综述:利用先进制造和基因工程技术对γδ T细胞进行重编程用于癌症免疫治疗

【字体: 时间:2026年03月11日 来源:Cells 5.2

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  本综述探讨了γδ T细胞作为下一代“即用型”同种异体细胞疗法在癌症治疗中的巨大潜力。文章系统论述了其相对于传统αβ CAR-T细胞的优势(如无移植物抗宿主病风险、固有抗肿瘤活性),重点分析了Vδ1、Vδ2等主要亚群的特性和扩增方法,并详细介绍了为γδ T细胞量身定制的多种先进基因工程策略(如细胞因子装甲、非信号传导CAR、优势负性受体等),旨在克服实体瘤治疗中的障碍,为下一代细胞免疫疗法指明了方向。

  
利用先进制造和基因工程技术对γδ T细胞进行重编程用于癌症免疫治疗
引言
使用自体αβ T细胞的过继性免疫疗法在治疗多种癌症类型中已取得显著成功,其中嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法的出现具有里程碑意义。然而,自体CAR-T细胞疗法可扩展性差,且在实体瘤中疗效有限。因此,寻找可填补这些空白的替代策略引起了广泛兴趣。γδ T细胞是一个有吸引力的选择,因为它们具有固有的抗肿瘤活性,并且在作为同种异体药物产品使用时不会引发移植物抗宿主病(GvHD)。
γδ T细胞亚群
人类主要有三种γδ T细胞亚型,其特征在于表达Vδ1、Vδ2或Vδ3 TCR亚基。
Vδ2细胞是外周血中的主要循环亚型,约占成人外周血单个核细胞中所有T细胞的1-5%,其中高达95%为Vδ2亚型。它们被甲羟戊酸途径的磷酸化抗原(pAg)中间体激活,该途径在恶性细胞中通量增加,使Vδ2细胞成为转化关键标志的内在监视系统。其识别通过BTN2A1-BTN3A1-BTN3A2嗜乳脂蛋白家族复合物介导。
相比之下,Vδ1 T细胞主要存在于皮肤、粘膜或皮下组织、肠上皮、肺、生殖器官、肝脏和脾脏等组织中,具有高度的组织向性。在一些实体瘤类型中,肿瘤浸润性Vδ1(而非Vδ2)细胞的存在与改善的预后相关。Vδ1 TCR的配体尚未完全明确,但有些显示出对CD1家族成员或MR1的限制性。
Vδ3细胞在外周循环中罕见,主要定位于胃肠道和肝脏。它们与Vδ1细胞识别相似的配体,并且同样表达CD16以介导抗体依赖性细胞毒性。
γδ T细胞的扩增方法
Vδ2 T细胞的扩增:通常使用合成磷酸化抗原(如溴氢化焦磷酸,BrHPP)或氨基双膦酸盐药物(如唑来膦酸,ZOL)联合白细胞介素-2(IL-2)来扩增外周血单个核细胞来源的Vδ2细胞,纯度可超过90%。然而,这种方法可能导致Vδ2细胞耗竭和激活诱导的细胞死亡(AICD)。使用BTN3A1激动性单克隆抗体或转化生长因子-β(TGF-β)进行扩增是新兴的优化策略,后者扩增出的“T2细胞”表现出增强的抗肿瘤活性和对免疫抑制的抵抗力。
Vδ1 T细胞扩增:临床级扩增方案(如“DOT细胞”协议)涉及两步磁珠分选,随后在包含IL-21、IL-1β、IL-4、干扰素-γ和抗CD3单克隆抗体OKT3的细胞因子混合物中培养。此类扩增的DOT细胞群体高表达自然杀伤细胞相关的细胞毒性受体。
通用扩增策略:使用人工抗原呈递细胞(aAPC),通常是经过基因工程改造的K562细胞系,共表达共刺激分子(如4-1BBL、CD86)和膜结合细胞因子(如mbIL-15),可高效扩增γδ T细胞,并兼容CAR转导。此外,使用抗Vδ1或Vδ2抗体加可溶性抗CD28进行抗体基扩增,也是一种无需饲养细胞的可行方法。
规模化与自动化制造平台:为了实现“即用型”同种异体疗法,可扩展、自动化的制造平台至关重要。诸如Miltenyi Biotec CliniMACS Prodigy?、Lonza Cocoon?和G-Rex?培养系统等平台已被探索或适用于γδ T细胞的规模化生产,以减少批次差异和操作依赖性。
γδ T细胞的新型基因工程策略
传统为αβ T细胞优化的CAR设计可能在γδ T细胞中引起配体非依赖性(强直)信号传导,导致过早分化和功能耗竭。因此,需要为γδ T细胞量身定制工程策略。
