1989年，布魯塞爾自由大學(xué)的兩名本科生被要求測(cè)試駱駝的冷凍血清，并偶然發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的抗體。它是人體抗體的小型化版本，僅由兩條重蛋白鏈組成，而不是兩條輕鏈和兩條重鏈。正如他們最終報(bào)道的那樣，抗體的存在不僅在駱駝中得到證實(shí)，而且在駱駝和羊駝中得到證實(shí)。
快進(jìn)30年。在本周的PNAS雜志上，波士頓兒童醫(yī)院和麻省理工學(xué)院的研究人員表明，這些迷你抗體進(jìn)一步縮小以創(chuàng)造所謂的納米抗體，可能有助于解決癌癥領(lǐng)域的問(wèn)題：使CAR T細(xì)胞療法在實(shí)體腫瘤中發(fā)揮作用。
對(duì)于血癌非常有希望，嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞療法通過(guò)基因工程改造患者自身的T細(xì)胞，使其更好地攻擊癌細(xì)胞。例如，Dana-Farber /波士頓兒童癌癥和血液疾病中心目前正在使用CAR T細(xì)胞療法治療復(fù)發(fā)性急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)。
但CAR T細(xì)胞并不擅長(zhǎng)消除實(shí)體瘤。在實(shí)體腫瘤上很難找到可以作為安全靶標(biāo)的癌癥特異性蛋白質(zhì)。實(shí)體瘤也受細(xì)胞外基質(zhì)，作為屏障的蛋白質(zhì)支持網(wǎng)以及弱化T細(xì)胞攻擊的免疫抑制分子的保護(hù)。
重新思考CAR T細(xì)胞
這就是納米體進(jìn)入的地方。二十年來(lái)，它們基本上都掌握在比利時(shí)團(tuán)隊(duì)手中。但專利于2013年到期后，情況發(fā)生了變化。
波士頓兒童和PNAS研究的高級(jí)研究員，蜂窩和分子醫(yī)學(xué)項(xiàng)目的免疫學(xué)家Hidde Ploegh博士說(shuō)：“許多人進(jìn)入游戲并開(kāi)始欣賞納米抗體的獨(dú)特性質(zhì)。”
一個(gè)有用的屬性是他們?cè)鰪?qiáng)的定位能力。波士頓兒童醫(yī)院的Ploegh和他的團(tuán)隊(duì)與麻省理工學(xué)院科赫綜合癌癥研究所的Noo Jalikhani博士和理查德海因博士合作，利用納米抗體攜帶成像劑，可以精確顯示轉(zhuǎn)移性癌癥。
Hynes團(tuán)隊(duì)將納米抗體靶向腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)或ECM - 瞄準(zhǔn)成像劑不是在癌細(xì)胞本身，而是在圍繞它們的環(huán)境中。這些標(biāo)記物對(duì)于許多腫瘤是常見(jiàn)的，但通常不出現(xiàn)在正常細(xì)胞上。
“我們的實(shí)驗(yàn)室和Hynes實(shí)驗(yàn)室是為數(shù)不多的積極推行這種針對(duì)腫瘤微環(huán)境的方法，”Ploegh說(shuō)。“大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都在尋找腫瘤特異性抗原。”
針對(duì)腫瘤保護(hù)劑
Ploegh的實(shí)驗(yàn)室將這個(gè)想法用于CAR T細(xì)胞療法。他的團(tuán)隊(duì)，包括Hynes實(shí)驗(yàn)室的成員，瞄準(zhǔn)了使實(shí)體腫瘤難以治療的因素。
他們創(chuàng)造的CAR T細(xì)胞上鑲嵌著識(shí)別腫瘤環(huán)境中特定蛋白質(zhì)的納米體，帶有信號(hào)，指導(dǎo)它們殺死它們所綁定的任何細(xì)胞。一種蛋白質(zhì)EIIIB是纖連蛋白的變體，僅在為腫瘤提供營(yíng)養(yǎng)的新形成的血管中發(fā)現(xiàn)。另一種是PD-L1，是一種免疫抑制蛋白，大多數(shù)癌癥用于沉默接近T細(xì)胞。
生物化學(xué)家Jessica Ingram，Dana-Farber癌癥研究所博士，Ploegh的合作伙伴和論文的合著者，領(lǐng)導(dǎo)了制造業(yè)。她將開(kāi)車(chē)到馬薩諸塞州的阿默斯特，從兩只羊駝，Bryson和Sanchez收集T細(xì)胞，給它們注射感興趣的抗原并收集它們的血液，以便在波士頓進(jìn)一步加工以產(chǎn)生微型抗體。
服用黑色素瘤和結(jié)腸癌
在兩個(gè)單獨(dú)的黑色素瘤小鼠模型中測(cè)試，以及在小鼠中的結(jié)腸腺癌模型中，基于納米抗體的CAR T細(xì)胞殺死腫瘤細(xì)胞，顯著減緩腫瘤生長(zhǎng)并改善動(dòng)物的存活，沒(méi)有明顯的副作用。
Ploegh認(rèn)為工程化的T細(xì)胞通過(guò)多種因素共同作用。它們對(duì)腫瘤組織造成損害，這往往會(huì)刺激炎癥免疫反應(yīng)。靶向EIIIB可能以一種減少腫瘤血液供應(yīng)的方式損害血管，同時(shí)使它們對(duì)癌癥藥物更具滲透性。
“如果你破壞當(dāng)?shù)氐难汗?yīng)并導(dǎo)致血管滲漏，你或許可以改善其他可能更難進(jìn)入的東西的運(yùn)送，”Ploegh說(shuō)。“我認(rèn)為我們應(yīng)該把這看作是聯(lián)合治療的一部分。”
未來(lái)發(fā)展方向
Ploegh認(rèn)為他的團(tuán)隊(duì)的方法可能對(duì)許多實(shí)體腫瘤有用。他特別感興趣的是在胰腺癌和膽管癌模型中測(cè)試基于納米抗體的CAR T細(xì)胞，膽管癌是英格拉姆于2018年去世的膽管癌。
Ploegh說(shuō)，技術(shù)本身可以進(jìn)一步發(fā)展。
“納米抗體可能攜帶一種細(xì)胞因子來(lái)增強(qiáng)對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)，殺死腫瘤的毒性分子和放射性同位素在近距離照射腫瘤，”他說(shuō)。“CAR T細(xì)胞是打開(kāi)門(mén)的打擊公羊;其他元素將完成這項(xiàng)工作。理論上，你可以為一個(gè)T細(xì)胞裝備多個(gè)嵌合抗原受體，并達(dá)到更高的精度。這就是我們想要的喜歡追求。“
Yushu Joy Xie是波士頓兒童細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)項(xiàng)目和麻省理工學(xué)院科赫研究所的研究生，也是該論文的第一作者。支持者包括Lustgarten基金會(huì)，國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，國(guó)立衛(wèi)生研究院，美國(guó)胃腸病學(xué)會(huì)，霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所國(guó)防部和國(guó)家癌癥研究所。