肝癌细胞逃避靶向GPC3的嵌合抗原受体基因修饰的T细胞免疫杀伤的机制研究

Immunotherapy has been demonstrated as an important strategy for cancer treatment. One of the promising immunotherapeutic interventions for tumor treatments is T cells genetically modified with chimeric antigen receptor (CAR). Currently, the significant effects have been achieved for treating several kinds of tumors, especially leukemia using CAR-modified T cells. Recently, we reported that Glypican-3 (GPC3)-redirected CAR (CAR-GPC3) T cells had strong antitumor activities against hepatocellular carcinoma (HCC). However, we also observed that some GPC3-positive HCC cells displayed significant resistance to the CAR-GPC3 T cells, which mechanism is unclear. Therefore, in this study, we aim to investigate the mechanism underlying the resistance of HCC cells against CAR-GPC3 T cells. The results shall help us understand the resistance of HCC cells against CAR T cells and may also provide the potential strategies for overcoming this resistance.

免疫治疗是肿瘤治疗的一种重要手段。其中，嵌合抗原受体（Chimeric Antigen Receptor, CAR）基因修饰的T细胞免疫治疗已经在多种肿瘤尤其是血液病肿瘤的临床试验中取得了显著的疗效。最近，我们首次研制并报道了靶向磷脂酰肌醇糖蛋白3((Glypican-3, GPC3)的CAR T（CAR-GPC3 T）细胞并将其用于肝细胞癌治疗的研究。我们的研究表明，CAR-GPC3 T 细胞对大多数GPC3阳性肝癌细胞显示出很强的抗肿瘤活性。但是，我们也发现有少部分肝癌细胞能够抵抗CAR-GPC3 T细胞的免疫杀伤，目前其机制尚不清楚。因此，本研究旨在探讨肝癌细胞逃避CAR-GPC3 T细胞免疫杀伤的作用机制及其分子机制。该研究不仅有助于我们理解肝癌细胞对CAR T细胞的抵抗机制，也有望为解除这种抵抗作用提供潜在的对策。

肝癌是世界上第三大最常见的肿瘤致死原因，大部分患者诊断时已经是晚期，传统的治疗方法疗效很有限。肿瘤的生物免疫治疗是继手术、化疗和放疗后延生出来的第四种肿瘤治疗的模式。因此，亟需尝试开发新型高效的肝癌肿瘤免疫治疗策略。. 大量研究表明，磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（GPC3）过表达于大部分肝癌细胞中，并且GPC3的表达与肝癌的预后成负相关。因此，GPC3被认为是肝癌的潜在治疗靶标。前期研究中，制备了靶向GPC3的CAR-T细胞，体内实验能使肿瘤完全消退。但是我们也发现有少部分肝癌细胞能够抵抗CAR-GPC3 T细胞的免疫杀伤。通过本项目的研究，发现PDL1参与了部分的杀伤抵抗作用，其杀伤差异的作用是通过非穿孔素及颗粒酶依赖机制实现的。. 为了减少GPC3的CAR-T细胞的脱靶效应从而增强安全性，本项目还制备了双靶向的互补CAR T细胞，同时还识别ASGR1，体内外实验结果显示该细胞对GPC3阴性的肝癌细胞没有杀伤，但是对GPC3阳性及双阳性的细胞具有显著性杀伤作用，选择性和专一性更强。该双靶向互补CAR-T可以降低脱靶风险的同时依然显示出很强的抗肝癌作用，为肝癌治疗提供一种更安全的免疫治疗新策略。. 同时还制备了靶向GPC3的双特异性抗体GPC3/CD3 BiTE。对该双特异性抗体进行体内体外抗肿瘤毒性检测，结果显示该抗体能与GPC3表达阳性的肝癌细胞结合，体外能诱导T细胞强烈的肿瘤杀伤效果，并且有靶细胞和抗体浓度依赖性，体内能有效抑制GPC3阳性表达细胞移植瘤的生长，而对GPC3阴性的细胞移植瘤则无抑瘤效果。这些结果显示靶向GPC3的BiTE可能成为肝癌治疗的另一种新方式。