川大團(tuán)隊(duì)將CAR-T用于抗衰老，成功清除小鼠和獼猴的衰老細(xì)胞，將開展相關(guān)臨床試驗(yàn)
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將 CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T-Cell）用于衰老？四川大學(xué)華西醫(yī)院研究員趙旭東和團(tuán)隊(duì)做到了，研究論文發(fā)表在 Science Translational Medicine 封面上。
研究中，他們檢測了以 NKG2D（natural killer group 2 member D ligands）胞外域?yàn)樽R別域的 NKG2D-CAR T 細(xì)胞的抗衰老效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出人意料地好，不管是在小鼠還是在非人靈長類體內(nèi)，靶向NKG2DLs的 NKG2D-CAR T 細(xì)胞均展示出了杰出的衰老細(xì)胞清除效果，并且無明顯副作用。
圖 | 論文登上當(dāng)期期刊封面（來源：Science Translational Medicine）NKG2DLs 也能在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)。當(dāng)下，已經(jīng)有諸多靶向 NKG2DLs 的 CAR-T 細(xì)胞用于臨床試驗(yàn)，截至目前并未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重副作用。因此相對于其他靶點(diǎn)，基于 NKG2DLs 的抗衰老研究在臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用上具有顯著優(yōu)勢。
在論文的評審過程中，NKG2D-CAR T 細(xì)胞杰出的抗衰老效果得到了審稿人的一致肯定。論文指出，NKG2D-CAR T 細(xì)胞治療全面改善了小鼠組織衰老相關(guān)病理特征，包括脂肪、肌肉、骨骼和肝腎功能等，并且顯著提升了小鼠運(yùn)動(dòng)能力。此外，論文還進(jìn)一步確認(rèn)了在自然衰老獼猴體內(nèi) NKG2D-CAR T 細(xì)胞也具有優(yōu)秀地清除衰老細(xì)胞的能力。
從以往文獻(xiàn)報(bào)道和此次研究結(jié)果來看，NKG2DLs 在衰老細(xì)胞中的表達(dá)具有較高的廣譜性。理論上，大部分由于衰老細(xì)胞異常累積導(dǎo)致的疾病，NKG2D-CAR T 細(xì)胞都能帶來治療作用。
不過考慮到經(jīng)濟(jì)成本等因素，課題組計(jì)劃先選擇已明確可以使用清除衰老細(xì)胞的方法進(jìn)行治療的疾病來開展臨床試驗(yàn)，例如糖尿病、慢性腎病、肝纖維化和骨質(zhì)疏松癥等。
基于免疫療法開發(fā) Senolytics 藥物該團(tuán)隊(duì)選擇將 CAR-T 技術(shù)用于抗衰老，有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。由于生育率下降和人口負(fù)增長，以及醫(yī)療進(jìn)步和健康提升等原因，老齡化是中國乃至全世界面臨的重要挑戰(zhàn)，包括養(yǎng)老金和醫(yī)療服務(wù)的壓力、老年貧困、長期護(hù)理需求等。
在此背景下，抗衰老研究也成了當(dāng)前備受關(guān)注的領(lǐng)域之一。對于延長健康壽命、增強(qiáng)生活質(zhì)量以及減輕年齡相關(guān)疾病的發(fā)病率具有重要的價(jià)值和應(yīng)用前景。
衰老細(xì)胞是一類處于不再分裂狀態(tài)的老化細(xì)胞，它們在人體中積累并與多種疾病和個(gè)體衰老相關(guān)。在抗衰老研究中，Senolytics 藥物表現(xiàn)最為優(yōu)秀，也是大家公認(rèn)的最有可能獲得突破的研究方向。
Senolytics 藥物通過清除衰老細(xì)胞來延緩衰老，以及治療或緩解與衰老相關(guān)的疾病。
例如，當(dāng)把達(dá)沙替尼和槲皮素聯(lián)合使用可減緩衰老小鼠與年齡相關(guān)的生理功能衰退，延長小鼠 36% 壽命。
在動(dòng)物模型中，Senolytics 藥物對于動(dòng)脈粥樣硬化、肺纖維化、肝纖維化、脂肪肝、骨質(zhì)疏松、肌肉減少癥和阿爾茨海默等疾病均顯示出積極的治療效果。
