《新的双CAR - T细胞免疫疗法为靶向HIV病毒库带来了希望》

  • 来源专题:生物安全网络监测与评估
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2020-09-07
  • 最近的一项研究发表在《自然医学》杂志上,由研究者托德•艾伦博士,哈佛医学院医学教授(HMS)和组长在MGH雷根研究所正是从麻省理工学院和哈佛大学,博士和吉姆Riley教授微生物学在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院,描述了一种新的双车T细胞免疫疗法可以帮助对抗艾滋病毒感染。这篇论文的第一作者是科尔比·马尔蒂尼(Colby Maldini),他是宾夕法尼亚大学的研究生,丹尼尔·克莱本(Daniel Claiborne)是拉贡研究所的研究员。

    赖利说:“这项研究强调了对T细胞工程方式的相对直接的改变是如何导致其效力和持久性发生巨大变化的。”“这一发现对使用T细胞来对抗艾滋病毒和癌症具有重大意义。”

    全球艾滋病毒流行影响着全世界3 500多万人。抗逆转录病毒疗法(ART)是一种日常治疗,可以控制但不能治愈艾滋病毒感染。然而,对许多艾滋病毒感染者来说,获得和终生坚持日常养生是一个重大障碍。艾滋病毒治愈的一个主要障碍是病毒库,即隐藏在被感染细胞基因组中的艾滋病毒副本。如果停止抗逆转录病毒疗法,病毒就能迅速复制自己,最终导致艾滋病的发展。

    CAR - T细胞是一种强大的免疫疗法,目前用于癌症治疗,患者自身的免疫T细胞被改造成表达嵌合抗原受体(CARs)。这些汽车重新编程T细胞,以识别和消除特定的患病或感染细胞,如癌细胞或潜在的艾滋病毒感染细胞。

    艾伦和莱利的研究小组合作设计了一种新的hiv特异性CAR T细胞。他们需要设计一种CAR T细胞,它能够瞄准并迅速消灭感染艾滋病毒的细胞,在体内存活并繁殖一次,并抵抗艾滋病毒本身的感染,因为艾滋病毒的主要目标是这些完全相同的T细胞。

    艾伦说:“通过逐步解决出现的每一个问题,我们开发出了受保护的双CAR - T细胞,它提供了一种强大的、持久的应对艾滋病毒感染的反应,同时对病毒本身具有耐药性。”

    这种双车T细胞,一种新型的CAR T细胞,是通过将两辆车改造成一个T细胞而制成的。每个CAR都有一个CD4蛋白,可以使它靶向hiv感染的细胞,还有一个协同刺激域,它向CAR T细胞发出增强免疫功能的信号。第一CAR含有4-1BB共刺激结构域,促进细胞增殖和持续,第二CAR含有CD28共刺激结构域,增强其杀死被感染细胞的能力。

    由于HIV经常感染T细胞,他们还添加了一种名为C34-CXCR4的蛋白质,这是宾夕法尼亚大学血液肿瘤学教授詹姆斯·霍克西医学博士的实验室开发的。C34-CXCR4可以防止HIV附着在细胞上并感染细胞。最后的CAR - T细胞寿命很长,在应对艾滋病毒感染时进行复制,有效地杀死被感染的细胞,并对艾滋病毒感染具有部分抵抗能力。

    当将受保护的双CAR T细胞注入感染艾滋病毒的小鼠体内时,研究小组发现,与未治疗的小鼠相比,感染艾滋病毒的细胞更少,而且复制速度更慢。他们还发现,在这些动物的血液中,病毒数量减少,CD4+ T细胞得以保存,而CD4+ T细胞是HIV的首选目标。此外,当他们在感染艾滋病毒的小鼠中将双CAR T细胞与ART结合时,病毒被更快地抑制,这导致了病毒库比只接受ART治疗的小鼠更小。

    “这些受保护的双重汽车T细胞的能力减少艾滋病毒负担各种组织和细胞类型,包括长期内存CD4 + T细胞,我们相信支持使用汽车T细胞疗法的方法作为一种新的工具,目标对功能性治愈艾滋病毒艾滋病水库,”艾伦说。

