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。
