2017年被称为是CAR-T疗法的元年。作为一类颠覆性的癌症疗法,它能让许多患者的病情彻底消失。第一位接受CAR-T疗法的小女孩在病情稳定后,已经5、6年没有癌症,从临床上看,这等同于治愈。尽管CAR-T疗法在癌症治疗上取得了足以载入史册的成绩,我们也需要清醒地认识到,它不是治疗癌症的万灵药。的确,它在血液癌症(如白血病)的治疗上有极大潜力,但对于实体肿瘤(如肝癌)而言,它的效果就大打折扣。

       这支团队从大脑疾病中得到了灵感——在一种叫做多发性硬化症的疾病里,T细胞能够进入大脑,对神经细胞造成伤害,导致症状。那这些免疫细胞是怎样穿透血脑屏障的呢?“如果我们能理解多发性硬化症中,T细胞如何渗透进大脑,我们就有希望开发出穿透血脑屏障的T细胞,并以极高的密度去浸润大脑肿瘤。”本研究的通讯作者,贝勒医学院的Nabil Ahmed教授说道。

       结合之前的研究,这支团队推演出了T细胞渗透进大脑的秘密途径。原来在多发性硬化症患者体内,几类细胞黏附分子通过两个步骤,决定了T细胞能否进入大脑。在第一步里,T细胞会微弱地结合血脑屏障内皮表面的ALCAM,并稍作停留。此时,第二步就显得至关重要——ICAM-1与VCAM-1等分子会紧紧抓住T细胞,让它们穿越屏障,进入大脑。

       而癌细胞果然利用了这个机制,逃避T细胞的攻击!尽管与癌症相关联的内皮细胞上同样有ALCAM表达,但其ICAM1的水平却出现了下降,VCAM1更是消失了。缺乏了这两个好帮手,T细胞挤破脑袋,也挤不进血脑屏障,对脑瘤的攻击也就无从说起了。

       但再狡猾的狐狸,也聪明不过经验丰富的猎手。知道了癌细胞的小伎俩,研究人员们很快就开发出了见招拆招的策略。很明显,T细胞无法穿透血脑屏障的原因是黏附力不足。为了增强黏附力,科学家们给T细胞进行了改造,对其表面的CD6蛋白进行了修饰,后者正是与ALCAM结合的关键。在改造之后,T细胞与ALCAM的结合能力大大增强,弥补了黏附力不足的问题。

Nature:新技术CAR-T细胞穿透血脑屏障 对脑肿瘤发动进攻

       “于是,T细胞与癌症相关内皮细胞的结合,就能从血液中捕获T细胞,让它们穿透内皮,浸润到胶质母细胞瘤和髓母细胞瘤里。” Ahmed教授补充道。

       那么,这种技术能用来治疗脑瘤吗?在小鼠模型里,答案是肯定的。研究人员们设计了针对胶质母细胞瘤的CAR-T细胞,并做了多组小鼠实验:其中一组的CAR-T细胞配备了新研发的穿透血脑屏障的技术,另一组里,CAR-T细胞则没有装备新式武器。结果可想而知。在对照组里,CAR-T细胞的疗效和过去的研究结果一致,不容乐观;而装备了新技术的CAR-T细胞,显著延长了小鼠的生存期。

       这项令人振奋的结果,也让研究人员们看到了未来前进的方向。如果在人类临床试验中证实其潜力,在包括脑瘤在内的诸多大脑疾病上,我们有望迎来全新的细胞疗法。