近日，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所）教授程濤、沈俊、王建祥團隊及中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授李昕團隊合作圍繞“效率”和“藥效”，開發(fā)了人多能干細胞（hPSC）定向嵌合抗原受體巨噬細胞（CAR-M）高效誘導(dǎo)分化體系，并通過聯(lián)合激活固有-適應(yīng)性免疫實現(xiàn)了hPSC-CAR-M的體內(nèi)強勁抗腫瘤效應(yīng)。相關(guān)研究發(fā)表于《細胞·干細胞》。

嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法已在血液腫瘤治療中取得了顯著的療效，但在實體瘤治療中卻進展緩慢。相比T細胞，巨噬細胞（M）在實體瘤微環(huán)境中不僅具有較強的腫瘤組織浸潤能力，而且具有促進抗原提呈和增強T細胞殺傷活性的作用。

因此，巨噬細胞有潛力被開發(fā)為靶向腫瘤的CAR-M療法，基于CAR-M的免疫細胞療法是攻克實體瘤的重要途徑。與原代巨噬細胞來源有限相比，hPSC具有自我更新和多向分化潛能且易于基因編輯，為“現(xiàn)貨型”CAR-M的制備提供了可能。

當前，hPSC分化產(chǎn)生CAR-M的相關(guān)研究尚處于早期階段，現(xiàn)有分化方法存在周期長、產(chǎn)量低和細胞功能差等難題。如何高效地將hPSC誘導(dǎo)分化為具有強抗腫瘤活性的CAR-M是hPSC-CAR-M療法轉(zhuǎn)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

此前，研究團隊已成功建立了一套無血清、無基質(zhì)細胞共培養(yǎng)，化學(xué)成分明確的hPSC體外單層造血分化體系。在此早期造血分化研究基礎(chǔ)上，該團隊進一步優(yōu)化開發(fā)了hPSC定向巨噬細胞高效分化體系，該體系可在2-3周內(nèi)誘導(dǎo)單個hPSC產(chǎn)生6000個左右的巨噬細胞，相比現(xiàn)有體系提升效率100倍以上。

為了探究hPSC-M的腫瘤靶向殺傷潛能，研究團隊設(shè)計了針對巨噬細胞的不同CAR結(jié)構(gòu)，最終發(fā)現(xiàn)基于UBC啟動子的CAR能夠持久穩(wěn)定地表達在hPSC及其分化全過程，且CAR的轉(zhuǎn)導(dǎo)不影響巨噬細胞分化。在此基礎(chǔ)上，研究人員進一步評估了hPSC-CAR-M的體外腫瘤靶向殺傷潛能，發(fā)現(xiàn)hPSC-CAR-M不僅能吞噬和殺傷血液腫瘤細胞，而且能夠殺傷乳腺癌和卵巢癌細胞。

為了探究hPSC-CAR-M的體內(nèi)抗腫瘤活性，研究團隊首先對hPSC-CAR-M的體內(nèi)持久性及腫瘤浸潤性進行了評價，發(fā)現(xiàn)hPSC-CAR-M具有較強的體內(nèi)持久性（>60天）和腫瘤浸潤性。然而，在荷瘤小鼠體內(nèi)hPSC-CAR-M抗腫瘤活性受抑，顯著下調(diào)M1型巨噬細胞相關(guān)表型和信號。通過進一步驗證和優(yōu)化發(fā)現(xiàn)單磷酰脂質(zhì)A（MPLA）和干擾素γ（IFN-γ）體內(nèi)聯(lián)合注射可以激活hPSC-CAR-M，從而增強hPSC-CAR-M抗腫瘤功能，包括顯著降低腫瘤負荷和延長小鼠生存期。

考慮到巨噬細胞具有促進抗原提呈和增強T細胞殺傷活性的作用，研究團隊接下來探索了hPSC-CAR-M可否通過激活T細胞啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答進一步增強抗腫瘤效應(yīng)。

研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合hPSC-CAR-M共同輸注的T細胞能獲得部分脫顆粒潛能，并產(chǎn)生體外腫瘤殺傷能力。進一步，在淋巴瘤異種移植小鼠模型中，該團隊發(fā)現(xiàn)聯(lián)合T細胞輸注，能進一步增強hPSC-CAR-M體內(nèi)抗腫瘤療效，包括顯著降低腫瘤負荷和延長小鼠生存期。

最后，為了進一步評價hPSC-CAR-M的抗實體瘤作用，研究團隊構(gòu)建了人乳腺癌和卵巢癌異種移植小鼠模型，并發(fā)現(xiàn)聯(lián)合激活固有-適應(yīng)性免疫可顯著降低實體瘤負荷和延長小鼠生存期。

研究人員表示，該研究提供了可顯著提升hPSC-CAR-M分化效率和抗腫瘤活性的可行性策略，為探究CAR-M腫瘤免疫治療奠定了方法學(xué)和理論學(xué)基礎(chǔ)，具有較大的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.stem.2024.04.012

來源：中國科學(xué)報