近年来，CAR-T细胞治疗肿瘤的相关研究如火如荼。除了通过各种方式提升细胞治疗的有效性，如何减轻或抑制治疗毒性也一直是研究的重点和焦点。CAR-T细胞治疗毒性主要分为三大类：细胞因子风暴、神经毒性及中靶脱瘤毒性。经过十余年的研究探索，对于细胞因子风暴和神经毒性的识别和诊断已取得明显进展，然而中靶脱瘤毒性依然是CART疗法面临的最为棘手的安全性问题之一，鲜有研究报道。由于CAR-T细胞治疗多针对肿瘤相关抗原，而高度特异的肿瘤抗原又相当缺乏，因此在CAR-T细胞治疗过程中，中靶脱瘤毒性时有发生，甚至危及生命，这在实体瘤细胞治疗中表现得尤为突出。2025年1月23日，原上海交通大学医学院附属仁济医院肿瘤介入科（现同济大学附属东方医院微创介入治疗中心）翟博主任团队联合肿瘤系统医学全国重点实验室金浩杰教授课题组，苏州易慕峰生物科技有限公司孙敏敏博士，中国科学技术大学附属第一医院张传杰教授课题组等团队在Science Translational Medicine杂志在线发表Triple knockdown of CD11a, CD49d, and PSGL1 in T cells reduces CAR-T cell toxicity but preserves activity against solid tumors in mice 的原创性研究成果【1】，首次揭示了LFA-1及VLA-4信号通路在介导CAR-T细胞治疗常见的严重并发症——“中靶脱瘤毒性（On-target/Off-tumor toxicity）”中的关键作用及其发生机制。研究发现，同时敲除CAR-T细胞中的PSGL-1、CD11a及CD49d，可有效降低CAR-T细胞治疗的中靶脱瘤毒性并增强其记忆性功能，为开发新一代安全有效的CAR T细胞药物提供了全新的研究视角。利用T细胞从血管进入到肿瘤组织和正常组织的迁移差异有可能成为解决靶向非肿瘤组织毒性的潜在可行方法。前期研究表明，靶向T细胞迁移相关蛋白ST3GAL1可以抑制CAR-T细胞在静脉注射后向非特异性组织的迁移，同时增强靶向HER2的CAR-T细胞的疗效，初步证明了该方法的可行性【2】。T细胞从血管到正常组织的迁移需要一系列的级联反应，涉及多个关键步骤：1.趋化作用。在这一过程中，趋化因子与趋化因子受体结合，促进T细胞表面整合素（特别是LFA-1和VLA-4）的构象激活。2.粘附作用。PSGL1通过与内皮细胞上的P-选择素结合，介导T细胞滚动效应；随后，激活的LFA-1和VLA-4与激活的内皮细胞上的ICAM-1和VCAM-1结合，促进T细胞与内皮细胞的紧密粘附。3.跨内皮迁移。T细胞穿越内皮细胞层进入外血管组织【3】。而在肿瘤环境中，该过程发生明显改变，尤其肿瘤血管粘附分子表达减少，血管结构紊乱，由此导致血管通透性显著增加。在针对 EpCAM 等肿瘤相关抗原的 实体瘤CAR-T 细胞治疗中，如何管理中靶脱瘤毒性是目前亟待解决的重要难题。研究人员基于 G8.8 单抗构建了靶向小鼠 EpCAM 的人源及鼠源 CAR-T 模型，发现这些模型均存在剂量依赖性的中靶脱瘤毒性。进一步的组织分布研究表明，脱靶毒性主要集中在肺脏和肝脏等器官。为探索整合素信号通路（LFA-1/ICAM-1 和 VLA-4/VCAM-1）对 EpCAM CAR-T 中靶脱瘤毒性的影响，研究人员进行了体内抗体阻断实验。结果表明，联合阻断 LFA-1 和 VLA-4 信号通路可显著降低EpCAM CAR-T 细胞介导的中靶脱瘤毒性。后续研究通过构建 CAR 及 shRNA 共表达载体，敲降单个整合素分子（如 CD11a、CD18、CD29 和 CD49d），未能显著降低毒性。但利用 CRISPR 双敲除等筛选技术同时敲除 CD11a 和 CD49d 则有效减轻了中靶脱瘤毒性反应。鉴于 CRISPR 电转技术可能导致 T 细胞染色体不稳定、细胞凋亡及工艺复杂等问题，研究团队创新性开发了一种多重基因编辑载体，能够高效且特异性敲降 CAR-T 细胞中的多个基因。该技术为细胞治疗中多基因编辑的工艺转化提供了简化且高效的解决方案。最终筛选结果显示，同时敲降 CAR-T 细胞中的CD11a、CD49d 和 PSGL1 不仅显著降低了中靶脱瘤毒性，同时也完整保留 了CAR-T 细胞的实体瘤浸润能力。这一创新策略为优化 CAR-T 治疗安全性提供了新的方向。上海交通大学医学院附属仁济医院博士生王宏烨、吴钊榕、卞林柯（导师为翟博教授），同济大学附属东方医院崔丹主治为共同第一作者。同济大学附属东方医院翟博教授，仁济医院/上海市肿瘤研究所金浩杰教授，苏州易慕峰公司张双双、孙敏敏博士、中国科学技术大学附属第一医院张传杰教授为共同通讯。原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adl6432
制版人：十一
1. https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adl64322. Y. Hong, B. L. Walling, H. R. Kim, W. S. Serratelli, J. R. Lozada, C. J. Sailer, A. M. Amitrano, K. Lim, R. K. Mongre, K. D. Kim, T. Capece, E. B. Lomakina, N. S. Reilly, K. Vo, S. A. Gerber, T. C. Fan, A. L. Yu, P. W. Oakes, R. E. Waugh, C. D. Jun, P. M. Reagan, M. Kim, ST3GAL1 and betaII-spectrin pathways control CAR T cell migration to target tumors. Nat Immunol 24, 1007-1019 (2023).3. K. Ley, C. Laudanna, M. I. Cybulsky, S. Nourshargh, Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated. Nat Rev Immunol 7, 678-689 (2007).
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