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γδ T细胞与αβ T细胞有很多共同之处,比如可发挥细胞毒性效应功能、可产生促炎细胞因子,两者的最大区别是,它们对主要组织相容性复合体(MHC)分子的相对依赖性。γδ TCR不结合MHC分子,γδ T细胞的抗原识别机制仍然难以捉摸。γδ T细胞与αβ T细胞之间的这一区别,加上哺乳动物中γδ T细胞的数量相对较低,使得理解这类细胞在肿瘤发生中的作用受到了影响。不过,在过去几年里,与癌症相关的γδ T细胞生物学知识取得了重大进展(下图),揭示了这类细胞对肿瘤和其它免疫细胞强大的影响,发现了γδ T细胞作为抗肿瘤调节因子和促肿瘤调节因子多方面的作用。
图1 | γδ T细胞在癌症中的功能研究发展时间线及γδ T细胞在免疫治疗中的应用(来源:Nature Reviews Cancer )
γδ T细胞可通过TCR和自然杀伤细胞受体(NKRs)直接识别肿瘤细胞。之后,肿瘤细胞的杀伤可通过TRAIL(tumour necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand)和FASL(FAS ligand)的表达或颗粒胞吐通路(导致穿孔素和颗粒酶的分泌)介导。此外,在使用肿瘤特异性抗体治疗后,γδT细胞还可通过抗体依赖的细胞毒性作用靶向肿瘤细胞。在4-1BB配体(4-1BBL)表达刺激NK细胞的情况下,γδ T细胞还可以通过IFNγ的产生和抗原递呈细胞功能(导致αβ T细胞激活)诱导抗肿瘤免疫应答。γδ T细胞还可诱导B细胞中的抗体类开关,促进保护性的体液应答。通过GM-CSF的产生,γδ T细胞还能调节树突状细胞(DCs)的浸润。
图2 |抗肿瘤γδ T细胞的功能和调节机制 (来源:Nature Reviews Cancer)
由于不受限于MHC,因此大多数γδ T细胞可绕过最常见的癌症免疫逃逸机制之一,即表面MHC I类分子的下调。多种策略已被用于在体内激活γδ T细胞、使γδ T细胞靶向肿瘤抗原,如BTN3A1抗体、双特异性 γδ T 细胞衔接器(bispecific γδ T cell engagers);体外扩增γδ T细胞过继转移是另一种在研策略。
图4 | 在体内外增强γδ T细胞免疫疗法的策略(来源:Cellular & Molecular Immunology)
除LAVA外,还有其它一些公司在基于γδ T细胞进行药物研发, 比如以开发细胞疗法为主的GammaDelta Therapeutics、IN8bio(原名为Incysus Therapeutics,不久前刚刚向美国证券交易委员会递交IPO申请,拟募资8600万美元);以开发靶向γδ T细胞的抗体为主的Adaptate Biotherapeutics、ImCheck Therapeutics,Pfizer Ventures去年参与了ImCheck的B轮融资。下表列举了部分正在探索γδ T细胞免疫疗法的公司。
表1 部分致力于γδ T细胞免疫疗法开发的公司
来源:Cellular & Molecular Immunology
该领域的科学家认为,自1984年γδ T细胞被发现以来,学界对γδ T细胞特性的了解越来越深入,相信调控这类细胞会在癌症免疫治疗中贡献一份力量。而资本市场对这一领域兴趣的增加也使他们对γδ T细胞免疫疗法的临床应用更加期待。
暨南大学生物医学转化研究院院长
尹芝南教授
近几年,由于以CAR-T为代表的免疫细胞疗法取得了重大进展,产业界和投资界对这一领域投入了极大的热情。有别于基于αβ T细胞开发的CAR-T疗法,由于γδ T细胞在人体外周血T细胞中的比例要低很多,因此科学界和产业界对它的关注要晚于αβ T细胞。而且γδ T细胞的这一特性也给它们的临床应用带来了一个难题:如何在较短的时间内获得大量的、高杀伤活性的γδ T细胞?
1997年在耶鲁大学做博士后时,我开始从事γδ T细胞相关研究,之后率先发现了γδ T细胞主要产生IFN-γ,并且在肿瘤免疫中发挥了重要作用。2007年回国在南开大学任职后,在科技部973计划支持下,我们进一步验证了γδ T细胞在肿瘤、免疫以及肝炎中的作用;同时,致力于γδ T细胞体外扩增方案的优化以及γδ T细胞疗法的临床转化。
经过多年的探索,我们已开发出一种可在体外大量扩增人体外周血γδ T细胞的新培养方法(已获批专利),并且在国际上首次通过临床观察发现,来自健康捐赠者的异体γδ T细胞具有良好的安全性,且在晚期肝癌或肺癌患者中初步显示疗效。上个月,我们刚刚在Nature子刊Cellular & Molecular Immunology杂志上公布了临床试验数据。
安全性方面,在涉及132例患者(累计完成了414次细胞回输)的I期临床试验中,同种异体γδ T细胞回输没有引发1例严重副作用,仅有部分患者产生了一过性的轻微临床反应。在414次回输中,低烧、红疹、腹泻、恶心/呕吐、疲乏的发生率分别为6.3%、1%、1.7%、4.3%和12.6%。这些反应无需额外治疗或处理,24小时内会自动恢复。
疗效方面,在132例患者中,8例肝癌患者和10例肺癌患者接受了≥5次细胞回输,生存期明显延长。治疗后截止2020年6月的跟踪观察表明,8例肝癌患者的平均生存时间延长到23.1个月(最长35个月);10例肺癌患者的平均生存时间延长到19.1个月(最长33个月)。这些结果初步验证了同种异体γδ T细胞的疗效,为进一步开发γδ T细胞作为新型抗癌免疫疗法提供了重要依据。
总体来说,γδ T细胞作为免疫细胞药物具有非常广阔的前景。γδ T细胞所具有的不依赖MHC识别、无细胞因子风暴和脱靶效应、广谱抗肿瘤、无需基因修饰等特性极大地克服CAR-T技术的不足。在异体γδ T细胞安全性和疗效得到充分证实后,我们可以规模化培养,患者需要时即可提供“现货”,与自体细胞疗法相比,这不仅免去了患者等待的时间,也将使得成本大大降低。此外,异体γδ T细胞疗法还有望解决重大传染病的免疫细胞治疗问题,因为这类患者自身的细胞无法培养,只能利用异体细胞。
不过,目前来说,γδ T细胞疗法还有很有需要克服的挑战,大规模培养、冻存和临床疗效验证等关键问题亟需解决。此外,仍需进一步探索γδ T细胞在体内抗肿瘤的分子机制。预计未来3-5年,γδ T细胞免疫疗法的适应症选择会更加清晰,一些领先项目会进入II/III期临床,此外,一些新技术的发展和应用可能会对提升这类疗法的疗效起到帮助。期待这类新型免疫疗法能够真正惠及患者,为改善多种疾病的治疗带来新机会。
2# Novo, Sanofi VC units lead Lava's $83M series C to fund gamma delta T-cell trials(来源:FierceBiotech)
3# J&J taps Lava to develop anti-cancer gamma-delta T-cell engagers(来源:FierceBiotech)
转载自 医药魔方Pro 2020年10月19日
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