DR5 CAR-NK细胞展现卓越扩增能力、强效抗肿瘤活性及良好安全性

《Molecular Therapy》：DR5 CAR-NK Cells Demonstrate Superior Scalability and Potent Antitumor Activity with Favorable Safety

本研究针对许多肿瘤对DR5介导的细胞凋亡存在固有抵抗性，限制了靶向DR5疗法疗效的难题，开发了一种新型DR5特异性CAR（嵌合抗原受体），源自不与DR4交叉反应的3E7单抗。研究人员利用BaEV（狒狒内源性病毒）假型慢病毒载体改造原发性NK（自然杀伤）细胞，获得的DR5 CAR-NK细胞在体外能有效杀伤DR5阳性肿瘤细胞，在体内可抑制异种移植瘤生长且对正常组织无毒性，展现出良好的安全性和作为“现货”疗法的潜力，为克服肿瘤凋亡抵抗提供了新策略。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，嵌合抗原受体（CAR）修饰的T细胞疗法已在血液肿瘤中取得显著成功，但其“个性化”定制带来的高昂成本、漫长制备周期以及潜在的严重毒副作用，限制了其更广泛的应用。自然杀伤（NK）细胞作为一种固有的免疫效应细胞，具有来源广泛、无需人类白细胞抗原（HLA）匹配、引起移植物抗宿主病（GvHD）风险低等优势，因此被视为开发“现货”型（off-the-shelf）细胞疗法的理想候选者。然而，CAR-NK疗法的发展面临一个核心瓶颈：缺乏在肿瘤细胞上广泛表达且特异性高、在正常组织上表达受限的理想靶点。

死亡受体5（DR5，也称为TRAIL-R2）是一个颇具吸引力的靶点。它属于肿瘤坏死因子（TNF）受体超家族，能够在与其配体（如TRAIL）结合后触发细胞凋亡信号通路。许多类型的肿瘤细胞会选择性高表达DR5，这使其成为精准打击肿瘤的潜在“标靶”。但现实挑战在于，相当一部分肿瘤对DR5介导的凋亡信号产生了固有或获得性抵抗，这使得此前一些直接靶向DR5的激动性抗体或可溶性配体疗法的临床疗效不尽如人意。那么，能否设计一种新型疗法，既能有效利用DR5在肿瘤上的高表达特性，又能绕过或克服肿瘤的凋亡抵抗机制，从而实现强效且安全的抗肿瘤效果呢？这正是Qian Chen、Meng Xia、Wei-Guo Zhu等研究人员在《Molecular Therapy》杂志上发表的研究工作所要解决的关键问题。

为了回答上述问题，研究人员开展了一项系统的研究，其核心是开发一种靶向DR5的新型CAR，并评估其在原发性人类NK细胞中构建的CAR-NK细胞的抗肿瘤活性和安全性。研究主要运用了几个关键技术方法：首先，他们利用一种不与死亡受体4（DR4）交叉反应的单克隆抗体3E7来构建DR5特异性CAR。其次，采用BaEV（狒狒内源性病毒）假型慢病毒载体来高效转导原代人类NK细胞，以实现CAR的稳定表达。第三，通过体外细胞毒性实验、细胞因子释放检测以及建立小鼠异种移植肿瘤模型，综合评价DR5 CAR-NK细胞的杀伤功能。第四，使用源自人类干细胞的人类肝类器官模型来评估疗法对正常人类组织的潜在毒性，为安全性提供重要依据。

研究结果

新型DR5 CAR的构建与CAR-NK细胞的高效制备及扩增

研究人员成功从单克隆抗体3E7开发出一种新型的DR5特异性CAR。该CAR能特异性结合人和小鼠的DR5，但不与DR4发生交叉反应，显示了其高度的特异性。利用BaEV假型慢病毒载体转导原代人类NK细胞，实现了CAR的高效表达。一个引人注目的现象是，在体外培养扩增过程中，CAR阳性NK细胞的比例自发地富集到接近100%。研究人员对这一现象提出了一个创新的解释：他们认为，在培养体系中，那些表达DR5的衰老NK细胞可能被CAR阳性的、具有活性的NK细胞识别并清除，这些衰老细胞无意中扮演了“饲养细胞”的角色，从而为CAR阳性细胞提供了选择性生长优势，实现了自我富集。这一特性极大地简化了细胞制备流程，避免了复杂的纯化步骤，展现了卓越的扩增潜力（Scalability）。

DR5 CAR-NK细胞在体外展现出强大的抗肿瘤活性并克服凋亡抵抗

在体外功能实验中，DR5 CAR-NK细胞对多种DR5阳性的人肿瘤细胞系表现出强大的细胞毒性。其杀伤机制是双重的：一方面通过NK细胞固有的细胞毒作用（直接 cytolysis），如释放穿孔素和颗粒酶；另一方面则通过CAR靶向DR5所触发的凋亡信号通路。值得注意的是，即使在能够诱导T细胞或NK细胞功能耗竭（exhaustion-like）的培养条件下（如长时间与肿瘤细胞共育），DR5 CAR-NK细胞仍能维持其强大的杀伤能力。这表明该疗法不仅有效，而且可能对肿瘤微环境引起的免疫抑制具有一定的抵抗力，尤其重要的是，它能够杀伤那些对传统DR5靶向凋亡疗法不敏感的肿瘤细胞。

DR5 CAR-NK细胞在体内有效抑制肿瘤生长且安全性良好

在荷有人类肿瘤的小鼠异种移植模型中，输注DR5 CAR-NK细胞能够显著抑制肿瘤的生长。尽管所构建的CAR也能识别小鼠的DR5，但在实验观察期间，未发现对小鼠正常组织产生明显的毒性反应，这表明该疗法在活体内具有令人满意的安全性窗口。为了进一步评估其对人类正常组织的潜在风险，研究人员使用了更为贴近人体生理环境的人类肝类器官模型。结果显示，DR5 CAR-NK细胞对人类肝类器官的细胞毒性可忽略不计，这从临床前角度强有力地支持了其良好的安全性特征（Favorable Safety Profile）。

研究结论与意义

本研究成功地开发并验证了一种基于新型DR5特异性CAR的NK细胞疗法。该疗法解决了CAR-NK领域靶点稀缺的难题，并巧妙地利用了DR5在肿瘤细胞上的选择性表达。研究结果表明，DR5 CAR-NK细胞具备多重优势：首先，其制备过程具有出色的可扩展性，得益于培养中的自我富集效应，能够轻松获得高纯度的CAR-NK细胞产品。其次，无论在体外还是体内，均表现出强效的抗肿瘤活性，并且能够克服肿瘤细胞对DR5介导凋亡的固有抵抗，为治疗此类难治肿瘤提供了新途径。最后，尽管能识别小鼠DR5，但在小鼠模型和人类肝类器官模型中均未观察到显著毒性，预示了其作为“现货”疗法的潜在安全性。

综上所述，这项研究将DR5 CAR-NK细胞定位为一种针对DR5阳性肿瘤（包括那些对传统凋亡疗法抵抗的肿瘤）的强效、可扩展且安全的治疗新策略。它为克服当前细胞免疫治疗面临的一些关键挑战提供了有前景的解决方案，推动了下一代“现货”型细胞疗法的发展，具有重要的临床转化价值。该研究成果发表于《Molecular Therapy》期刊，为后续的临床开发奠定了坚实的理论基础和实验依据。