基于VHH的抗原识别技术：用于在低抗原表达的实体瘤中实现持久疗效的Claudin18.2 CAR-T细胞

《Journal of Translational Medicine》：VHH-based antigen recognition programs Claudin18.2 CAR-T cells for durable activity in low-antigen solid tumors

　　

摘要

背景

Claudin18.2是经临床验证的胃癌和胃食管交界处腺癌的治疗靶点。然而，该抗原的异质性、较低的表面密度，以及与scFv相关的构象不稳定性和持续信号传导问题，都可能限制基于Claudin18.2的CAR-T细胞疗法的持久性和治疗窗口。因此，改进针对Claudin18.2的CAR-T细胞设计，有望提升其在治疗这些癌症方面的效果。

方法

我们使用人源化骆驼科单域抗体（VHH）或传统scFv作为抗原识别模块，构建了第三代Claudin18.2 CAR-T细胞，两种构建体的CAR骨架保持一致。为评估其性能，我们使用了具有不同Claudin18.2表达水平的胃癌细胞系模型及相应的异种移植模型。通过检测抗原依赖性细胞毒性、细胞因子分泌（IFN-γ和TNF-α）以及对抗原阴性靶标的反应性，来评估CAR-T细胞的活性。在体内实验中，我们观察了肿瘤控制情况、T细胞浸润程度和CD8? T细胞富集情况，并评估了毒性。此外，我们还研究了CAR表达的稳定性、T细胞的扩增情况以及与耗竭相关的表型。通过结构建模和分子动力学模拟，比较了VHH–Claudin18.2复合物与scFv–Claudin18.2复合物之间结合界面的稳定性。

结果

与基于scFv的CAR-T细胞相比，基于VHH的CAR-T细胞表现出更强的抗原依赖性活性。即使在抗原密度较低的情况下，VHH-CAR-T细胞也能维持较高的细胞毒性和IFN-γ、TNF-α的分泌水平，且对抗原阴性靶标的反应性极低。在体内实验中，VHH-CAR-T细胞能更快且更持久地控制肿瘤，同时促进肿瘤组织内的T细胞浸润和CD8? T细胞富集，且没有出现明显的毒性。从机制上来看，使用VHH识别域使得抗原结合后细胞表面的CAR表达更稳定，T细胞扩增更为强劲，耗竭相关表型更少，中央记忆T细胞的比例更高，同时增殖和效应功能相关基因的转录活跃度增加，耗竭迹象则有所减弱。结构建模和分子动力学模拟进一步证实，VHH–Claudin18.2的结合界面比scFv–Claudin18.2更稳定。

结论

用VHH替代scFv，能够提升基于Claudin18.2的CAR-T细胞的功能表现、持久性及治疗效果。这些研究结果为进一步开发基于VHH的CAR-T疗法用于实体瘤治疗提供了支持。