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  • 《Nat Med:开发出靶向HIV病毒库的Dual-CAR-T细胞,为治愈HIV感染奠定基础》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-09-02
    • 在一项新的研究中,来自美国拉根研究所、宾夕法尼亚大学和麻省总医院的研究人员描述了一种新型双CAR-T(Dual CAR T cell, Dual-CAR-T)细胞免疫疗法可以帮助对抗HIV感染。相关研究结果于2020年8月31日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Dual CD4-based CAR T cells with distinct costimulatory domains mitigate HIV pathogenesis in vivo”。论文通讯作者为拉根研究所的Todd Allen博士和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物学教授Jim Riley博士。论文第一作者为宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究生Colby Maldini和拉根研究所研究员Daniel Claiborne博士。 关于受HIV感染的T细胞的扫描电镜图,图片来自NIAID。 Riley说,“这项研究强调了对T细胞改造方式的相对直接的改变如何导致它们的效力和持久性发生巨大变化。这一发现对使用T细胞来对抗HIV和癌症具有重要意义。” 全球HIV流行影响着全世界3500多万人。抗逆转录病毒疗法(ART)是一种日常治疗方法,可以控制但不能治愈HIV感染。然而,对于许多HIV感染者来说,获得和终生坚持每日疗程是一个重大挑战。HIV治愈的一个主要障碍是病毒库,即隐藏在受感染细胞基因组中的HIV拷贝。如果停止ART治疗,这种病毒能够迅速制造新的HIV拷贝,最终导致艾滋病(AIDS)的发生。 CAR-T细胞是一种强大的免疫疗法,目前应用于癌症治疗:将患者自身的免疫T细胞进行基因改造,使之表达嵌合抗原受体(CAR)。所表达的CAR对T细胞进行重编程,使得它们识别和消除特定的患病或感染细胞,如癌细胞或潜在的HIV感染细胞。 Allen和Riley的研究团队共同设计了一种新的HIV特异性CAR-T细胞。他们需要设计的CAR-T细胞能够靶向并快速消除HIV感染的细胞,并且一旦在体内存活和增殖,就能够抵抗HIV本身的感染,这是因为HIV的主要靶标就是这些T细胞。 Allen说,“通过采用循序渐进的方法解决每一个出现的问题,我们开发出受保护的Dual-CAR-T细胞,它能针对HIV感染产生强大、持久的反应,同时对这种病毒本身具有抵抗力。” 作为一种新型的CAR-T细胞,这种Dual-CAR-T细胞是通过对T细胞进行基因改造使得同一个T细胞表达两种CAR。每种CAR都携带一个CD4蛋白,使得它能够靶向HIV感染细胞,而且每种CAR还有一个共刺激结构域,用于向CAR-T细胞发出信号,增加这些T细胞的免疫功能。第一种CAR含有4-1BB共刺激结构域,可刺激细胞增殖和持久性,而第二种CAR具有CD28共刺激结构域,可增加这些T细胞杀伤HIV感染细胞的能力。 由于HIV经常感染T细胞,他们还添加了一种叫做C34-CXCR4的蛋白,这种蛋白是在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院血液肿瘤科教授James Hoxie博士的实验室中开发出的。C34-CXCR4可以防止HIV附着在T细胞上,因而也就阻止这种病毒感染它们。最终产生的Dual-CAR-T细胞寿命长,在应对HIV感染时进行复制,有效杀灭被感染的细胞,并对HIV感染形成部分抵抗力。 