嵌合抗原受體(car)t細胞治療是適應性免疫治療的前沿。car-t細胞是由t細胞設計而來的,通過促進癌細胞表面的相互作用來特異性地靶向腫瘤細胞。car-t細胞的激活導致了由car-t細胞產生的細胞因子和趨化因子產生的細胞信號通路的增加,以破壞靶向腫瘤細胞。這篇綜述旨在展示使用不同類型的檢測方法來檢測car-t或t細胞活化和殺傷靶腫瘤細胞的效果。
cd19特異性car-t治療,kymriah®和yescarta®分別治療急性淋巴細胞白血病(all)和非霍奇金淋巴瘤,為臨床中具有更多car-t靶點的其他car-t治療打開了大門。到目前為止,主要成功的藥物是靶向血液惡性腫瘤。它比實體腫瘤更容易靶向,而實體腫瘤由于免疫抑制微環境而具有更高的屏障(wang et al.)。
car-t設計包括一個抗原結合位點、鉸鏈和間隔區,以及細胞內激活域。第一代表達一個t細胞內激活信號域(cd3ζ),而第三代現在通常表達共刺激域(cd28,或4-1bb)(androulla和lefkothea)。
一、car-t細胞活化
當car-t細胞識別腫瘤抗原并與腫瘤細胞結合時,細胞因子、穿孔素和顆粒酶的釋放,會導致腫瘤細胞和周圍間質中的細胞死亡(benmebrarek et al.)。這些細胞因子可包括ifnγ、tnfα、il-2和il-8。在模擬car-t治療的共培養體外模型系統中,可以在細胞上清液檢測到。
von scheidt等使用alphalisa檢測了在存在雙特異性cmyc/cd40抗體的共培養環境下,car-t細胞產生的ifnγ。cmyc標簽僅存在于car-t細胞中,cd40在抗原提呈細胞(apcs)上表達,包括樹突狀細胞、單核細胞、巨噬細胞和b細胞的亞群。在cd40+apcs通過流式細胞術和ifnγ釋放來檢測car-t細胞增殖,其對照組為未轉導car分子的僅包含c-myc tagged anti-her2。
copyright: von scheidt, b. et al. enterotoxins can support car t cells against solid tumors. pnas 116:50 (2019). figure reproduced with permissions granted by pnas.
二、car-t殺傷功能檢測
除了使用細胞因子的釋放來測量car-t細胞的活性外,對靶向腫瘤細胞群中特異性細胞裂解的檢測也顯示了car-t細胞的殺傷活性。delfia eutda細胞毒性試劑安全、快速的用batda試劑標記靶細胞,一旦進入細胞,內酯酶裂解batda底物形成tda,不能再穿過細胞膜屏障。標記靶細胞的裂解釋放上清液中的tda,然后將其轉移到檢測板上,并與銪溶液結合生成熒光分子eutda。信號與靶細胞的死亡呈現正相關。
du s-h等使用delfia eutda細胞毒性試劑、raji和daudi細胞,比較了多種抗cd19 car分子的car-t細胞的殺傷功能。如下圖,相對于對照組mock和gfp car-ts,幾乎所有car分子均使得殺傷率顯著增加。證明了將car-t添加到t細胞亞群和提高細胞殺傷能力是有效的。
copyright: du s-h, li z, chen c, tan w-k, chi z, kwang tw, et al. (2016) co-expansion of cytokine-induced killer cells and vγ9vδ2 t cells for car t cell therapy. plos one 11(9): e0161820.
三、聯合免疫療法
免疫療法的另一種策略是尋找能增強t細胞活性的小分子或生物制劑。靶向ctla4或pd1途徑的檢查點抑制劑分子。檢查點抑制劑靶向t細胞上的抑制性受體,重新激活抗腫瘤免疫反應(havel et al.)。
dextaras等依據上述思路篩選小分子,通過檢測t細胞活化的標志物-ifnγ,使用htrf技術來篩選可以促使ifnγ分泌增加的小分子。
dexesas等人篩選了大約500種小分子。研究發現36個活性分子增加了ifnγ的分泌。這些結果通過正交分析,如細胞增殖,并通過qrt-pcr,最終得到4種化合物,認為可針對braf突變黑色素瘤患者進行下一步研究。
copyright: dextras, c. et al. (2020). identification of small molecule enhancers of immunotherapy for melanoma. scientific reports. 10:5688
體外car-t或t細胞的活化可以使用alphalisa和htrf等均相檢測技術檢測ifnγ來評估。方法簡單,靈敏,穩定,以最少的樣本消耗最快的獲得結果。此外,共培養實驗中的靶細胞死亡可以使用delfia eutda細胞毒性試劑來檢測。穩定的熒光替代更傳統的cr51釋放檢測。
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參考文獻
1.wang, z. et al. (2017). current status and perspectives of chimeric antigen receptor modified t cells for cancer treatment. protein cell, 8:896-925
2.androulla and lefkothea (2018). car t-cell therapy: a new era in cancer immunotherapy. current pharmaceutical biotechnology, 19 p5-18
3.benmebarek, m. et al. (2019). killing mechanisms of chimeric antigen receptor (car) t cells. international journal of molecular sciences, 20:1283
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5.du s-h, li z, chen c, tan w-k, chi z, kwang tw, et al. (2016) co-expansion of cytokine-induced killer cells and vγ9vδ2 t cells for car t cell therapy. plos one 11(9):
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