然而，目前現(xiàn)有的 Senolytic 藥物大部分都是基于小分子化合物開發(fā)，存在靶向性差等局限性；雖然可以清除衰老細(xì)胞，但也可能對正常細(xì)胞產(chǎn)生影響，在安全性方面或多或少也都存在一些問題。
例如，抗衰老明星藥物達(dá)沙替尼和槲皮素聯(lián)用可能引起貧血、中性粒細(xì)胞和血小板減少、以及肺動(dòng)脈高壓；Bcl-2 抑制劑 Navitoclax 可能引起血小板、白細(xì)胞和紅細(xì)胞數(shù)量的下降，增加出血、感染和貧血的風(fēng)險(xiǎn)。
目前，對于 Senolytic 藥物的大多數(shù)研究仍處于臨床前階段，臨床研究的數(shù)據(jù)相對有限。依舊需要更多臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證其對人體的療效和安全性。
細(xì)胞免疫療法能讓治療更加精準(zhǔn)，減少對正常組織的損害，已在癌癥等疾病的治療中顯示出了巨大的潛力。其中，CAR-T 細(xì)胞通過識別抗原精準(zhǔn)殺傷靶細(xì)胞，理論上也可用于清除衰老細(xì)胞。
事實(shí)上，這個(gè)概念已經(jīng)得到證實(shí)，2020 年國外學(xué)者在 Nature 上發(fā)表論文，證明靶向尿激酶型纖溶酶原激活物受體（UPAR，Urokinase-type plasminogen activator receptor）的 CAR-T 細(xì)胞，可以清除衰老細(xì)胞治療腫瘤和緩解肝纖維化。但是，該 CAR-T 細(xì)胞是否能清除老年個(gè)體中的衰老細(xì)胞目前依舊不明確。
NKG2DLs 可以在包括自然衰老在內(nèi)的多種衰老細(xì)胞表面表達(dá)。體內(nèi) NK 細(xì)胞通過信號軸 NKG2D-NKG2DLs 識別并殺傷衰老細(xì)胞。以這種天然存在的衰老細(xì)胞清除機(jī)制開發(fā) Senolytics 藥物，理論上應(yīng)該具有更有效的治療效果和更高的安全性。基于此，該課題組決定基于免疫療法開發(fā) Senolytics 藥物。
（來源：Science Translational Medicine）從細(xì)胞模型、小鼠、獼猴三層面證明 NKG2D-CAR T 細(xì)胞抗衰老效果免疫治療的關(guān)鍵點(diǎn)是尋找衰老細(xì)胞特異性靶點(diǎn)。通過查閱文獻(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn) NKG2DLs 在衰老細(xì)胞中表達(dá)，是 NK 細(xì)胞清除衰老細(xì)胞的主要靶點(diǎn)。因此理論上 NKG2DLs 也可以用于 CAR-T 細(xì)胞清除衰老細(xì)胞的靶點(diǎn)。
隨后，該團(tuán)隊(duì)從細(xì)胞模型、小鼠、獼猴三個(gè)層面分別證明了 NKG2D-CAR T 細(xì)胞抗衰老效果。其實(shí)，他們最初并沒有計(jì)劃小鼠實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槿撕瞳J猴親緣關(guān)系更近，而且 NKG2D-CAR 可以通用，因此 NKG2D-CAR T 細(xì)胞在獼猴體內(nèi)的有效性和安全性顯然比小鼠更有說服力。
但是，獼猴的壽命太長，難以在短時(shí)間內(nèi)觀察到衰老病理的改變引起的確定性效應(yīng)。所以，他們構(gòu)建了針對小鼠的 mNKG2D-CAR T 細(xì)胞，并對其進(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。僅僅這個(gè)階段，就耗時(shí)大概 5 年時(shí)間。
課題組表示：“我們的論文最先投在 Nature 雜志，但論文送審之后審稿人認(rèn)為 2020 年 Nature 已經(jīng)發(fā)表過靶向 UPAR 的 CAR-T 可清除衰老細(xì)胞治療腫瘤和肝纖維化，認(rèn)為我們的研究在概念上落后了，所以拒稿?！?/span>
投稿到 Science Translational Medicine 之后，審稿人的意見集中于 NKG2D-CAR T 細(xì)胞的安全性以及在衰老組織中的浸潤。為了回答這些問題，他們在修回手稿中補(bǔ)充了 NKG2D-CAR T 細(xì)胞在自然衰老小鼠中的作用等實(shí)驗(yàn)，這個(gè)階段大約花費(fèi) 1 年半時(shí)間。
最終，相關(guān)論文以《NKG2D-CAR T 細(xì)胞消除衰老小鼠和非人靈長類動(dòng)物的衰老細(xì)胞》（NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates）為題發(fā)在 Science Translational Medicine（IF 17.1），并選為當(dāng)期封面論文。