当将受保护的Dual-CAR-T细胞给送到HIV感染的小鼠体内时,这些研究人员观察到HIV复制速度变得较慢,而且相比于未给送Dual-CAR-T细胞的小鼠,它们具有更少的HIV感染细胞。他们还观察到这些小鼠血液中的HIV病毒数量减少,CD4+T细胞得以保存下来。此外,当他们在HIV感染的小鼠中组合使用Dual-CAR-细胞细胞和ART时,这种病毒被更快地抑制,这就导致HIV病毒库比仅接受ART治疗的小鼠更小。 Allen说,“这些受保护的Dual-CAR-T细胞能够减少各种组织和细胞类型中的HIV载量,包括长寿命的记忆CD4+T细胞。我们认为这会支持使用CAR-T细胞疗法作为一种新的靶向HIV病毒库的工具,以便实现对HIV感染的功能性治愈。”
  • 《科学家采用CAR-T免疫疗法来靶向HIV潜伏库》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-11-01
    • 格拉德斯通的一组科学家和他们在Xyphos Biosciences, Inc.的合作伙伴在本周的《细胞》杂志上描述了一种攻击感染了HIV的细胞的新方法。这项工作展示了CAR-T的一个新版本,该技术因其最近在抗击血癌方面的成功而闻名。这项被称为convertibleCAR®的新技术,随着技术的改进,使其覆盖范围和功能更加广泛,在几个治疗领域显示出了巨大的前景,尤其是在抗击艾滋病病毒方面,因为它可以用于缩小接受抗逆转录病毒治疗的患者体内的感染细胞库。 抗逆转录病毒疗法(ART)可抑制艾滋病毒感染,但不能从宿主体内根除病毒。一些病毒隐藏在细胞内,形成所谓的潜伏艾滋病毒库。在这个藏身之处,一旦病人中断治疗,病毒就会重新开始一场致命的感染,迫使病人坚持每日服用抗逆转录病毒药物的终身治疗方案。 潜在的蓄水池是治疗艾滋病的主要障碍,针对它是格莱斯顿研究所艾滋病治疗研究中心主任、这项新研究的资深作者Warner C. Greene博士的长期目标。病毒库越大,就越难以控制,治疗失败后病毒反弹的速度也越快。 他说:“我们的工作重点是缩小潜伏的病毒库,并设计出一种免疫反应,可以控制较小的病毒库,从而停止抗逆转录病毒治疗。这种‘减少和控制策略’可以导致艾滋病的持续缓解或功能性治愈,”Greene说,他也是转化医学的Nick和Sue Hellmann杰出教授,同时也是旧金山加利福尼亚大学的医学、微生物学和免疫学教授。 传统的CAR-T技术包括改造一种被称为细胞毒性T细胞的免疫细胞,在其表面表达一种简化版的抗体。抗体部分允许细胞毒性T细胞瞄准目标细胞——例如白血病细胞——并攻击和摧毁它。但对于每一个新的病原体或癌细胞,必须制造一个新的传统CAR-T细胞,其表面必须有新的靶向抗体。这既耗时又费钱。 相比之下,convertibleCAR技术使细胞毒性“杀手”T细胞与任意数量的抗体结合成为可能。这一特征对于抗击艾滋病毒等病原体至关重要,已知存在数百种不同的艾滋病毒变体。 “这种灵活的技术有潜力改变CAR-T系统通过允许一次性交付convertibleCAR细胞的病人,给医生的能力管理抗体的抗体或鸡尾酒最适合治疗病人的疾病,是艾滋病毒/艾滋病或白血病,”格林说。 这样的应用程序很有前途,但还处于早期开发阶段。 格林说:“这项研究是一个概念验证实验,我们证明有可能将一种有前途的抗艾滋病病毒抗体,即‘广泛中和抗体’与可转化的细胞结合,从而成功地攻击蓄水池。” Xyphos公司首席执行官兼联合创始人詹姆斯•奈顿(James Knighton)对此表示赞同。“通过这个项目产生的结果为这项技术提供了显著的验证,并提供了改变当今疾病治疗方式的潜力。” 一种用于可变形敌人的模块化武器 传统的CAR-T细胞已被证明非常成功地诱导了血癌的缓解,如淋巴瘤和儿童白血病。 但传统的CAR-T细胞作为艾滋病病毒感染的治疗手段并不完美。 “传统CAR-T的一些缺点,”该研究的第一作者、格林实验室的科学家埃坦赫齐格(Eytan Herzig)解释说,“是它们被设计成针对癌细胞上的一个分子,一旦注射到患者体内,就无法控制。” 艾滋病毒是一种快速变形的病毒,人们知道它可以逃避任何形式的单一药物治疗。一个受感染的人有大量不同的形式。CAR-T细胞携带单一抗体作为对抗艾滋病毒的武器,不会取得长期的成功。 木糖科学家通过从细胞毒杀伤细胞中分离出靶向抗体克服了这些缺陷。 Xyphos公司的首席科学官David W. Martin博士解释说:“我们设计了可转化的细胞,这样T细胞就可以在其表面表达一种被称为NKG2D的人类受体蛋白,这种蛋白经过了最小程度的修饰。”这种经过修饰的NKG2D受体可以把T细胞变成一种强大的杀手,但只有在与它的伴侣结合的情况下。它的搭档是一种叫做MIC-A的蛋白质,木本学的科学家们对其进行了剪裁和修饰,使其只与可转化细胞上经过修饰的NKG2D受体结合。Xyphos公司的科学家们随后将其融合到目标抗体的基础上,创造了他们所谓的MicAbody®。因此,靶向MicAbody与可转化的细胞结合紧密且专一。 “MicAbody是一个优雅的解决方案,而且比一个全新的CAR-T电池更容易创造和批量生产,”Martin继续说。而不是需要一个不同的汽车细胞为每个目标,科学家可以管理一个可转换的细胞,并结合它与他们选择的MicAbodies。 此外,改进后的NKG2D-Mic组合提供了一种方便的方式,在需要消除流氓CAR-T细胞时提供“杀死开关”,或者在细胞需要长时间休息后激活时提供“助推开关”。 “因为它是模块化的,我们相信convertibleCAR将比传统的CAR-T更安全,更多功能,更易于外部控制,”马丁说。 但是,这项技术除了最初用于治疗血癌之外,还能在其他方面发挥作用吗? 一个强大的组合 Herzig和Greene一直在努力解决潜伏的艾滋病病毒库,他们一直在测试被称为“广泛中和抗体”(实验室用语)的抗艾滋病病毒抗体。 “它们被广泛地称为中和抗体,因为它们不只中和一种特定的病毒;它们中和了大量的菌株,”Herzig解释说。 但是单凭bnab不足以杀死感染hiv的细胞。它们需要杀伤T细胞,而hiv感染患者的问题是,他们的杀伤T细胞已经耗尽,或者潜伏的蓄水池中含有对这些细胞有耐药性的病毒。 Herzig和Greene推断通过结合bnab和可转化的细胞,他们可能获得所需的杀伤能力。 他们与木糖科学家合作,从bNAbs中创造MicAbodies,并在各种实验室试验中测试与Mic-bNAbs结合的可转化细胞。 Herzig在实验室中用不同的HIV病毒株感染了不同类型的CD4 T细胞——HIV病毒的自然目标——来测试这些组合。他特别使用了来自人类扁桃体的细胞制剂;扁桃体T细胞被认为是一个潜在的水库。他想要确保convertibleCAR/Mic-bNAb组合能够杀死代表实际潜伏水库的T细胞类型。 结果是显著的:可转化的细胞联合mic - bnab特异性地杀死了被感染的CD4 T细胞,但没有杀死未感染的细胞。它们只在与mic - bnab结合时杀死受感染的细胞,而不是单独添加或与不针对HIV的MicAbodies结合时杀死受感染的细胞。他们在实验室中用各种病毒株杀死了感染的CD4 T细胞。当与针对癌细胞的Mic-bNAb和MicAbody结合时,可转化的细胞可以有效地杀死混合在同一培养中的癌细胞和hiv感染细胞。 换句话说,convertibleCAR恰恰展示了它被设计用来实现的多功能性和特异性。 最后,Herzig和Greene在ART上测试了convertibleCAR/Mic-bNAb平台是否可以攻击hiv感染者血液中存在的潜伏水库。为了使这些细胞对可转化的细胞可见,这些培养物必须首先被一种叫做强“逆转延迟因子”的化合物激活。 暴露后48小时内,一半以上激活的、表达hiv病毒的细胞被清除。 “这个平台大有前途,”格林总结道。