北京協和醫院張烜教授團隊與北京大學藥學院聯合，創新性地開發了基於自身抗原肽的可控、通用型嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）新技術，並將其應用於自身免疫病的治療。研究進一步應用化學生物學交叉學科手段，國際上首次將光控「開關」分子應用於CAR-T中，實現CAR-T的精確調控以減少不良反應炎症因子風暴。近日，系列研究成果發表於風溼病學領域頂級學術期刊《風溼病學年鑑》（Annals of the Rheumatic Diseases）和Cell子刊《細胞化學生物學》（Cell Chemical Biology）。
連接臂介導的通用型CAR-T。
左：通過可替換的抗原肽特異性殺滅抗體分泌的記憶B細胞；右：藉由連接臂分子中的可斷裂部分，進一步增加CAR-T可控性。
CAR-T是一種革命性的新型細胞免疫治療方法，通過基因工程技術為T細胞裝上導航系統CAR並激活，研究發現其可精準、高效地識別腫瘤細胞，並通過免疫作用持久地殺滅腫瘤細胞。該療法因其較好的靶向性和長效性，近幾年在臨床腫瘤治療中得到較多應用。
與腫瘤不同的是，自身免疫病如類風溼關節炎存在分泌多種自身抗體、具有特異性表面抗原受體的多種B細胞，CAR-T能否有效以及有選擇性、特異性地攻擊自身反應性B細胞未見報導。同時，CAR-T因製備過程複雜、技術門檻高，以及無法靈活控制和終止激活導致細胞因子風暴等問題，限制了其廣泛應用，如何構建通用型、可調控的CAR-T技術成為當前免疫治療的重要研究方向。
張烜教授團隊與周德敏教授團隊經過反覆討論和艱苦實驗研究摸索，歷時近4年，在國際上首先報導採用自身抗原特異性CAR-T治療自身免疫病。
研究團隊構建了特異性抗原的CAR-T，可定向殺滅B細胞。為解決傳統上一種CAR-T只能殺滅具有同樣受體的一類細胞的問題，研究團隊開發了基於連接臂分子的通用型CAR-T。通用型CAR-T是一種可識別異硫氰酸螢光素（FITC）分子的惰性CAR-T，連接臂分子含FITC和特異性抗原肽分子雙功能，一端可通過FITC連接CAR-T，另一端可通過抗原肽特異性結合自身反應性B細胞。該設計相當於將「只能開一把鎖」的「一把鑰匙」升級為「萬能鑰匙」，只需根據患者B細胞的抗體種類更換連接臂分子的抗原端，就可以定製化靶向殺滅不同種類的B細胞。
通用型CAR-T的構建及在自身免疫病中的個性化治療示意圖。
A. 1.通過檢測自身抗體鑑別患者體內的自身反應性B細胞種類；2.製備通用型CAR-T及包含靶頭和自身抗原肽的雙功能連接臂分子；3.連接臂分子介導的CAR-T靶向殺滅自身反應性B細胞；B. 識別惰性分子的通用型CAR-T構建示意圖。
研究團隊通過雜交瘤細胞模型驗證了該技術的有效性，並發現加入連接臂分子越多，殺滅雜交瘤B細胞的效應越強，呈現嚴格的連接臂劑量依賴效應。團隊進而通過膠原誘導關節炎的小鼠模型和體外實驗，證明此技術可應用於分泌特異性抗體的免疫細胞群，能有效殺滅免疫細胞。為探索此方案的臨床轉化潛能，分離類風溼關節炎患者B細胞群，並根據患者的自身抗體類型，將通用型CAR-T結合抗原表位肽，成功在體外定製化殺滅分泌特異性表面抗體的不同自身反應性B細胞，實現了CAR-T對自身免疫病靶向、定製化治療的概念驗證。
為進一步提高該技術的安全性，避免因CAR-T持續激活導致的細胞因子風暴，研究團隊將連接臂分子升級，在其中引入一個光控斷裂基團，用「開關」的方式精確調控CAR-T的作用，相當於可將上述「萬能鑰匙」隨時熔斷。詳細而言，團隊設計了可光控的連接臂分子FITC-O-Folate，即FITC和葉酸基團通過光敏結構連接在一起，光照時連接臂斷裂，CAR-T與靶細胞分離。藉此新型設計，不僅CAR-T的激活嚴格取決於連接臂分子，並呈現劑量依賴殺傷效應；CAR-T的關閉也將不依賴於連接臂分子的代謝，達到可任意時間精確關閉的技術效果；研究還進一步發現，通過後續補充新的連接臂分子，CAR-T可繼續發揮殺傷作用，從而實現CAR-T「激活-關閉-再激活」的可循環式精確調控。
正交斷裂反應介導的CAR-T可「開關」調控模式圖。
1.CAR-T的激活由連接臂分子介導；2.CAR-T活性的終止可由連接臂分子的斷裂進行實時調控；3.終止活性的CAR-T可由連接臂分子再激活。
研究團隊以臨床科學問題為導向，創新性地將CAR-T技術拓展應用到以類風溼關節炎為代表的系統性自身免疫病中，同時結合免疫學、化學、生物學等多個交叉學科，搭建了可控、通用的CAR-T平臺方法，為更安全有效的CAR-T應用提供了新的技術儲備，並為自身免疫病和腫瘤的精準治療提供了新策略，具有廣闊的臨床應用前景。
北京協和醫院疑難重症及罕見病國家重點實驗室平臺張博博士和張烜教授分別為論文第一作者和通訊作者，北京大學藥學院周德敏教授為共同通訊作者。研究獲得國家自然科學基金委傑出青年基金和重點項目、國家「十三五」自身免疫病重點研發計劃和中國醫學科學院創新工程多個基金的支持。
本文通訊作者：張烜
張烜，北京協和醫院主任醫師，博士生導師，協和長聘教授，風溼免疫科常務副主任，中國醫學科學院臨床免疫中心主任。教育部CJ特聘教授，國家首批萬人計劃領軍人才。協和臨床醫學博士畢業，在協和學習工作35年。2001—2003年，美國NIH訪問學者。對風溼免疫病的診斷和治療具有豐富紮實的臨床經驗，曾獲北京協和醫院醫療成果一等獎。國家重點研發計劃首席科學家，國家傑出青年基金、基金委重點項目負責人，對風溼免疫病的臨床診治和發病機制進行廣泛深入的研究，研究成果發表SCI期刊論文180篇，包括Science Transl Med、Nat Med、Arthritis & Rheumatol，以及專業領域最高期刊Ann Rheum Dis（IF:16.1,12篇），申請專利20項。先後以第一完成人獲得第10屆中國青年科技獎，中華醫學科技獎一、二等獎，北京市科技進步獎一等獎。
本文第一作者：張博
張博，北京協和醫院醫學科學研究中心/疑難重症及罕見病國家重點實驗室。2016年畢業於北京大學醫學部天然藥物與仿生藥物國家重點實驗室，獲化學生物學博士學位。主要研究興趣為新型蛋白質藥物、細胞治療技術、生物材料在自身免疫病中的治療應用。以第一或共同作者在Acta Biomater、Bioconjug Chem、Ann Rheum Dis、Cell Chem Biol、J Control Release等雜誌發表多篇SCI文章，已申請5項國家專利，主持國家自然科學基金1項，作為主要研究者參與國家重大新藥創製專項1項。
原標題：《探尋治療自身免疫病的「萬能鑰匙」 ！協和張烜團隊建立CAR-T精準幹預自身免疫病新方法》
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