四川大學(xué)華西醫(yī)院楊東博士、孫彬博士是共同一作，四川大學(xué)華西醫(yī)院趙旭東研究員、美國明尼蘇達(dá)大學(xué)鄧義斌教授擔(dān)任共同通訊作者[1]。
圖 | 相關(guān)論文（來源：Science Translational Medicine）
時(shí)間對科研工作者的緊迫性該團(tuán)隊(duì)表示：“在 NKG2D-CAR T 細(xì)胞抗衰老研究中，我最大的感悟就是時(shí)間對科研工作者的緊迫性。在科研領(lǐng)域中，時(shí)間常常是有限的資源，想要在某個(gè)領(lǐng)域取得突破性成果需要及時(shí)行動(dòng)和快速反應(yīng)?！?/span>
課題組開始 NKG2D-CAR T 細(xì)胞抗衰老實(shí)驗(yàn)是在 2017 年。那個(gè)時(shí)候 CAR-T 細(xì)胞主要用于腫瘤治療，但后面學(xué)界陸續(xù)發(fā)表了 CAR-T 細(xì)胞在非腫瘤領(lǐng)域的用途的論文。
例如 2019 年 Nature 雜志發(fā)表了 CAR-T 細(xì)胞抗心臟纖維化的論文，2020 年 Nature 雜志發(fā)表了 CAR-T 細(xì)胞清除衰老細(xì)胞的論文，2021 年《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了 CAR-T 細(xì)胞治療自身免疫性疾病的論文。
“而我們的研究在 2022 年才完成并投稿。這個(gè)時(shí)候 CAR-T 細(xì)胞用于抗衰老研究新穎性已經(jīng)大打折扣。這也是 Nature 雜志對我們拒稿的主要原因。我們研究進(jìn)展太慢，導(dǎo)致的后果就是起了個(gè)大早趕了個(gè)晚集?！痹搱F(tuán)隊(duì)說。
盡管如此，趙旭東依然表示：“期待這些成果有更廣泛傳播，早日轉(zhuǎn)化，服務(wù)社會?！?/span>
不過，CAR-T 細(xì)胞治療是一項(xiàng)復(fù)雜且個(gè)性化的治療過程，價(jià)格昂貴，普通民眾可能難以負(fù)擔(dān)。
因此，他們后續(xù)將開發(fā) NKG2D-CAR NK 細(xì)胞。相對于 CAR-T 細(xì)胞，CAR-NK 細(xì)胞可實(shí)現(xiàn)異體回輸，不需要個(gè)體化定制，具有更高的便捷性，費(fèi)用也更低廉。
另據(jù)悉，此前課題組已成功制備抗腫瘤/抗衰老的針對十余個(gè)靶點(diǎn)的 CAR-T 技術(shù)和免疫細(xì)胞接合器分子，申請專利二十余項(xiàng)，包含 PCT（Patent Cooperation Treaty）專利 5 項(xiàng)。
對此，該團(tuán)隊(duì)表示：“除了 NKG2D-CAR T 細(xì)胞以外，我們目前確實(shí)已經(jīng)成功制備了其他一些具有抗腫瘤或抗衰老活性的 CAR-T 細(xì)胞和免疫細(xì)胞接合器分子?！?/span>
例如，基于 GAS6 的 CAR-T 細(xì)胞可殺傷 TAM 陽性的胰腺癌細(xì)胞系和癌癥干細(xì)胞樣細(xì)胞，并在體內(nèi)抑制腫瘤細(xì)胞來源的移植瘤和患者來源的異種移植瘤生長，相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表于 Journal of Hematology & Oncology。
此外，他們還發(fā)現(xiàn)基于 SECTM7 構(gòu)建的 CAR-T 細(xì)胞可以通過靶向 CD7 分子，來治療急性淋巴細(xì)胞白血病和急性粒細(xì)胞白血病，相關(guān)論文發(fā)表于 Blood Advances 雜志。關(guān)于這些研究相關(guān)的臨床試驗(yàn)正在逐步推進(jìn)。同時(shí)，目前還有一些關(guān)于其他靶點(diǎn)的研究正在進(jìn)行，并且正在不斷改進(jìn)中。
參考資料：1.Yang, D., Sun, B., Li, S., Wei, W., Liu, X., Cui, X., ... & Zhao, X. (2023). NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates. Science Translational Medicine, 15(709), eadd1951.
排版：劉雅坤
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