研究人員發現嵌合抗原受體T細胞療法，為癌症治療帶來更好的前景

癌症仍然是美國第二大死因。根據國家癌症研究所的數據，今年估計將有170萬新病例被診斷出來，預計將有近61萬人死於這種疾病。

幸運的是，最近的一些癌症治療方法顯示了相當大 其中包括嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法，美國臨床腫瘤學會最近將其命名為「2018年度最佳進展」。三名南加州大學維特比工程學院的研究人員 - 助理教授斯泰西芬利，王品教授和助理教授尼克格雷厄姆 - 剛剛在「 生物物理學雜誌 」上發表了一篇論文，闡述了這種新治療方法的工作原理，這些信息有朝一日可能會產生在更好的癌症治療中，副作用更少。

「我們正試圖深入研究分子機制，」化學工程和材料科學助理教授格雷厄姆說。「通過了解CAR T細胞的工作原理，我們可以嘗試設計更好的細胞。」

當免疫系統正常運作時，免疫細胞在身體周圍移動，尋找不屬於的病原體並殺死它們。然而，癌細胞可以掩蓋自己，使得好的細胞（如T細胞）難以殺死它們。

使用CAR T細胞療法，去除一個人的T細胞，用蛋白質進行基因工程，然後注射回患者體內。由此產生的CAR T細胞在對抗癌細胞方面要好得多。那是因為這些修飾的CAR T細胞具有可以與癌細胞結合的工程化蛋白受體CAR。當發生這種情況時，來自CAR的信號告訴T細胞通過分泌化學物質穿孔素和顆粒酶開始破壞癌症。

CAR T細胞療法

今年早些時候，美國食品和藥物管理局批准了第一種CAR T細胞療法，用於治療一些患有晚期白血病和一種淋巴瘤的人，這兩種人都患有血癌。早期的結果顯示出巨大的希望。然而，在早期測試中，迄今為止，CAR-T細胞療法對乳腺癌，肺癌，前列腺癌和其他實體腫瘤癌症的效果要差得多。此外，一些接受CAR T細胞治療的人經歷了嚴重的副作用; 有幾個甚至死了。

南加州大學三位研究人員希望通過揭示CAR激活抗癌細胞的複雜過程，他們的工作將大大改善CAR T細胞療法。具體而言，他們正在研究一種稱為磷酸化的過程，這是一種化學反應，當CAR受體撞擊癌細胞並向T細胞發送信號攻擊壞細胞時發生。

「我認為最令人興奮的是，我們真正在該領域增加了對CAR中哪些位點磷酸化，多快發生以及每個位點的磷酸化程度的理解，」Finley，Gordon S. Marshall說。早期職業生涯主席兼生物醫學工程，化學工程和材料科學與生物科學助理教授。

通過他們的研究，芬利，王和格雷厄姆已經了解了CAR在六個地點發生磷酸化的時間和程度，以一個不完美的類比，可以想像為格雷厄姆所說的「對接中心」。

此外，他們發現沒有「看門人」存在，這意味著沒有一個CAR站點必須先磷酸化。到目前為止，學者們對磷酸化過程一直有一個大概的認識，因此難以生物工程化CAR T細胞，這些細胞可以成功地對抗複雜和複雜的乳腺癌，肺癌和其他實體腫瘤。

更好的抗癌CAR

展望未來，Finley，Wang和Graham希望利用他們的研究結果來設計更有效的抗癌CAR，副作用更少。這可能意味著在某些CAR位點更快和更強烈地發生磷酸化，這取決於靶向癌細胞的複雜性。或者，南加州大學的研究人員可能會設計CARs以減少磷酸化，從而防止抗癌T-和其他細胞變得過於激進並殺死健康細胞 - 這是早期CAR T細胞癌治療出現的一個問題。

Finley已經建立了具有巨大潛力的定量模型。

「一旦我們擁有這些工具和定量模型，我們就應該能夠將它們應用到各種不同的CAR設計中，」Finley說，他的研究小組擁有數學模型方面的專業知識。「也許你可以在進行實驗之前使用模型，看看這個新設計是否有效。不必在實驗室中進行那麼多繁瑣的實驗，你可以建立一個預測數學模型來篩選最佳設計。」

添加了Wang，Zohrab A. Kaprielian工程學院院士，化學工程和材料科學以及生物醫學工程教授：「如果你想讓T細胞更有效，問題是如何最好地設計CAR。這是我們研究的目標。

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