趋化因子在CAR-T治疗实体瘤中的作用

CAR-T疗法发展火热，目前已上市七个产品，给许多患带来福音。但目前上市的产品都适用于血液肿瘤，因为CAR-T治疗实体瘤有它的局限性，包括低效的运输和肿瘤组织持续时间差。如果CAR-T细胞在正确的时间特异性地找到肿瘤细胞，才会有较好的杀伤效果。

在我们体内有一种细胞因子，趋化因子也称趋化性细胞因子，是负责免疫细胞运输和淋巴组织发育的细胞因子亚家族。目前据报道有50种不同的趋化因子，根据其主要蛋白质结构的前两个半胱氨酸（C）残基的位置，可分为四大类，即C、CC、CXC和CX3C趋化因子。每个免疫细胞亚群都有不同的趋化因子受体表达模式，这使得它们对趋化因子有不同的反应，并根据每个环境的特殊需要迁移。在癌症中，它们在免疫细胞迁移到肿瘤中的模式中起着关键作用，从而形成肿瘤微环境的免疫特征，通常朝向促肿瘤形成状态。

除按照亚家族分类外，趋化因子还可根据其功能分为稳态趋化因子，炎症趋化因子或双重功能趋化因子。炎性趋化因子比稳态趋化因子多得多并且分泌迅速。

稳态趋化因子在器官发育、免疫监视、组织更新/再生上发挥作用；炎症趋化因子在感染或损伤引起的白细胞迁移和宿主防御上发挥作用。

如果我们找到一种趋化因子是与一种实体瘤高度相关，同时在健康组织中不表达或表达较少，同时转导CAR-T细胞共表达趋化因子受体，那么回输进体内的CAR-T细胞是不是就会迁移到相应的趋化因子周围也就是实体肿瘤附近，从而增强对肿瘤细胞的识别和裂解，继而增强治疗效果。

德国慕尼黑大学的研究人员在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 期刊发表了题为：T cells armed with C-X-C chemokine receptor type 6 enhance adoptive cell therapy for pancreatic tumours 的研究论文。

该研究表明，通过基因工程改造T细胞，使其高表达CXC趋化因子受体6（CXCR6），能够增强T细胞对胰腺癌细胞的识别和裂解，从而增强癌症细胞治疗效果。

首先作者利用小鼠胰腺癌细胞系建立两个小鼠模型Panc02和T110299。用QPCR来分析趋化因子的RNA水平，发现CXCL16是两个模型都表达较高的一个趋化因子。用ELISA分析CXCL16在荷瘤小鼠模型中不同组织的蛋白表达水平，在肿瘤部位表达最高。同时发现荷瘤小鼠血浆CXCL16水平高于健康小鼠，且肿瘤大小与血浆CXCL16浓度成正比关系。

CXCL16-CXCR6配对的另一个特点是，配体CXCL16同时以可溶形式（作为趋化剂）和跨膜形式（介导细胞-细胞粘附）存在。可溶性CXCL16的作用在于，为T细胞迁移至肿瘤细胞提供趋化梯度，体外实验结果表明，只有可溶性CXCL16存在的情况下，CXCR6 CAR-T细胞才能在Transwell实验中杀伤胰腺癌细胞；而跨膜CXCL16的作用在于，与CXCR6受体结合，增强免疫突触，这样提高了T细胞-肿瘤细胞结合的功能性亲和力，并增加T细胞的活化和功能。

结合配体的趋化因子受体的内化和胞内转运对后续的细胞反应至关重要。因此，我们研究了配体结合后受体的动态变化，以排除受体接触后脱敏。在过度饱和的重组CXCL16浓度下，CXCR6迅速内化，随后被回收到细胞表面，重新暴露在重组配体中。表明与配体接触后并没有导致受体持久的下调。

为了分析CXCR6转导T细胞在体内的的机制，用肿瘤负荷小鼠做跟踪实验。CXCR6-transduced OT-1 T cells in Panc02-OV A tumours在肿瘤位置有明显的积累，而在其他组织有一点迁移，包括肾脏（健康组织中CXCL16表达最多的位置），但在肺组织和派尔集合淋巴结有少量积累。这种转导CXCR6 T细胞的归巢是依赖于表达CXCL16的肿瘤细胞的，因为当模型中CXCL16敲掉，就没有了这种积累现象。

因为所做的研究成果最终都是要用于临床上的，作者在胰腺癌患者同样分析了趋化因子的内源性表达，并分别在皮下肿瘤模型、原位肿瘤模型和PDX（人源性组织异种移植模型），都发现CXCR6 CAR-T细胞具有增强的T细胞活化和肿瘤浸润的效果，使肿瘤消退、延长生存期。同时文献也指出自己实验的局限性，所做的肿瘤模型不能完全贴近实际患者的情况。作者最后是想利用趋化因子和其受体结合的能力广泛地应用到CAR-T治疗实体瘤中，不过对于不用癌种，尚有许多的工作需要去做。