甘露聚糖靶向嵌合抗原受体重定向 NK-92 细胞对白色念珠菌的抗真菌活性

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Cytotherapy 3.7

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  侵袭性念珠菌病致死率高,现有疗法有限。研究人员开发靶向白色念珠菌(C. albicans)的 CAR-NK-92 细胞,发现 scFvκ3-1-CAR-NK-92 可识别甘露聚糖,显著降低真菌负荷,为真菌感染免疫治疗提供新策略。

  侵袭性真菌感染(IFI)尤其是侵袭性念珠菌病,一直是临床治疗的难题。全球每年约有 156.5 万人感染念珠菌血症或侵袭性念珠菌病,近百万例死亡,白色念珠菌是主要病原体,但其他如耳念珠菌、光滑念珠菌等也逐渐成为重要致病菌。传统抗真菌药物面临耐药性挑战,且对宿主免疫功能低下患者疗效有限,因此亟需创新治疗手段。嵌合抗原受体(CAR)技术在肿瘤免疫治疗中展现潜力,但其在抗真菌领域的应用尚待探索,尤其是 CAR 修饰的自然杀伤(NK)细胞。
巴西圣保罗大学的研究人员开展了相关研究,开发了四种靶向白色念珠菌的 CAR,包括 scFv3-CAR、scFv5-CAR、scFv12-CAR 和 scFvκ3-1-CAR,并在 T 细胞和 NK-92 细胞中评估其抗真菌活性。研究发现,scFvκ3-1-CAR 不仅能强效识别白色念珠菌的酵母相和菌丝相,还能识别热带念珠菌、光滑念珠菌和耳念珠菌等临床相关念珠菌物种。机制研究表明,其特异性靶向白色念珠菌的甘露聚糖,且在 NSG 小鼠模型中显著降低肾脏真菌负荷。该研究为念珠菌感染的细胞治疗提供了新方向,相关成果发表在《Cytotherapy》。

研究主要采用以下关键技术方法:构建携带不同单链可变片段(scFv)的 CAR 慢病毒载体,转导 Jurkat T 细胞和 NK-92 细胞;通过流式细胞术检测 CAR 表达、细胞活化标记(如 CD69、CD25、PD-1、TIM-3)及细胞因子(IL-2、IFN-γ)分泌;利用 ELISA 检测细胞培养上清中细胞因子水平;通过荧光显微镜观察 CAR 修饰细胞与真菌的相互作用;采用 XTT 法和菌落形成单位(CFU)计数评估抗真菌活性;利用聚糖微阵列分析确定 scFvκ3-1 的抗原特异性。

C. albicans 特异性 CAR 构建及表达


设计的四种 CAR 均包含 scFv 抗原结合域、CD8 跨膜域和 CD137/CD3ζ 信号域。慢病毒转导 Jurkat 细胞后,流式细胞术显示 scFvκ3-1-CAR 表达量较高,尽管其病毒滴度较低,但阳性细胞率超 96%,且无明显耗竭标记物表达,表明 CAR 构建成功且细胞状态良好。

scFv5-CAR 和 scFvκ3-1-CAR 介导细胞活化


与白色念珠菌共培养后,scFv5-CAR 仅在菌丝相诱导 IL-2 分泌,而 scFvκ3-1-CAR 在酵母相和菌丝相均显著诱导 IL-2 和 CD69 表达,显示更强且广谱的活化能力。scFv3-CAR 和 scFv12-CAR 则无明显活化作用,提示 scFv 的抗原特异性和亲和力是关键。

scFvκ3-1-CAR 识别多种念珠菌物种


与热灭活的热带念珠菌、光滑念珠菌及耳念珠菌临床分离株共培养时,scFvκ3-1-CAR Jurkat 细胞分泌高水平 IL-2,而 scFv5-CAR 无反应。与活真菌共培养结果一致,且对隐球菌、曲霉等其他真菌无识别,证实其对念珠菌属的特异性。

scFvκ3-1-CAR 信号通路及细胞活化机制


荧光显微镜显示 scFvκ3-1-CAR Jurkat 细胞与白色念珠菌紧密结合。磷酸化 ZAP-70 检测证实,共培养后 ZAP-70 磷酸化水平显著升高,且 Src 家族激酶抑制剂达沙替尼和 Syk 抑制剂 R406 可抑制 IL-2 分泌,表明其通过 ZAP-70/Syk 和 Src 通路传导信号。同时,活化细胞表达 PD-1、TIM-3 等耗竭标记,提示需优化 CAR 设计以减少耗竭。

scFvκ3-1-CAR-NK-92 细胞的抗真菌活性


NK-92 细胞转导 scFvκ3-1-CAR 后,与白色念珠菌共培养可显著分泌 IFN-γ,CD107a 表达升高,提示细胞脱颗粒和细胞毒性增强。XTT 法显示,高效应细胞与靶细胞比例下,真菌代谢活性降低,CFU 计数证实真菌负荷减少,表明其具有直接杀伤真菌的能力。

体内抗真菌效应在 NSG 小鼠模型验证


NSG 小鼠感染白色念珠菌 3 小时后,静脉输注 scFvκ3-1-CAR-NK-92 细胞,24 小时后肾脏真菌负荷较未治疗组显著降低,且总组织真菌负荷减少,而未修饰 NK-92 细胞无此效果,证实 CAR 修饰赋予 NK 细胞靶向抗真菌能力。

scFvκ3-1 的抗原特异性鉴定


聚糖微阵列显示,scFvκ3-1 仅结合白色念珠菌 N - 甘露蛋白,其表位为 α-1,6 甘露糖主链及 α-1,2/α-1,3 分支寡糖,与植物凝集素 ConA 的广谱结合不同,具有高度特异性。且与哺乳动物聚糖无交叉反应,提示临床应用中脱靶风险低。

研究结论与意义:本研究首次证明 scFvκ3-1-CAR-NK-92 细胞可通过靶向念珠菌甘露聚糖,有效激活免疫细胞并清除真菌,在体外和体内模型中均显示显著抗念珠菌活性。该策略为侵袭性念珠菌病提供了一种潜在的通用细胞治疗方案,尤其是针对多重耐药菌株和免疫缺陷患者。此外,scFvκ3-1 对多种念珠菌物种的广谱识别能力,使其有望成为治疗多种念珠菌感染的新工具。未来需进一步优化 CAR 结构以减少细胞耗竭,并探索多次输注策略以增强体内疗效,同时开展安全性评估,推动其向临床转化。

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