CD28共刺激结构域相较于4-1BB增强CER T细胞在卵巢癌小鼠模型中的疗效

【字体: 时间:2026年03月12日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本文针对晚期上皮性卵巢癌因免疫抑制性肿瘤微环境(TME)导致的低生存率问题,研究了在FSH受体阳性小鼠模型中,表达FSH的嵌合内分泌受体(CER) T细胞疗法。研究人员比较了包含CD28ζ与4-1BBζ共刺激结构域的FSH-CER T细胞,发现FSH-CD28ζ CER T细胞在体内外均展现出更强的细胞毒性、增殖能力和细胞因子分泌。结果表明,CD28ζ共刺激结构域可显著增强疗法疗效,但T细胞耗竭问题仍构成挑战,这为卵巢癌免疫治疗提供了新思路并提示了未来优化方向。

  
卵巢癌,尤其是上皮性卵巢癌(Epithelial Ovarian Cancer, EOC),是女性癌症相关死亡的重要原因。尽管治疗手段不断进步,但晚期EOC患者的5年生存率依然令人担忧。这背后的困境主要源于肿瘤的异质性和一个被称为肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的复杂“堡垒”——它是一个高度免疫抑制的场所,会严重削弱人体免疫系统的攻击能力。为了攻克这个坚固的堡垒,科学家们将目光投向了经过基因工程改造的免疫细胞,希望它们能成为精准打击肿瘤的“特种部队”。其中,嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor, CAR) T细胞疗法在血液肿瘤中取得了革命性成功,但在实体瘤(如卵巢癌)中却步履维艰。一个重要挑战是如何为这些“特种部队”选择最佳“装备”,以增强其战斗力并克服恶劣的肿瘤微环境。
于是,一项发表于《Scientific Reports》的研究探索了一条略有不同但思路巧妙的路径:研究人员没有使用传统的CAR,而是构建了一种靶向卵泡刺激激素(Follicle-Stimulating Hormone, FSH)的嵌合内分泌受体(Chimeric Endocrine Receptor, CER) T细胞。为何选择FSH?因为它的受体(FSH Receptor, FSHR)在多种卵巢癌细胞上高度表达,而在正常组织中表达有限,这使其成为一个有潜力的治疗靶点。但关键问题来了:为这些CER T细胞配备哪种“动力核心”(即共刺激信号结构域)能让他们在卵巢癌的恶劣战场中表现更出色呢?是CD28还是4-1BB?这两种结构域是CAR-T设计中的常见选择,但它们在T细胞的持久性和杀伤力上可能各有侧重。为了回答这个问题,研究团队开展了一项系统的比较研究。
研究者们构建了两种不同的FSH-CER T细胞:一种携带CD28共刺激结构域(FSH-CD28ζ CER T细胞),另一种携带4-1BB共刺激结构域(FSH-4-1BBζ CER T细胞)。他们利用了一种表达人FSHR的小鼠卵巢癌细胞系(ID8-FSHR)来建立同系小鼠模型,这模拟了人类疾病的关键特征。研究通过体外细胞杀伤实验、细胞增殖与细胞因子分泌检测,以及体内小鼠模型的肿瘤生长监测和生存分析,系统比较了两种CER T细胞的疗效差异。同时,他们还密切关注了T细胞在战斗过程中的状态,特别是是否出现了功能衰竭。
主要研究技术与方法概览
本研究核心技术包括:1) 分子克隆与慢病毒转导技术,用于构建表达不同共刺激结构域(CD28ζ或4-1BBζ)的FSH-CER载体,并制备CER T细胞;2) 使用稳定表达人卵泡刺激激素受体(FSHR)的小鼠卵巢癌细胞系ID8-FSHR建立同系移植瘤小鼠模型;3) 多种流式细胞术分析,用于评估T细胞表型、活化标志物、衰竭标志物(如PD-1, LAG-3, TIM-3)及细胞内存的细胞因子;4) 体外细胞毒性测定(如铬-51释放实验)和细胞增殖测定,以量化T细胞功能;5) 体内疗效实验,通过活体成像和测量肿瘤体积来监测肿瘤负荷,并记录小鼠生存期。
