盡管CAR-T細(xì)胞療法在治療造血系統(tǒng)惡性腫瘤方面表現(xiàn)出顯著的療效，但在治療實體瘤方面仍面臨巨大挑戰(zhàn)，因此，實體瘤抑制CAR-T細(xì)胞浸潤和功能的機制亟待研究。目前，CAR-T細(xì)胞療法抵抗的機制包括腫瘤細(xì)胞中的抗原異質(zhì)性和CAR-T細(xì)胞的功能缺陷。此外，腫瘤抗原缺失亦是腫瘤逃避CAR-T細(xì)胞攻擊的主要機制之一。但臨床研究表明，抗原陽性的腫瘤患者仍然對CAR-T療法具有抵抗力，這表明腫瘤細(xì)胞存在不依賴于抗原缺失抵抗CAR-T細(xì)胞攻擊的機制。
實體瘤微環(huán)境是限制CAR-T細(xì)胞在實體瘤中的浸潤和功能的新興機制。細(xì)胞外囊泡（EVs），例如外泌體，是從細(xì)胞釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的脂質(zhì)封裝囊泡，作為腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，其攜帶大量生物活性分子并影響受體細(xì)胞的病理生理過程。
近日，賓夕法尼亞大學(xué)郭巍教授課題組在 Cancer Research 期刊發(fā)表了題為：Tumor-derived Small Extracellular Vesicles Inhibit the Efficacy of CAR T Cells against Solid Tumors 的研究論文。
該研究揭示了CAR-T細(xì)胞療法可促進腫瘤釋放高PD-L1表達水平的小型細(xì)胞外囊泡（sEV，大多為外泌體）與其攜帶的腫瘤抗原形成功能單元，高效抑制CAR-T細(xì)胞的浸潤和功能。
通過構(gòu)建CAR-T細(xì)胞療法動物模型，研究人員首先發(fā)現(xiàn)CAR-T細(xì)胞處理可導(dǎo)致腫瘤來源sEVs中PD-L1表達水平感應(yīng)性增加，體外實驗證實了外泌體PD-L1對CAR-T細(xì)胞的顯著抑制作用。同時利用免疫電鏡以及免疫磁珠介導(dǎo)的sEVs富集等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)實體瘤細(xì)胞系來源的sEVs存在腫瘤抗原和PD-L1雙陽性亞群的富集。同時，盡管實體瘤細(xì)胞系來源的sEVs存在與CAR-T細(xì)胞相對應(yīng)的腫瘤抗原，其PD-L1分子仍然具有對CAR-T細(xì)胞的顯著抑制作用，提示實體瘤細(xì)胞系來源的sEVs是抑制CAR-T細(xì)胞治療功效的重要機制之一。
研究人員通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，腫瘤來源的sEVs與CAR-T細(xì)胞有更強的結(jié)合效率，研究人員繼續(xù)通過一系列體內(nèi)體外的研究試驗表明：實體瘤來源的sEVs可通過其表面存在的腫瘤抗原與CAR-T細(xì)胞嵌合抗原受體高效結(jié)合，而這些抗原不僅沒能成功激活CAR-T細(xì)胞，反而在結(jié)構(gòu)上為sEV PD-L1精確地抑制CAR-T細(xì)胞提供了更強的空間可能性。
與血液瘤相比，實體瘤具有致密的細(xì)胞外基質(zhì)，這些基質(zhì)可幫助腫瘤微環(huán)境局部形成高濃度的sEVs，研究人員進一步推測認(rèn)為：相比血液瘤，實體瘤中sEVs對于CAR-T細(xì)胞的抑制作用可能更為顯著，并最終導(dǎo)致CAR-T細(xì)胞在實體瘤中的治療效果欠佳。在臨床前腫瘤模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)抑制外泌體的分泌可增強實體瘤中CAR-T細(xì)胞療法的效果，并可進一步改善免疫健全小鼠的內(nèi)源性抗腫瘤免疫。
綜上，該研究表明，實體瘤會產(chǎn)生攜帶腫瘤抗原和富含免疫檢查點分子的sEVs，作為功能單位抑制CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤功能。靶向sEV分泌可能提供一種改善實體瘤CAR-T細(xì)胞治療效果的新策略。該研究還表明，進一步研究sEV的分子組成及其與CAR-T細(xì)胞的關(guān)系，對于更好地理解CAR-T細(xì)胞在實體瘤中的功能和狀態(tài)非常重要。該研究也提示我們通過重塑腫瘤微環(huán)境的策略，最終開發(fā)針對實體瘤患者有效的CAR T細(xì)胞治療方法的可能性。
鐘文群、肖澤彬為該論文共同第一作者，賓夕法尼亞大學(xué)郭巍教授和Ellen Puré教授為論文的共同通訊作者。“CAR T之父”Carl June教授參與此項研究。