新型CAR结构:嵌合共刺激结构域受体(CCR)仅包含共刺激基序(如DAP10)而无CD3ζ激活结构域,可与内源性γδ TCR形成布尔逻辑门,在消除强直信号的同时保留抗肿瘤活性。非信号传导CAR(去除CD3ζ)则能通过共定位作用引导γδ T细胞对靶细胞的固有杀伤。
细胞因子装甲:让γδ T细胞分泌细胞因子(称为装甲CAR或TRUCK)可增强其持久性和功能。例如,共同表达IL-15可增强CAR γδ T细胞的扩增和抗肿瘤功效。对前体IL-18进行工程化改造,使其仅在被激活的γδ T细胞中由颗粒酶B切割激活,可显著增强Vδ2细胞的抗肿瘤活性,并上调线粒体质量和相关代谢转运蛋白。
调理素分泌型γδ T细胞:这是一种替代策略,工程化细胞分泌肿瘤特异性的单链抗体-Fc融合蛋白,作为肿瘤细胞与γδ T细胞(以及其他表达Fc的旁观者细胞)之间的桥梁,从而募集更广泛的免疫攻击。
优势负性受体:表达显性负性TGF-β受体II(dnTGFβRII)可使CAR γδ T细胞抵抗肿瘤微环境中TGF-β的免疫抑制作用,改善其细胞毒性和持久性。
细胞内在免疫检查点阻断:设计分泌抗PD-1单链抗体的CAR γδ T细胞,可局部中和抑制性免疫信号,从而增强肿瘤浸润和疾病控制。
CAR替代方案:T细胞受体融合构建体(TruC)将合成抗原识别结构域直接融合到CD3ε上,使其能整合到TCR/CD3复合物中,从而同时利用γδ T细胞的先天和适应性免疫功能。
化疗耐药性Vδ2细胞:通过使Vδ2细胞过表达O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT),可赋予其对替莫唑胺的耐药性,从而允许与这种可上调NKG2D配体的化疗药物联合使用,治疗如胶质母细胞瘤等肿瘤。
工程化γδ T细胞疗法的临床经验
迄今为止,基因修饰γδ T细胞疗法的临床经验仍处于早期阶段,大多数已注册的研究是I期试验,且多采用同种异体方法,这凸显了其GvHD风险极低的优势。
早期数据显示了良好的安全性和有希望的疗效信号。例如,Adicet Bio的CD20 CAR Vδ1细胞疗法(ADI-001)在B细胞恶性肿瘤患者中,6名治疗患者中有4名达到完全缓解,且未观察到GvHD或剂量限制性毒性。然而,反应持久性不足,该肿瘤学项目已中止。IN8Bio的MGMT工程化Vδ2细胞治疗胶质母细胞瘤的I期试验建立了良好的安全性,但II期研究已终止,突显了治疗此类实体瘤的挑战。针对B7-H3的CAR γδ T细胞通过鞘内给药治疗复发性胶质母细胞瘤等疾病,已显示出初步疗效迹象,但反应持久性尚不明确。
未来方向与待解决问题
在实现工程化γδ T细胞的全部治疗潜力之前,仍需解决若干挑战。需要更深入地理解γδ T细胞亚群间的生物学差异,以确定针对特定疾病的有效策略。Vδ2细胞主要用于循环系统,可能最适合治疗血液恶性肿瘤;而非δ2细胞(主要是Vδ1)的组织定居性可能使其更适用于治疗实体瘤。包含多种亚型的混合产品也可能是更好的选择。
制造工艺必须在符合GMP法规的前提下设计,并最大限度地利用自动化、封闭式处理、可扩展性和数字数据存储。CAR设计需要进一步优化,以更好地与γδ T细胞底盘兼容,避免耗竭并利用其独特功能(如先天应激感应和ADCC)。增强持久性、减少耗竭仍是关键挑战,细胞因子装甲、检查点阻断等组合策略值得探索。此外,同种异体细胞的宿主排斥问题也需要通过“否决”系统(如靶向CD70的CAR)等策略来应对。
结论
基因工程化的γδ T细胞代表了一项有前途的进展,有潜力为多种肿瘤类型提供可扩展的同种异体“即用型”疗法。这些细胞的安全性非常好,与αβ T细胞相比,细胞因子释放引起的毒性更低。几乎没有临床证据表明γδ T细胞会引起GvHD,因此无需对工程化αβ T细胞同种异体应用所需的复杂基因组编辑。早期的临床试验数据有限但充满希望,继续对CAR和非CAR γδ T细胞平台进行临床评估,以确定其持久性、安全性和有效性,对于指导γδ T细胞疗法的未来应用至关重要。
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