摘要A019：工程化新型CAR NK细胞以克服肾细胞癌中的TGF-β抑制作用 免费

《Cancer Research》：Abstract A019: Engineering novel CAR NK cells to overcome TGF-β suppression in renal cell carcinoma Free

双特异性TGFβ传感器调控的CAR-NK细胞通过分泌IL-12和IL-18协同抑制肾癌免疫抑制微环境，显著降低A498移植瘤小鼠肿瘤体积并延长生存期，同时保持NK细胞功能且无系统毒性。

　　

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摘要

背景：

在透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的肿瘤微环境（TME）中，转化生长因子-β（TGF-β）是一种主要的免疫抑制细胞因子，它抑制自然杀伤细胞（NK细胞）的代谢、增殖和细胞毒性。我们提出了一种假设：ccRCC中升高的TGF-β可以被利用来触发局部治疗性细胞因子的表达，而不是直接阻断TGF-β受体。

方法：

我们设计了能够感知TGF-β的电路，使其在接收到肿瘤产生的TGF-β信号时条件性地表达IL-12A3——这是一种与胶原蛋白结合的IL-12融合细胞因子。最初的设计产生的TGF-β诱导型70CAR/IL-12表达系统存在IL-12泄漏的问题。然而，通过将传感器（TGF-β感应元件）和IL-12A3放在反向链上、70CAR放在正向链上的双向布局，基线IL-12表达量减少了约87%（43 pg/mL vs 362 pg/mL，p<0.0019），同时不会影响CAR的表达或NK细胞的功能。为了提高疗效，我们在70CAR下游添加了 constitutive IL-18（70CAR-12A3/18），而IL-12的表达仍然受TGF-β调控。我们对原代NK细胞进行了转导，并在体外评估了其对A498、ACHN和CD70⁺ ccRCC PDXs的杀伤活性；同时也在携带A498肿瘤的NSG-IL15小鼠体内进行了实验。实验评估了肿瘤生长、NK细胞的存活/浸润/活化情况以及安全性，包括体重和第7天的血清细胞因子水平（IL-12、IL-18、IL-1β、IL-2、IL-6、IFNγ、GM-CSF）。

结果：

在MOI=2的条件下，使用70CAR（45%~78%，n=8）、70CAR-12A3（36%~62%，n=8）、70CAR-18（41%~80%，n=8）和70CAR-12A3/18（27%~55%，n=8）构建体对NK细胞进行转导后，获得了较高的转导效率。70CAR-12A3/18 NK细胞分泌高水平的IL-18（约1,800 pg/mL）和TGF-β诱导型IL-12（21.6 pg/mL vs 324.2 pg/mL ± TGFβ1；p<0.0013），并对A498、ACHN和CD70⁺ ccRCC PDXs表现出增强的杀伤活性；联合使用IL-12和IL-18时，完全克服了TGF-β的抑制作用（单独使用这两种细胞因子效果不佳）。在皮下植入A498肿瘤的NSG-IL15小鼠中，70CAR-12A3/18显著减少了肿瘤体积（p<0.0001）并延长了生存期（p<0.0001）。在第14天时，该细胞群在血液中的比例最高；在实验结束时，这种细胞在处理组的小鼠的血液、骨髓、肝脏、肺、脾脏和肿瘤中均有存在。在血清中，70CAR-12A3/12A3或70CAR-12A3处理组的小鼠中IL-12水平可达到34 pg/mL，而IL-18的平均水平分别为约1,300 pg/mL（70CAR-12A3/18）和约2,300 pg/mL（70CAR-18）。没有观察到与CRS（细胞因子释放综合征）相关的细胞因子水平显著升高。

结论：

我们提出了一种双向TGF-β感应电路，将constitutive IL-18与TGF-β诱导型IL-12结合，以实现特定情境下的细胞因子释放并增强CAR NK细胞的活性。70CAR-12A3/18 NK细胞减少了携带ccRCC异种移植瘤的NSG小鼠的肿瘤负担并延长了其生存期，且未引起全身性毒性。这种模块化的TGF-β感应系统具有通用性，为针对实体瘤和血液系统肿瘤中免疫抑制性TME的NK细胞疗法提供了设计蓝图。