北京大學研究團隊發(fā)現(xiàn)“高效”腫瘤免疫檢查點治療策略
近日，北京大學天然藥物及仿生藥物全國重點實驗室呂萬良教授團隊在著名學術期刊《Bioactive Materials》在線發(fā)表了題為“Gene engineered exosome reverses T cell exhaustion in cancer immunotherapy”的研究論文，研究針對腫瘤免疫檢查點治療中免疫耗竭與免疫逃逸的關鍵科學問題，通過基因工程技術，重組構建了一種新型基因工程化PD1蛋白外泌體制劑，同時包載免疫佐劑咪喹莫特，以增強腫瘤免疫檢查點阻斷治療效應。
研究背景
免疫檢查點療法通過調節(jié)T細胞中的免疫檢查點信號通路來增強抗癌免疫應答，取得了重要的臨床進展，為抗癌提供了新的武器。雖然免疫檢查點治療已經發(fā)現(xiàn)了一些不良反應，但患者已經取得了持久的臨床獲益，一些患者取得了長期緩解，癌癥臨床癥狀多年未復發(fā)。目前開發(fā)的免疫檢查點治療策略包括抑制細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4（CTLA4）、攔截CD47信號通路、阻斷程序性死亡-1/程序性死亡配體1（PD1/PDL1）通路等。其中，PD1/PDL1通路已經證明了一種具有里程碑意義的策略，通過該策略，癌細胞可以在大約30%的各類癌癥患者中消除，如黑色素瘤、腎細胞癌、非小細胞肺癌（NSCLC）和膀胱癌。
然而，由于靶向腫瘤相關抗原的喪失、樹突狀細胞 （DC） 的低效成熟以及細胞毒性 T 淋巴細胞的活化和浸潤不良，超過一半的癌癥患者對 PD1/PDL1 治療沒有反應。因此，如何提高PD1/PDL1治療的反應性，既是一個亟待解決的重要科學問題，也是一個亟待解決的臨床關鍵問題。
研究結果
鑒于外泌體的獨特優(yōu)勢，我們對供體人胚胎腎HEK 293T細胞進行基因工程改造，穩(wěn)定表達小鼠PD1，并在體外產生基因重組工程PD1外泌體（PD1 Exo）。然后，我們將外泌體應用于癌細胞，通過阻斷PDL1來恢復耗盡的CD8 T細胞。此外，PD1 Exo還可以攜帶和運輸toll樣受體7激動劑咪喹莫特作為免疫佐劑（形成PD1-Imi Exo），以激活癌癥微環(huán)境中的DC，進一步增強CD8 T淋巴細胞在手術癌癥微環(huán)境中的抗癌作用（圖1）。
PD1基因工程外泌體合理設計的圖示
該項研究針對腫瘤免疫檢查點治療中免疫耗竭與免疫逃逸的關鍵科學問題，通過基因工程技術，重組構建了一種新型基因工程化PD1蛋白外泌體制劑，同時包載免疫佐劑咪喹莫特，以增強腫瘤免疫檢查點阻斷治療效應。該制劑可特異性靶向至腫瘤細胞和樹突狀細胞，在黑色素瘤和乳腺癌荷瘤小鼠中可實現(xiàn)對腫瘤的高效治療，在黑色素瘤荷瘤小鼠中可顯著抑制癌細胞肺部轉移、防止術后復發(fā)。
研究同時揭示了基因工程化重組PD1蛋白外泌體的作用機制，其通過阻斷CD8+T細胞與癌細胞的結合，實現(xiàn)PD1與PDL1免疫檢查點阻斷效應；釋放出的免疫佐劑可促進樹突狀細胞活化，進一步激活CD8+T細胞發(fā)揮特異性免疫殺傷能力、逆轉T細胞耗竭、拮抗術后腫瘤復發(fā)、轉移，實現(xiàn)對腫瘤高效治療。該研究為發(fā)展高效腫瘤免疫檢查點治療策略提供了新思路，具有重要的科學意義和臨床轉化價值。
研究結論
綜上所述，通過摻入PD1基因，同時包裹免疫佐劑咪喹莫特（PD1-Imi Exo），合理設計基因工程外泌體，以增強癌癥免疫檢查點阻斷治療的反應。PD1-Imi Exo呈水泡狀圓形（約139 nm），對癌細胞和樹突狀細胞具有顯著的靶向性和強結合作用。此外，它在攜帶黑色素瘤的小鼠和攜帶乳腺癌的小鼠中顯示出顯著的治療效果，表明免疫反應明顯增強。其作用機制可以用以下兩個事實來解釋：PD1-Imi Exo阻斷CD8 T細胞與癌細胞的結合，顯示出PD1/PDL1免疫檢查點阻斷療法，PD1-Imi Exo釋放的咪喹莫特促進了未成熟樹突狀細胞的成熟，通過激活和恢復CD8 T細胞的殺傷功能，對免疫衰竭表現(xiàn)出恢復作用?？傊摶蚬こ掏饷隗w可用于增強癌癥免疫檢查點阻斷治療的反應。該研究還為增強PD1/PDL1的治療效果提供了一種有前途的新策略，通過重建患者的免疫力來預防手術后腫瘤復發(fā)或轉移，從而鞏固整體預后。
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