斯坦福大学的一名儿童肿瘤医生和一名计算免疫学家正将她们的专业技能组合在一起,利用单细胞免疫分析来回答弥漫性内生型脑桥胶质瘤(DIPG)的迫切科学问题,这是一种无法治愈的儿童肿瘤。
Sneha Ramakrishna 医学博士在国家癌症研究所/国立卫生研究院完成儿童血液学/肿瘤学研究工作后来到斯坦福大学,其目标是使用“卓越的多组学平台,以了解患者免疫治疗成功或失败的驱动因素”。她作为医学生参与了 CAR-T 疗法早期版本的研究,在目睹其巨大潜力后,她便致力于免疫疗法的开发和治疗。
当她与 Zinaida Good 博士相遇时,两个人之间迸 发出火花, Good 博士曾在 Genentech 公司参与肿瘤学研究工作,之后来到斯坦福大学参加一个 计算与系统免疫学的项目。在 Crystal Mackall 医学博士的实验室里,Good 是 Ramakrishna 遇到的第一个人,两人共同参与了一项使用 CAR-T 疗法来治疗 DIPG 的临床试验。Ramarkrishna 称赞 Good 为“一股不可思议的力量”,而 Good 则钦佩 Ramarkrishna 对患者的热情和奉献。
两人结合各自的专业技能,并与帕克癌症免疫治疗研究所和 10x Genomics 公司合作,采用通用型5’ 基因表达来分析参与临床试验的 DIPG 儿童患者的脑脊液(CSF)样本,以便更清晰地了解 CAR-T 细胞疗法对患者肿瘤的影响(1)。我们与 Good 和 Ramakrishna 讨论了她们发表在《Nature》杂志上的研究成果,通用型5’ 基因表达如何帮助她们解决这种暂无有效疗法的致命癌症的相关问题,以及她们未来计划如何使用 Visium 空间基因表达和 Xenium 原位分析平台进一步拓展研究。
开发儿童胶质瘤的新疗法为何很重要?
Ramakrishna:
对每位儿童肿瘤医生来说,DIPG
都是最糟糕的噩梦。我们几乎无能为力。尽管使用化疗药物和小分子药物开展了数百项临床试验,但这些患者在生存质量或时间上几乎没有改善。有机会通过一种新的治疗策略来改变治疗模式,这几乎令人难以置信。当我发现免疫疗法有望真正治疗这类肿瘤时,我希望尽快将它应用于患者。即使只是一点点的改善,对于这种特殊疾病来说也是一个巨大的进步。
这项研究中最让您兴奋的第一个结果是什么?
Ramakrishna:
让我们感到惊讶的第一点是,
患者正在恢复神经功能。DIPG是一种很有意思的肿瘤——它不会破坏神经网络,只是渗透其中。我们不清楚在清除肿瘤后,神经网络是否能恢复正常功能。患者是否会失去神经功能并永久保持这种现状?临床试验中的第三名患者行走困难且左侧肢体无力,这使得他难以微笑或张口。但随着 CAR-T 细胞疗法开始发挥作用,他恢复了功能。从临床角度来看,这是一份清晰的证据,显示治疗不仅有效,还显著改善了生活质量。有些儿童患者原本无法站立、行走或做任何事情,但在几个月内就能行走和进食,且显著增重和长高。生活质量的改善是本次试验中最令人振奋的部分。
您为什么在研究中引入单细胞免疫分析?
Ramakrishna:
当我首次建立这项研究的相关性
矩阵时,我联系了多名从事脑肿瘤免疫治疗研究的人员,并询问他们,“是否能从患者的脑脊液样本中捕获细胞群?”这些研究人员一致表示,脑脊液中的细胞数量不足以开展分析。于是,我开始探索更灵敏的技术,以便分析我们收集的患者脑脊液中的细胞组成。根据 Zinaida 先前的研究,我们转向了单细胞 RNA 测序,并采用斯坦福大学的癌症相关科学部门为其他癌症研究所做的优化。
Good:
从计算角度来看,目前没有可比的平台。
我们始终能够从极其有限的样本中获得大量的高质量数据。有了这些数据,我们可以利用每个 CAR-T 细胞遗传自其亲本 T 细胞的内源性 T 细胞受体序列来追踪 CAR-T 细胞克隆。这种方法让我们能鉴定出具有临床应用价值的输注 CAR-T 细胞,因为在一段时间后,我们无法观察到最初输注的大多数 CAR-T 细胞,只有少数细胞能持续存在。一个完整的数据集是一份令人惊叹的资源,让我们以及这个领域的其他研究人员在未来几十年能够反复利用它。
从计算角度来看,目前没有可比的平台。我们始终能够从极其有限的样本中获得大量的高质量数据。
Zinaida Good博士
您如何收集样本用于免疫分析?
单细胞免疫分析的结果是否会影响未来 T 细胞疗法的设计?
我们知道,您计划将空间转录组学和原位分析整合到您的工作流程中。这将如何影响您的研究进程?
临床试验将走向何方?
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