川大團隊將CAR-T用于抗衰老，成功清除小鼠和獼猴的衰老細胞，將開(kāi)展相關(guān)臨床試驗
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將 CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T-Cell）用于衰老？四川大學(xué)華西醫院研究員趙旭東和團隊做到了，研究論文發(fā)表在 Science Translational Medicine 封面上。
研究中，他們檢測了以 NKG2D（natural killer group 2 member D ligands）胞外域為識別域的 NKG2D-CAR T 細胞的抗衰老效果。實(shí)驗結果出人意料地好，不管是在小鼠還是在非人靈長(cháng)類(lèi)體內，靶向NKG2DLs的 NKG2D-CAR T 細胞均展示出了杰出的衰老細胞清除效果，并且無(wú)明顯副作用。
圖 | 論文登上當期期刊封面（來(lái)源：Science Translational Medicine）NKG2DLs 也能在腫瘤細胞中表達。當下，已經(jīng)有諸多靶向 NKG2DLs 的 CAR-T 細胞用于臨床試驗，截至目前并未發(fā)現嚴重副作用。因此相對于其他靶點(diǎn)，基于 NKG2DLs 的抗衰老研究在臨床轉化應用上具有顯著(zhù)優(yōu)勢。
在論文的評審過(guò)程中，NKG2D-CAR T 細胞杰出的抗衰老效果得到了審稿人的一致肯定。論文指出，NKG2D-CAR T 細胞治療全面改善了小鼠組織衰老相關(guān)病理特征，包括脂肪、肌肉、骨骼和肝腎功能等，并且顯著(zhù)提升了小鼠運動(dòng)能力。此外，論文還進(jìn)一步確認了在自然衰老獼猴體內 NKG2D-CAR T 細胞也具有優(yōu)秀地清除衰老細胞的能力。
從以往文獻報道和此次研究結果來(lái)看，NKG2DLs 在衰老細胞中的表達具有較高的廣譜性。理論上，大部分由于衰老細胞異常累積導致的疾病，NKG2D-CAR T 細胞都能帶來(lái)治療作用。
不過(guò)考慮到經(jīng)濟成本等因素，課題組計劃先選擇已明確可以使用清除衰老細胞的方法進(jìn)行治療的疾病來(lái)開(kāi)展臨床試驗，例如糖尿病、慢性腎病、肝纖維化和骨質(zhì)疏松癥等。
基于免疫療法開(kāi)發(fā) Senolytics 藥物該團隊選擇將 CAR-T 技術(shù)用于抗衰老，有著(zhù)極大的現實(shí)意義。由于生育率下降和人口負增長(cháng)，以及醫療進(jìn)步和健康提升等原因，老齡化是中國乃至全世界面臨的重要挑戰，包括養老金和醫療服務(wù)的壓力、老年貧困、長(cháng)期護理需求等。
在此背景下，抗衰老研究也成了當前備受關(guān)注的領(lǐng)域之一。對于延長(cháng)健康壽命、增強生活質(zhì)量以及減輕年齡相關(guān)疾病的發(fā)病率具有重要的價(jià)值和應用前景。
衰老細胞是一類(lèi)處于不再分裂狀態(tài)的老化細胞，它們在人體中積累并與多種疾病和個(gè)體衰老相關(guān)。在抗衰老研究中，Senolytics 藥物表現最為優(yōu)秀，也是大家公認的最有可能獲得突破的研究方向。
Senolytics 藥物通過(guò)清除衰老細胞來(lái)延緩衰老，以及治療或緩解與衰老相關(guān)的疾病。
例如，當把達沙替尼和槲皮素聯(lián)合使用可減緩衰老小鼠與年齡相關(guān)的生理功能衰退，延長(cháng)小鼠 36% 壽命。
在動(dòng)物模型中，Senolytics 藥物對于動(dòng)脈粥樣硬化、肺纖維化、肝纖維化、脂肪肝、骨質(zhì)疏松、肌肉減少癥和阿爾茨海默等疾病均顯示出積極的治療效果。
然而，目前現有的 Senolytic 藥物大部分都是基于小分子化合物開(kāi)發(fā)，存在靶向性差等局限性；雖然可以清除衰老細胞，但也可能對正常細胞產(chǎn)生影響，在安全性方面或多或少也都存在一些問(wèn)題。
