科学家改造CAR-T细胞靶向阿尔茨海默病中的淀粉样蛋白
华盛顿大学圣路易斯分校研究人员将CAR-T免疫疗法用于靶向小鼠体内聚集态Aβ，其中瞬时CAR表达可清除脑实质内的淀粉样斑块。该策略采用基于lecanemab抗体序列的受体工程化CD4+ T细胞，并探索在降低过度免疫激活风险的同时提高疗效。
科学家在华盛顿大学圣路易斯分校（Washington University in St. Louis）由Jonathan Kipnis领衔的团队报告称，可对T细胞进行工程改造，使其表达能够识别聚集态Aβ的嵌合抗原受体（CAR）。在小鼠中，稳定表达这些CAR的T细胞可降低硬脑膜中的淀粉样蛋白，而受体瞬时表达的版本则可清除脑内斑块。相关结果发表于2月9日的《PNAS》。
研究人员通过将lecanemab可变区的重链与轻链编码序列融合为单链淀粉样蛋白结合片段，然后与CD28共刺激结构域及CD3ζ信号转导结构域连接，从而构建CAR。他们将该构建体装载进病毒载体。
第一作者Pavle Boskovic及其同事从野生型脾脏中分离CD4+辅助性T细胞，并对其进行转导，使其稳定表达该构建体。与癌症治疗中用于摧毁靶细胞的细胞毒性CD8+细胞不同，CD4+细胞在被激活后会动员其他免疫细胞（包括小胶质细胞）参与反应。研究人员向6月龄5xFAD小鼠眼后静脉注射两剂CAR CD4+ T细胞，两次给药间隔3周。这些小鼠表达携带多种AD相关变异的人源APP与PSEN1转基因，并在这一年龄出现大量淀粉样病理。
6周后，桥静脉附近约2%的硬脑膜区域含有淀粉样蛋白，而注射生理盐水的对照组为7%。Kipnis团队在2024年曾报道，分子可通过围绕这些桥静脉的“袖套（cuffs）”进出脑实质。采用该策略并未引起脑内淀粉样病理的变化。
作者认为，采用病毒介导的基因递送以实现稳定CAR表达，可能带来免疫激活过度的风险，而在少数情况下可导致神经退行性变。他们尝试了一种替代策略：用lecanemab CAR的mRNA对CD4+ T细胞进行转染，使细胞仅暂时表达受体。他们向5xFAD小鼠眼静脉注射3剂这种瞬时CAR-T细胞，每次间隔10天。与每3周给药一次、共2剂的稳定转染CAR-T不同，这种更高频的方案降低了脑内本身的淀粉样斑块。
Kipnis认为，更短周期内更多次给药很可能在降低脑内斑块方面发挥了作用。与使用病毒转导细胞相比，重复给药也可能更安全。作者目前尚不清楚这些lecanemab CAR-T细胞如何减少硬脑膜或脑实质中的淀粉样蛋白。Kipnis推测，这些细胞会分泌因子以募集宿主免疫细胞（如小胶质细胞）来完成清除，未来研究将阐明其机制。
CAR是实验室构建的细胞膜受体，可将T细胞重新定向至特定靶标。20世纪80年代末，以色列雷霍沃特（Rehovot）魏茨曼科学研究院（Weizmann Institute of Science）的Zelig Eshhar及同事通过将单链抗体片段与细胞内信号结构域融合，创建了最早版本：当CAR受体与靶标结合后，该信号结构域即可激活T细胞。尽管这是概念上的突破，但这些CAR只能较弱地触发T细胞激活。20世纪90年代末至2000年代初，科学家开始在CAR中加入共刺激结构域，以模拟第二激活信号，从而显著改善这些细胞在癌症动物模型以及随后在人群中的激活与存活。
CAR-T疗法对血液肿瘤效果最佳，其通过靶向恶性B细胞表面蛋白（如B细胞成熟抗原或CD19）将T细胞引向肿瘤细胞。
在另一项平行研究中，为应对CAR-T的安全性担忧，来自Ludwig Lausanne的科学家团队在Melita Irving与Greta Maria Paola Giordano Attianese带领下，并与洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne）的合作者共同，设计出一种可远程且可逆“关闭”的创新CAR-T细胞平台。其研究发表于《Nature Chemical Biology》，旨在解决诸如误伤健康细胞风险以及可能危及生命的免疫过度激活等重大障碍。
该新技术通过一种“药物调控的关闭开关蛋白-蛋白相互作用CAR”（DROP-CAR），在细胞表面调节受体完整性，从而增强对CAR-T细胞的控制。与以往的关闭开关设计不同，该系统不依赖降解CAR组分或诱导CAR-T细胞死亡。相反，它利用了一个经过精细工程化的蛋白界面，且完全由人源元件构成，从而将免疫原性降至最低。其细胞外结构域包含一种经计算设计的人源蛋白（命名为dmLD3），可与BCL-2以极高亲和力结合；同时，CAR的抗原结合部分连接了互补的BCL-2片段。
Venetoclax是一种FDA批准的抗癌药物，以与BCL-2高亲和力结合而闻名，在该系统中充当分子远程控制器。给予venetoclax后，会竞争性破坏dmLD3与BCL-2的相互作用，导致细胞外CAR结构解离并使受体拆解，从而有效“静音”CAR-T细胞的肿瘤靶向功能。关键在于，停用venetoclax后，CAR受体会迅速重新组装，恢复细胞毒活性。该可逆机制使研究人员能够在不触发细胞凋亡或清除细胞的情况下，实现对CAR-T功能的精确时间调控，并在多个治疗周期中保留治疗性细胞群。
DROP-CAR设计还为解决抗原驱动的耗竭提供了潜在方案。所谓抗原驱动的耗竭，是指在免疫抑制性的肿瘤微环境中持续刺激会导致T细胞进入功能障碍状态，并伴随表观遗传与转录组重塑，从而抑制效应功能。该设计使治疗方案可以让CAR-T细胞短暂“暂停”，使其休整并在再次激活前恢复功能。此类时间维度的控制有望提升CAR-T疗法对实体瘤的持久性与疗效，而实体瘤往往具有高度抑制性的微环境。