1989年，比利時布魯塞爾自由大學(xué)的兩名本科生被要求測試駱駝的冷凍血清，偶然間發(fā)現(xiàn)了一類以前未知的抗體。它是人體抗體的小型化版本，僅由兩條重蛋白鏈組成，而不是由兩條輕鏈和兩條重鏈組成。正如他們最終報道的那樣，這類抗體的存在不僅在駱駝中得到證實，而且也在美洲駝和羊駝中得到證實。
30年后，在一項新的研究中，來自美國波士頓兒童醫(yī)院和麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)這些微型抗體（mini-antibody）經(jīng)進(jìn)一步縮小后可形成所謂的納米抗體(nanobody)，可能有助于解決癌癥領(lǐng)域的一個問題：讓CAR-T細(xì)胞療法在實體瘤中發(fā)揮作用。相關(guān)研究結(jié)果于2019年4月1日在線發(fā)表在PNAS期刊上，論文標(biāo)題為“Nanobody-based CAR T cells that target the tumor microenvironment inhibit the growth of solid tumors in immunocompetent mice”。論文通訊作者為波士頓兒童醫(yī)院細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)項目免疫學(xué)家Hidde Ploegh博士。論文第一作者是波士頓兒童醫(yī)院細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)項目的研究生Yushu Joy Xie。
嵌合抗原受體(CAR)-T細(xì)胞療法具有很高的治療血癌的前景，它通過對患者自身的T細(xì)胞進(jìn)行基因改造，使得它們更好地攻擊癌細(xì)胞。比如，達(dá)納-法伯/波士頓兒童癌癥癌癥與血液疾病中心當(dāng)前正在利用CAR-T細(xì)胞療法治療復(fù)發(fā)性急性淋巴細(xì)胞白血?。?/span>ALL）。
但是，CAR-T細(xì)胞并不擅長清除實體瘤。人們在實體瘤上很難找到可以作為安全靶標(biāo)的癌癥特異性蛋白。實體瘤也受到胞外基質(zhì)和免疫抑制分子的保護(hù)，其中胞外基質(zhì)是一種起著屏障作用的蛋白網(wǎng)絡(luò)，免疫抑制分子削弱T細(xì)胞攻擊。
重新思考CAR-T細(xì)胞
納米抗體的一種有用的獨特性質(zhì)是增強(qiáng)的靶向能力。Ploegh及其團(tuán)隊與麻省理工學(xué)院科赫癌癥綜合研究所的Noo Jalikhani博士和Richard Hynes博士合作，利用納米抗體攜帶顯像劑，從而允許準(zhǔn)確地可視化觀察轉(zhuǎn)移性癌癥。
Hynes及其團(tuán)隊將這些納米抗體引導(dǎo)到腫瘤胞外基質(zhì)（ECM）或者ECM靶向顯像劑，但這種引導(dǎo)并不是針對癌細(xì)胞本身，而是針對包圍著癌細(xì)胞的腫瘤微環(huán)境。這些標(biāo)志物對于許多腫瘤是常見的，但通常不出現(xiàn)在正常細(xì)胞上。
Ploegh說：“我們的實驗室和Hynes實驗室是為數(shù)不多的積極推行這種靶向腫瘤微環(huán)境的方法的實驗室。大多數(shù)實驗室都在尋找癌細(xì)胞中的腫瘤特異性抗原?！?/span>
靶向腫瘤保護(hù)劑
Ploegh實驗室將這個想法用于CAR-T細(xì)胞療法。他的團(tuán)隊，包括Hynes實驗室的成員，瞄準(zhǔn)了讓實體瘤難以治療的因子。
他們構(gòu)建的CAR-T細(xì)胞上鑲嵌著識別腫瘤微環(huán)境中特定蛋白的納米抗體，這些納米抗體攜帶的信號引導(dǎo)它們殺死它們能夠結(jié)合的細(xì)胞。一種稱為EIIIB的蛋白是纖連蛋白的變體，僅在為腫瘤提供營養(yǎng)物的新形成的血管中發(fā)現(xiàn)。另一種是PD-L1，它是一種免疫抑制蛋白，被大多數(shù)癌癥用于沉默鄰近的T細(xì)胞。
論文共同作者、Ploegh的搭檔、達(dá)納-法伯癌癥研究所研究員、生物化學(xué)家Jessica Ingram博士開車到美國馬薩諸塞州艾摩斯特市，從兩只名為Bryson和Sanchez的羊駝中收集T細(xì)胞，給它們注射感興趣的抗原，并收集它們的血液，接著在波士頓經(jīng)過進(jìn)一步處理后產(chǎn)生微型抗體。
治療黑色素瘤和結(jié)腸癌
通過在兩種不同的黑色素瘤小鼠模型中進(jìn)行測試，這些基于納米抗體的CAR-T細(xì)胞殺死腫瘤細(xì)胞，顯著減緩腫瘤生長并改善這些小鼠的存活，并且沒有產(chǎn)生明顯的副作用。
Ploegh認(rèn)為這些經(jīng)過基因改造的T細(xì)胞通過多種因素發(fā)揮作用。它們對腫瘤組織造成損傷，而這往往會刺激炎癥免疫反應(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，同時讓它們對癌癥藥物更具滲透性。
未來發(fā)展方向
Ploegh認(rèn)為他的團(tuán)隊開發(fā)出的這種方法可能對許多實體瘤有用。他特別感興趣的是在胰腺癌和膽管癌模型中測試基于納米抗體的CAR-T細(xì)胞。Ploegh說，這種技術(shù)還有進(jìn)一步發(fā)展的空間。
他說：“納米抗體可能攜帶增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)的細(xì)胞因子、殺死腫瘤的毒性分子和近距離照射腫瘤的放射性同位素。理論上，你可以為一個T細(xì)胞裝備多個嵌合抗原受體（CAR），從而達(dá)到更高的精確度。這是我們想要追求的?！?/span>
來源：生物谷
（原標(biāo)題：PNAS：基于納米抗體的CAR-T細(xì)胞有望治療實體瘤）
