靶向DLL3并分泌IL-18细胞因子的CAR-T细胞

CAR T细胞疗法对某些血液系统恶性肿瘤非常成功;然而，在实体癌患者中的疗效差强人意。各种因素可能都会导致CAR-T细胞有效性不足，包括靶抗原的异质表达和肿瘤微环境（TME）免疫抑制。分泌其他因子（如细胞因子）的CAR-T细胞可用于改变这种微环境。有研究[1]和以往实验证明了几种细胞因子在CAR-T细胞中的影响，包括本应由巨噬细胞产生的促炎细胞因子IL-12和IL-18。分泌IL-12的CAR-T细胞在各种血液学和实体瘤模型中显示出活性和持久性增加的证据，包括体外对Treg介导的抑制的抵抗力增加，以及体内细胞毒性和抗肿瘤功效增强[2-4]。在免疫功能正常的小鼠模型中，CAR-T细胞产生的IL-18也可以提高抗肿瘤功效并改变TME。

小细胞肺癌（SCLC）患者通常预后较差，中位总生存期仅为约13个月，表明迫切需要新的治疗方法。δ样蛋白3（DLL3）已被鉴定为神经内分泌癌（包括SCLC）的肿瘤特异性细胞表面标志物。在这项研究中[1]，科学家开发了一种针对DLL3的嵌合抗原受体（CAR），其在异种移植和小鼠SCLC模型中显示出抗肿瘤功效。促炎细胞因子IL-18的CAR-T细胞表达大大提高了靶向DLL3的 CAR-T细胞疗法的效力。在小鼠转移性SCLC模型中，IL-18的产生增加了CAR-T细胞和内源性肿瘤浸润淋巴细胞的活化。我们还观察到抗原呈递细胞的浸润、复极化和活化增加。此外，在多个SCLC模型中，分泌抗IL-18 靶向DLL3的CAR-T细胞显示出增加的记忆表型，更少的耗竭和诱导的持久反应，这种效果可以通过抗PD-1阻断进一步增强。

为了研究CAR-T细胞分泌IL-12或IL-18对抗肿瘤疗效的影响，研究人员将小鼠Il12融合或Il18转基因克隆到具有SC16.8m28mz CAR（图1 D)。验证了小鼠IL-12（mIL-12）和小鼠IL-18（mIL-18）在小鼠CAR-T细胞上清液中单独或与mSCLC细胞共培养的分泌（图 1E)。未受刺激的CAR-T细胞中IFN-γ的增加证实了2种细胞因子的功能，在mSCLC细胞存在下（肿瘤抗原刺激活化）进一步增加（图 1E，右）。与分泌的细胞因子无关，所有SC16.8 CAR T细胞衍生物的裂解率相似（图1F）。

图1. AR T细胞分泌的IL-12，特别是IL-18延长了小鼠SCLC模型中的存活期

接下来，研究人员观察到用表达mIL-16（SC8.12_mIL16）或mIL-8（SC12.18_mIL16）的SC8.18 CAR T细胞处理的小鼠血清中的IFN-γ水平急剧增加，当分泌mIL-18时IFN-γ水平最高（图1G)。4H11和SC16.8 CAR T细胞处理小鼠中的IFN-γ水平低于接受SC16.8_mIL18 CAR-T细胞的检测水平（图1G)。只有在用SC16.8_mIL18 CAR-T细胞（图1H)处理后在小鼠外周血检测到CAR-T细胞持续存在CAR。此外，只有分泌 mIL-18 的 CAR T 细胞能够缩小 mSCLC 肿瘤（图1I），这导致小鼠的存活期延长（图1J)。我们没有观察到抗原丢失，因为在用SC3.16_mIL8或SC12.16_mIL8 CAR T细胞治疗后进展的终末期肿瘤上仍检测到mDLL18的表面表达（图1K)。

mIL-18诱导肝脏中CAR-T细胞的峰值数量增加4倍以上，并随着时间的推移逐渐减少（图2B)。肝脏中SC16.8_mIL18 CAR-T细胞富集CD8+ (图2C)。通过效应细胞因子IFN-γ和TNF-α的细胞流式检测，只有SC16.8_mIL18 CAR-T细胞数量的增加、激活增加（图 3D)。当CAR-T细胞分泌mIL-18时，在第3天测量了更多的IFN-γTNF-α双阳性细胞，在第3天和第6天，总IFN-γ CAR-T细胞的百分比增加。

图2. mIL-18刺激CAR-T细胞增殖并激活CAR和内源性T细胞

总之，CAR-T细胞分泌的mIL-18提高了DLL3靶向CAR-T细胞在小鼠转移性SCLC模型中的疗效。研究人员还设计了一系列实验证明DLL18靶向的CAR-T细胞分泌mIL-3会导致TME和全身性中激活的，更促炎的骨髓区室。通过阻断mIL-18诱导的PD-L1的抗体抑制作用，可以进一步改善抗肿瘤反应。SC18.16 CAR T细胞分泌IL-8增加了记忆表型和T细胞活化，减少了耗竭，提高了抗肿瘤功效。