例如，抗衰老明星藥物達沙替尼和槲皮素聯(lián)用可能引起貧血、中性粒細胞和血小板減少、以及肺動(dòng)脈高壓；Bcl-2 抑制劑 Navitoclax 可能引起血小板、白細胞和紅細胞數量的下降，增加出血、感染和貧血的風(fēng)險。
目前，對于 Senolytic 藥物的大多數研究仍處于臨床前階段，臨床研究的數據相對有限。依舊需要更多臨床試驗來(lái)驗證其對人體的療效和安全性。
細胞免疫療法能讓治療更加精準，減少對正常組織的損害，已在癌癥等疾病的治療中顯示出了巨大的潛力。其中，CAR-T 細胞通過(guò)識別抗原精準殺傷靶細胞，理論上也可用于清除衰老細胞。
事實(shí)上，這個(gè)概念已經(jīng)得到證實(shí)，2020 年國外學(xué)者在 Nature 上發(fā)表論文，證明靶向尿激酶型纖溶酶原激活物受體（UPAR，Urokinase-type plasminogen activator receptor）的 CAR-T 細胞，可以清除衰老細胞治療腫瘤和緩解肝纖維化。但是，該 CAR-T 細胞是否能清除老年個(gè)體中的衰老細胞目前依舊不明確。
NKG2DLs 可以在包括自然衰老在內的多種衰老細胞表面表達。體內 NK 細胞通過(guò)信號軸 NKG2D-NKG2DLs 識別并殺傷衰老細胞。以這種天然存在的衰老細胞清除機制開(kāi)發(fā) Senolytics 藥物，理論上應該具有更有效的治療效果和更高的安全性?；诖?，該課題組決定基于免疫療法開(kāi)發(fā) Senolytics 藥物。
（來(lái)源：Science Translational Medicine）從細胞模型、小鼠、獼猴三層面證明 NKG2D-CAR T 細胞抗衰老效果免疫治療的關(guān)鍵點(diǎn)是尋找衰老細胞特異性靶點(diǎn)。通過(guò)查閱文獻，他們發(fā)現 NKG2DLs 在衰老細胞中表達，是 NK 細胞清除衰老細胞的主要靶點(diǎn)。因此理論上 NKG2DLs 也可以用于 CAR-T 細胞清除衰老細胞的靶點(diǎn)。
隨后，該團隊從細胞模型、小鼠、獼猴三個(gè)層面分別證明了 NKG2D-CAR T 細胞抗衰老效果。其實(shí)，他們最初并沒(méi)有計劃小鼠實(shí)驗。因為人和獼猴親緣關(guān)系更近，而且 NKG2D-CAR 可以通用，因此 NKG2D-CAR T 細胞在獼猴體內的有效性和安全性顯然比小鼠更有說(shuō)服力。
但是，獼猴的壽命太長(cháng)，難以在短時(shí)間內觀(guān)察到衰老病理的改變引起的確定性效應。所以，他們構建了針對小鼠的 mNKG2D-CAR T 細胞，并對其進(jìn)行體內實(shí)驗。僅僅這個(gè)階段，就耗時(shí)大概 5 年時(shí)間。
課題組表示：“我們的論文最先投在 Nature 雜志，但論文送審之后審稿人認為 2020 年 Nature 已經(jīng)發(fā)表過(guò)靶向 UPAR 的 CAR-T 可清除衰老細胞治療腫瘤和肝纖維化，認為我們的研究在概念上落后了，所以拒稿?！?/span>
投稿到 Science Translational Medicine 之后，審稿人的意見(jiàn)集中于 NKG2D-CAR T 細胞的安全性以及在衰老組織中的浸潤。為了回答這些問(wèn)題，他們在修回手稿中補充了 NKG2D-CAR T 細胞在自然衰老小鼠中的作用等實(shí)驗，這個(gè)階段大約花費 1 年半時(shí)間。
最終，相關(guān)論文以《NKG2D-CAR T 細胞消除衰老小鼠和非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的衰老細胞》（NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates）為題發(fā)在 Science Translational Medicine（IF 17.1），并選為當期封面論文。
四川大學(xué)華西醫院楊東博士、孫彬博士是共同一作，四川大學(xué)華西醫院趙旭東研究員、美國明尼蘇達大學(xué)鄧義斌教授擔任共同通訊作者[1]。