研究结果
CD28共刺激结构域在体外增强CER T细胞功能
研究人员首先在实验室培养皿中检验了两种CER T细胞的战斗力。当面对ID8-FSHR肿瘤细胞时,FSH-CD28ζ CER T细胞展现出了比FSH-4-1BBζ CER T细胞更强的直接杀伤能力。不仅如此,在受到肿瘤抗原刺激后,FSH-CD28ζ CER T细胞增殖得更快、更多,仿佛获得了更强的扩增动力。同时,它们分泌的“战斗信号分子”——如干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)——也显著高于携带4-1BBζ的同伴。这些结果清晰地表明,在脱离生物体复杂环境的体外条件下,CD28共刺激结构域为CER T细胞提供了更迅猛的初始活化和效应功能。
FSH-CD28ζ CER T细胞在体内表现出更优越的抗肿瘤疗效
实验室的结果令人鼓舞,但真正的考验在活体动物体内。研究人员将ID8-FSHR肿瘤细胞植入小鼠体内形成肿瘤,然后分别给小鼠输注两种不同的CER T细胞或作为对照的不相关CER T细胞。活体成像和肿瘤测量数据显示,接受FSH-CD28ζ CER T细胞治疗的小鼠,其肿瘤生长得到了最有效的抑制,肿瘤负荷显著降低。更重要的是,这种更强的肿瘤控制能力直接转化为了生存获益:与接受FSH-4-1BBζ CER T细胞或对照治疗的小鼠相比,FSH-CD28ζ治疗组的小鼠存活时间明显延长。这证明,在模拟真实疾病的小鼠模型中,配备CD28“动力核心”的CER T细胞是更有效的抗肿瘤“战士”。
CER T细胞在治疗过程中出现耗竭
然而,胜利的喜悦中隐藏着一个严峻的挑战。研究人员监测了输注到小鼠体内的CER T细胞状态。他们发现,无论是FSH-CD28ζ还是FSH-4-1BBζ CER T细胞,在进入体内7天后,其细胞表面都高表达了多种典型的衰竭标志物,如程序性死亡受体-1(PD-1)、淋巴细胞激活基因-3(LAG-3)和T细胞免疫球蛋白粘蛋白-3(TIM-3)。这意味着,这些原本战斗力强劲的T细胞,在肿瘤微环境的持续压力和抗原刺激下,很快进入了“精疲力竭”的状态,功能可能随之下降。T细胞耗竭是所有T细胞疗法,包括CAR-T和CER-T,在实体瘤治疗中面临的主要障碍之一。本研究观察到这一现象,提示即使疗效更优的CD28ζ设计也未能逃脱耗竭的命运,这可能是限制其长期疗效的关键因素。
结论与讨论
本研究通过头对头比较,明确了在靶向FSHR的嵌合内分泌受体T细胞治疗卵巢癌的策略中,整合CD28共刺激结构域显著优于4-1BB共刺激结构域。CD28ζ赋予了CER T细胞更强的效应功能、增殖能力和细胞因子释放能力,从而在体内外模型中实现了更优越的抗肿瘤活性和生存益处。这一发现为优化针对卵巢癌等实体瘤的T细胞疗法提供了重要的实证依据,强调了共刺激结构域的选择是决定疗效的关键因素。
然而,研究也揭示了一个至关重要的局限性:由CD28共刺激带来的强劲效应功能,可能伴随着更早或更显著的T细胞耗竭。所有治疗组CER T细胞在短时间内高表达衰竭标志物,这为观察到的治疗效果设定了上限,并可能影响疗法的持久性。这指向了未来研究的一个核心方向:如何在利用CD28共刺激增强效力的同时,通过联合策略(如检查点阻断、代谢调节或表观遗传修饰)来预防或逆转T细胞耗竭。
综上所述,这项研究不仅证实了FSH-CER T细胞,特别是采用CD28共刺激域的变体,是治疗FSHR阳性卵巢癌的一种有前途的新方法,也清晰地勾勒出了当前疗法的优势与瓶颈。它标志着在攻克实体瘤免疫治疗的道路上又迈出了坚实的一步,同时为下一代更强大、更持久的T细胞疗法设计指明了需要突破的关键技术难点——即对抗免疫耗竭,以实现疗效的持续与深化。
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