再传捷报！外泌体有望突破当前CAR-T细胞治疗的障碍

外泌体有望突破当前CAR-T细胞治疗的障碍

外泌体递送mRNA成功制备CAR-T

2012年，年仅6岁的美国女孩Emily经历了急性淋巴性白血病两次复发，生命危在旦夕。在这种情况下，Emily被转入费城儿童医院，接受了CAR-T治疗，经历了种种磨难后，终于在23天后，医生发现Emily的癌症已经完全消失，并成为史上第一个利用CAR-T疗法治愈的白血病患儿。

近年来，全球范围内掀起了CAR-T疗法研发的热潮，“120万一针”、”抗癌神药”、“两个月癌细胞清零”，也让CAR-T疗法一度被“神化”，成为了不少患者及家属眼中的“救命毫毛”。

CAR-T疗法的全称是Chimeric Antigen Receptor （CAR） T-cell Therapy，也被称为嵌合抗原受体T细胞疗法，是将人的T细胞经过基因工程手段体外修饰改造后，回输患者体内，用于治疗疾病。CAR-T疗法起源于1989年，著名科学家Gross G 、Waks T和Eshhar Z在一项研究中，将表达特定抗体的基因序列嵌合到细胞毒性T细胞（CTL），该抗体赋予T细胞识别半抗原——2,4,6-三硝基苯基（TNP）的能力，这使得T细胞实现了抗原特异性的、非MHC限制的活化及其效应的增强。这三位科学家的研究表明：“赋予T细胞一个嵌合的抗原受体，将是未来人类对抗肿瘤的一种重要途径。”

目前 ，FDA共批准了六款 CAR-T 疗法，中国也上市了两款CAR-T产品，全球共有8款CAR-T疗法获批！

随着CAR-T技术不断发展，临床结果表明CAR-T细胞在治疗血液系统恶性肿瘤具有极大的优势。但随着研究的深入和应用的不断增多，CAR-T治疗产生的不良反应逐渐被认识和关注。

目前，大部分的CAR-T疗法是通过慢病毒转导制备的，但由于慢病毒的免疫原性和插入位点的不确定性可能会导致安全性问题。此外，慢病毒转导的CAR-T疗法在生产和体内转化中存在诸多障碍，如高成本、产能受限、体内免疫原性等。

相对于慢病毒转导而言，利用mRNA诱导CAR表达的方式能允许CAR在短时间内表达，避免在体内存在时间过长引发风险，优化CAR mRNA结构能够使CAR蛋白更易于在T细胞中翻译和表达，且在疗效方面并不亚于慢病毒转导产生的CAR-T疗法。当下常用的将mRNA导入T细胞的技术是电穿孔，但高压电脉冲可能会导致对细胞的永久损伤，影响CAR-T细胞的扩增和杀伤力。

2023年2月，中国研究人员发布的一篇名为“Engineered exosome-mediated messenger RNA and single-chain variable fragment delivery for human chimeric antigen receptor T-cell engineering”的文章，介绍了利用外泌体递送mRNA以制备CAR-T疗法。

外泌体由活细胞分泌到细胞外环境中，含有多种有生物活性的分子，相应的受体可以吸收这些分子并介导细胞间的通讯。外泌体的结构比较稳定，能够有效保护mRNA不被降解，已有研究表明诱导多能干细胞衍生的外泌体即使在4℃以下也能有效保护mRNA不被降解。且外泌体的免疫原性较低，具有更好的生物相容性，能够穿过血脑屏障。此外，外泌体还可以进行工程化改造，以增强其靶向性。

研究人员利用噬菌体外壳蛋白MS2将特定的mRNA装载到外泌体中，并证明了被包裹的mRNA分子在受体细胞中能够被翻译成功能蛋白。通过与溶酶体相关膜蛋白2亚型B（LAMP-2B）的N-末端融合，使得CD3/CD28单链可变片段（ScFv）能够在外泌体外膜上表达。最后再将MS2结合位点插入到CAR基因的3’UTR以得到能够直接用于T细胞活化以及CAR-T细胞制备的工程化外泌体。

在试验中，研究人员证实了外泌体上的CD3/CD28 ScFv更易于结合到T细胞膜上，并观察到利用外泌体递送mRNA所构建的CAR-T具有良好的杀伤功效。这或许是一种更加安全有效地向T细胞递送mRNA的替代策略，同时也为体内制备CAR-T提供新思路。

文章中，作者还提到了利用外泌体递送mRNA以制备CAR-T疗法所存在的挑战，如将mRNA装载到外泌体的效率，已有研究报道，将可以结合特定RNA序列的蛋白质融合到外泌体上可以提高mRNA进入外泌体的效率，另外通过与阳离子脂质预孵育产生脂质包被的纯化的mRNA，再与外泌体一起孵育产生携带有mRNA的外泌体-脂质体杂交体，这也能够有效提升mRNA进入外泌体的效率。

经过近30年的发展，CAR-T细胞疗法已成为肿瘤治疗领域的一大新兴支柱，而这一蜕变或许有望将“抗癌”变为“治癌”，迎来反击癌症的新时代。

 （ANEXT安龄生物科技研发中心）