圖 | 相關(guān)論文（來(lái)源：Science Translational Medicine）
時(shí)間對科研工作者的緊迫性該團隊表示：“在 NKG2D-CAR T 細胞抗衰老研究中，我最大的感悟就是時(shí)間對科研工作者的緊迫性。在科研領(lǐng)域中，時(shí)間常常是有限的資源，想要在某個(gè)領(lǐng)域取得突破性成果需要及時(shí)行動(dòng)和快速反應?！?/span>
課題組開(kāi)始 NKG2D-CAR T 細胞抗衰老實(shí)驗是在 2017 年。那個(gè)時(shí)候 CAR-T 細胞主要用于腫瘤治療，但后面學(xué)界陸續發(fā)表了 CAR-T 細胞在非腫瘤領(lǐng)域的用途的論文。
例如 2019 年 Nature 雜志發(fā)表了 CAR-T 細胞抗心臟纖維化的論文，2020 年 Nature 雜志發(fā)表了 CAR-T 細胞清除衰老細胞的論文，2021 年《新英格蘭醫學(xué)雜志》發(fā)表了 CAR-T 細胞治療自身免疫性疾病的論文。
“而我們的研究在 2022 年才完成并投稿。這個(gè)時(shí)候 CAR-T 細胞用于抗衰老研究新穎性已經(jīng)大打折扣。這也是 Nature 雜志對我們拒稿的主要原因。我們研究進(jìn)展太慢，導致的后果就是起了個(gè)大早趕了個(gè)晚集?！痹搱F隊說(shuō)。
盡管如此，趙旭東依然表示：“期待這些成果有更廣泛傳播，早日轉化，服務(wù)社會(huì )?！?/span>
不過(guò)，CAR-T 細胞治療是一項復雜且個(gè)性化的治療過(guò)程，價(jià)格昂貴，普通民眾可能難以負擔。
因此，他們后續將開(kāi)發(fā) NKG2D-CAR NK 細胞。相對于 CAR-T 細胞，CAR-NK 細胞可實(shí)現異體回輸，不需要個(gè)體化定制，具有更高的便捷性，費用也更低廉。
另?yè)?，此前課題組已成功制備抗腫瘤/抗衰老的針對十余個(gè)靶點(diǎn)的 CAR-T 技術(shù)和免疫細胞接合器分子，申請專(zhuān)利二十余項，包含 PCT（Patent Cooperation Treaty）專(zhuān)利 5 項。
對此，該團隊表示：“除了 NKG2D-CAR T 細胞以外，我們目前確實(shí)已經(jīng)成功制備了其他一些具有抗腫瘤或抗衰老活性的 CAR-T 細胞和免疫細胞接合器分子?！?/span>
例如，基于 GAS6 的 CAR-T 細胞可殺傷 TAM 陽(yáng)性的胰腺癌細胞系和癌癥干細胞樣細胞，并在體內抑制腫瘤細胞來(lái)源的移植瘤和患者來(lái)源的異種移植瘤生長(cháng)，相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表于 Journal of Hematology & Oncology。
此外，他們還發(fā)現基于 SECTM7 構建的 CAR-T 細胞可以通過(guò)靶向 CD7 分子，來(lái)治療急性淋巴細胞白血病和急性粒細胞白血病，相關(guān)論文發(fā)表于 Blood Advances 雜志。關(guān)于這些研究相關(guān)的臨床試驗正在逐步推進(jìn)。同時(shí)，目前還有一些關(guān)于其他靶點(diǎn)的研究正在進(jìn)行，并且正在不斷改進(jìn)中。
參考資料：1.Yang, D., Sun, B., Li, S., Wei, W., Liu, X., Cui, X., ... & Zhao, X. (2023). NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates. Science Translational Medicine, 15(709), eadd1951.
排版：劉雅坤
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