Nat Biotechnol：通过人工智能辅助分析，发现CAR-T细胞治疗急性髓系白血病的新靶标

与其他形式的血癌不同，急性骨髓性白血病（AML）目前不能用CAR-T细胞疗法治疗。原因是缺乏某些免疫细胞能够特异性靶向AML细胞的特定分子靶标，这将使得免疫系统能够攻击癌症。

如今在一项新的研究中，德国慕尼黑大学医院临床药理学系的Sebastian Kobold教授和Adrian Gottschlich博士及其研究团队与慕尼黑亥姆霍兹卫生人工智能研究所的Carsten Marr博士和Moritz Thomas及其研究团队成功发现了这样的分子靶标。相关研究结果于2023年3月13日在线发表在Nature Biotechnology期刊上，论文标题为“Single-cell transcriptomic atlas-guided development of CAR-T cells for the treatment of acute myeloid leukemia”。

AML是白血病的几种形式之一，是一种险恶的疾病。在最初诊断五年后，只有三分之一的患者仍然活着。高达85%的患者在接受大剂量化疗后似乎被治愈了。然而，其中一半以上的患者在一到两年内复发，因为化疗并没有摧毁所有的白血病细胞。在复发的情况下，干细胞移植是治愈患者的唯一希望。但即使如此，长期生存的概率也不到20%。因此，人们迫切需要新的治疗方案。

CAR-T细胞疗法是一种创新疗法。CAR-T细胞指的是表达嵌合抗原受体（CAR）的T细胞。T细胞是免疫系统中的一种免疫细胞。癌细胞通过使用多种分子技巧来逃避T细胞的“正常”攻击企图。因此，T细胞不再识别它们的对手---癌细胞。

在CAR-T细胞疗法中，T细胞首先从患者身上取出，然后对它们进行基因改造，在它们的表面上产生一种特定的蛋白，即CAR。当这些CAR-T细胞被注射回相同的患者体内时，它们将仅结合它们的靶标，比如CD19，这确保它们能识别患者的癌细胞，并以有针对性的方式与它们结合。癌细胞因此而死亡。

新靶标

然而，已获批准的针对CD19的CAR-T细胞并不适合AML，因为CD19（通常）不存在于AML细胞的表面。根据科学家们的说法，迄今为止，针对AML细胞其他表面分子的CAR-T细胞的临床结果是令人沮丧的。这是因为CAR-T细胞无法区分健康的细胞和退化的细胞，因而相应地引起了明显的副作用。

这些作者着手寻找理想情况下只在AML细胞表面发现的替代分子。在广泛的生物信息学分析的帮助下和通过整合来自50多万个细胞的表达数据，最终在25000种潜在的细胞表面分子中筛选出两种候选蛋白分子：CSF1R和CD86。Marr说，“几年前，这样的分析是不可能的，因为所需的单细胞数据是最近才产生的。”

这些作者在慕尼黑大学医院的实验室里生产了精确靶向这两种蛋白的CAR-T细胞。然后在不同的AML模型上测试了这些细胞，包括来自患者的AML细胞。根据Kobold的说法，结果很有希望：“一方面，这些CAR-T细胞对AML有效，另一方面，它们几乎不破坏健康细胞。”

这项新的研究令人印象深刻地展示了跨学科研究团队的协同作用如何能够导致健康研究的突破，从而以最佳方式治疗患者。这些作者的下一个目标：他们希望开发具有GMP（良好生产规范）能力的工艺来生产CAR-T细胞，然后也可以将它们用于AML患者的临床试验。Kobold预计将在两到三年内对患者进行首次临床测试。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Adrian Gottschlich et al. Single-cell transcriptomic atlas-guided development of CAR-T cells for the treatment of acute myeloid leukemia. Nature Biotechnology, 2023, doi:10.1038/s41587-023-01684-0.