给药难以达到脑部发挥作用。因此，GBM中位总生存期仅为12个月左右，5年生存率不超过5%。

近年来，嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR-T）对于肿瘤治疗取得了里程碑的突破，可以实现对血液肿瘤的完全治愈。点燃了利用CAR-T治疗包括GMB在内实体瘤的希望。然而，对于脑部肿瘤，由于静脉输入的CAR-T细胞无法穿透血脑屏障进入脑部，临床上需要对患者开颅，在输入CAR-T细胞。这样的操作不仅给患者带来额外痛苦，而且临床风险很大。因此，找到一种可以让CAR-T细胞穿透血脑屏障的方法，对于胶质瘤的治疗具有重大意义。报道了通过狂犬病病毒截短糖蛋白RVG29修饰CAR-T细胞，促进其高效通过血脑屏障，增强CAR-T治疗GBM疗效。

CD70属于肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）超家族成员，在多种实体肿瘤如：肾细胞癌、脑胶质母细胞瘤、头颈部鳞癌等均高表达，而在大多数正常组织中表达受限。该团队前期构建了靶向CD70 CAR-T，并验证了其对CD70阳性的脑胶质瘤的杀伤作用。CD70 CAR-T为治疗脑胶质瘤带来新的希望。然而，在动物活体上，CD70 CAR-T难以穿透血脑屏障进入脑部。为了解决这个问题，团队研究人员构建狂犬病毒截短蛋白RVG29修饰的CD70 CAR-T细胞（70R CAR-T）。体外细胞实验证实70R CAR-T细胞对CD70阳性胶质瘤杀伤活性显著提高（图1）。

图1 RVG29的修饰不影响CAR-T细胞体外杀伤活性

（图源：Ji F, et al., Transl Res, 2023）

研究者在成功构建胶质瘤细胞系的小鼠CDX模型以及胶质瘤患者样本的PDOX模型基础上，研究70R CAR-T细胞的抗肿瘤疗效，结果提示70R CAR-T细胞可使小鼠肿瘤完全消退，且疗效优于常规结构的CD70 CAR-T。进一步研究结果显示，RVG29的修饰显著促进CAR-T细胞在脑部的浸润，且无明显的实质器官毒性（图 2）。

图2 RVG29修饰的CAR-T细胞显著促进胶质瘤的消退

（图源：Ji F, et al., Transl Res, 2023）

研究者进一步对体外杀伤后分离的CAR-T细胞通过流式细胞术以及RNAseq研究，初步探索了70R CAR-T胶质瘤优势杀伤的潜在机制，研究发现在相同的杀伤力下，70R CAR-T细胞的凋亡较少。两轮共培养实验后，70R CAR-T细胞的亚群组成中，TCM（中心记忆T细胞）（CCR7+ CD45RO+，CCR7+ CD45RA-）增加，TEM（效应记忆T细胞）（CCR7- CD45RO+，CCR7- CD45RA-）减少（图3）。揭示了70R CAR-T具有更好的持久性和优越的表型和功能特征。

图3 RVG29修饰的CAR-T细胞在多轮杀伤中显示优势

（图源：Ji F, et al., Transl Res, 2023）

RNA-seq结果GO分析表明，70R CAR-T细胞中上调基因与HSCs有关；相反，在70R CAR-T细胞中富集的下调基因主要与T细胞分化、DNA复制和细胞周期相变有关。70R CAR-T细胞与U251细胞共培养后，与持久性相关的基因表达明显增加，而对效应性T细胞分化有影响的代表性基因在共培养中下调（图4）。

图4 70R CAR-T与U251共培养时表现出与持久性相关基因的激活

（图源：Ji F, et al., Transl Res, 2023）

文章结论与讨论，启发与展望

这项研究具有重大理论意义和转化价值，为CAR-T细胞克服血脑屏障提供一种可行的策略，为CAR-T细胞免疫疗法在胶质瘤治疗的转化研究提供新思路和新方法。