【重磅】【Cell】：非编码RNA和细胞外囊泡帮助CAR-T增强实体瘤疗效

肿瘤浸润不良、衰竭发展和抗原不足是限制嵌合抗原受体 (CAR)-T细胞功效的常见机制。递送模式识别受体激动剂是改善免疫功能的一种策略；然而，将这些激动剂靶向免疫细胞具有挑战性，并且癌细胞中的脱靶信号可能是有害的。近日，曾在2017年Cell杂志报道外泌体RN7SL1的宾夕法尼亚大学教授Andy J. Minn与CAR-T领域大牛Carl H June合作在Cell杂志上发表文章，报道了表达免疫刺激性RNA RN7SL1的CAR-T细胞通过改善自主CAR-T细胞功能，并通过先天免疫细胞（而不是肿瘤细胞）优先摄取含有RN7SL1的细胞外囊泡来促进内源性免疫，从而在CAR抗原丢失的实体瘤小鼠模型中实现增强的功效。

嵌合抗原受体 (CAR)-T细胞在治疗一小部分造血系统癌症方面取得了显著成果，但对大多数实体瘤仍无效。导致实体瘤疗效不佳的因素包括CAR-T细胞在肿瘤微环境 (TME) 中的有限扩增和持久性，这促使人们努力改善CAR-T细胞的内在功能。然而，即使当CAR-T细胞确实成功地与肿瘤靶点结合时，已经失去CAR抗原表达的癌细胞的生长也会导致耐药性。与过继细胞疗法相反，免疫检查点阻断(ICB) 通常刺激具有多种特异性的内源性T细胞产生多克隆抗肿瘤反应。对于CAR-T细胞和ICB治疗，负性免疫调节蛋白（如 PDL1）的表达和TME内抑制性细胞因子（如 TGFB）的产生是阻碍免疫治疗反应的额外障碍。因此，同时使用CAR-T细胞、增强内源性T细胞功能和抵消常见抑制机制的策略可能会提供有效的组合方法来改善实体瘤反应。

损伤相关分子模式 (DAMP) 作为模式识别受体(PRR) 的配体，发出组织损伤和/或病原体入侵的信号。PRR的激活可以启动先天免疫反应，这是成功获得适应性免疫的先决条件。RIG-I和MDA5是细胞质PRR，通常识别病毒编码的双链RNA (dsRNA)，通常带有5’-三磷酸。激活后，这些PRR与MAVS信号平台聚合以增强干扰素(IFN) 的产生并诱导IFN刺激基因 (ISG) 的转录。这种先天免疫信号对于髓细胞和树突细胞 (DC) 有效启动和/或激活T细胞特别重要。最近的证据表明，内源性核酸也可以作为DAMP来激活PRR。RN7SL1 (7SL) 是一种高度结构化的非编码RNA，存在于所有细胞类型中，从人类到细菌都是保守的。在稳态条件下，RN7SL1充当对蛋白质翻译至关重要的支架。在这个角色中，几种RNA结合蛋白使其免受胞质RNA PRR的识别。然而，在病理条件下，与RNA结合蛋白相互作用的减少使RN7SL1变得不受保护，并通过细胞外囊泡 (EV)（如外泌体）分泌（相关报道：【Cell】肿瘤细胞迫使基质细胞通过外泌体释放无蛋白结合的RNA RN7SL1促进肿瘤的生长和转移）。因此，未屏蔽的RN7SL1模拟病毒RNA以激活癌细胞和骨髓细胞中依赖于RIG-I的炎症反应。

免疫细胞而非癌细胞对RN7SL1的感知有利于抗肿瘤免疫反应

尽管DAMP可以激活PRR，但它们在增强抗肿瘤免疫方面的有效性取决于多种因素。首先，在免疫细胞与癌细胞中诱导I型干扰素 (IFN-I) 或II型干扰素反应的后果可能是复杂的，甚至是相反的。虽然免疫细胞（如DC）中的PRR和IFN信号可以具有免疫刺激作用，但癌细胞中的信号可以驱动癌症进展和免疫治疗抵抗。癌细胞内在激活ISG的免疫抑制作用被认为是通过多种机制发生的，包括诱导免疫抑制基因和影响免疫介导的肿瘤杀伤的基因。其次，由于大多数人类癌症中的低突变负荷和免疫编辑，缺乏强大的新抗原会使内源性T细胞库不具备有效根除肿瘤的能力。这种强新抗原的缺乏严重限制了使用PRR激活来增强内源性T细胞启动的效用。因此，需要将PRR信号导向免疫细胞而不是癌细胞，以及开发将新抗原传递给肿瘤的方法，以最大限度地提高癌症免疫疗法的功效。

该研究展示了如何通过解析IFN/PRR信号的复杂性，然后改造CAR-T细胞以部署RN7SL1在TME中重新编码这些信号，从而解决CAR-T细胞对实体瘤的多重限制。RN7SL1 CAR-T细胞表现出增强的内在功能，选择性地激活免疫细胞中的RIG-I，并且可以进一步装备以共递送肽抗原。结果产生一种多装甲 CAR-T细胞，它可以有效地浸润肿瘤，有效地激活骨髓细胞和DC，为TME提供抗原，并在CAR抗原丢失的威胁下启动内源性T细胞以抑制实体瘤。

人CAR-T细胞表达RN7SL1增强实体瘤控制

该研究设计CAR-T细胞以传递RN7SL1，这是一种激活RIG-I/MDA5信号的内源性RNA。RN7SL1促进CAR-T细胞的扩增和效应记忆分化。此外，RN7SL1被装在细胞外囊泡中并选择性地转移到免疫细胞。与其他RNA激动剂不同，转移的RN7SL1限制了骨髓源性抑制细胞 (MDSC) 的发育，减少了骨髓细胞中的TGFB，并促进了具有共刺激特征的树突状细胞 (DC) 子集。因此，内源性效应记忆和肿瘤特异性T细胞也会扩增，从而抑制具有CAR抗原丢失的实体瘤。在改善的内源性免疫的支持下，CAR-T细胞可以与RN7SL1共同部署肽抗原以提高疗效，即使在异源CAR抗原肿瘤缺乏足够的新抗原时也是如此。

在EV中部署RN7SL1的CAR-T细胞优先将RNA递送至内源性免疫细胞并改善抗肿瘤反应

传递RN7SL1 ± 肽抗原的CAR-T细胞如何改善实体瘤反应的模型

该研究发现的模式图

主要发现：

• CAR-T细胞在细胞外囊泡 (EV) 中传递RN7SL1并激活RIG-I；
• 表达RN7SL1的CAR-T细胞显示出更优的扩增和持久性以及更少的耗竭；
• DC/髓细胞比肿瘤细胞优先摄取EVs RN7SL1可增强内源性免疫；
• CAR-T EVs可以同时递送RN7SL1与抗原，以抑制CAR抗原缺失的肿瘤。

参考文献：

JohnsonLR, Lee DY, Eacret JS, Ye D, June CH, Minn AJ. The immunostimulatory RNARN7SL1 enables CAR-T cells to enhance autonomous and endogenous immune function. Cell. 2021 Aug 26:S0092-8674(21)00946-6. doi:10.1016/j.cell.2021.08.004. PMID: 34464586.