2022年《MOLECULAR CANCER THERAPEUTICS》上发表了文章《Enhanced Antitumor Responses of Tumor Antigen-Specific TCR T Cells Genetically Engineered to Produce IL7 and CCL19》，该文章显示 IL-7 和 CCL19使TCR-T的各方面能力产生质的飞越，这不禁让小编产生了好奇，为什么会产生如此神奇的效果？

PART 01、IL-7和CCL19在TCR-T上绽放光芒

　　IL-7（白介素-7）的主要功能是促进胸腺细胞及外周成熟的T细胞的增殖，增加巨噬细胞的细胞毒活性[1]。CCL19（趋化因子19）是促进免疫细胞迁移的细胞因子。在先前的研究中表明，T 区网状细胞产生的 IL-7 和 CCL19 对于淋巴器官中 T 细胞区的形成和维持至关重要[2]。这一发现促使人们开始关注是否可以通过基因编辑技术使细胞自主分泌IL-7 和 CCL19来增强免疫疗法对肿瘤的杀伤作用。

　　为了研究这类细胞因子是否可以增强肿瘤特异性TCR T细胞的功能[3]，该团队采用了在H-2LD背景下表达P1A肿瘤抗原的P815肥大细胞瘤小鼠模型，以及来自P1A特异性TCR转基因小鼠的P1A T细胞。该团队构建了一个编码IL7、CCL19和EGFP基因的逆转录病毒载体(图1A)，他们还准备了一个单独编码绿色荧光蛋白的逆转录病毒载体作为对照。转导这些逆转录病毒载体后，活化的P1A T细胞表达IL7、CCL19和EGFP(以下简称7x19 P1A T细胞)或单独表达EGFP的P1A T细胞(以下简称Conv P1A T细胞)，其中EGFP在这些细胞中的表达水平约为70%至80%(图1B)。EGFP在7x19 P1A T细胞上的表达强度低于Conv P1A T细胞，可能与7x19载体质粒中IL7/CCL19后EGFP的编码区大小和位置较长有关。我们证实7x19P1A T细胞能显著分泌IL7和CCL19，但Conv P1A T细胞不能分泌，酶联免疫吸附试验(图1C)，构建成功。

图1：构建的载体、转导后的细胞表型和细胞因子的酶联免疫吸附试验

　　为了评价IL7和CCL19的产生对P1A T细胞体内抗肿瘤能力的影响，制作P815肿瘤细胞模型小鼠。设置了预处理组、P1A T细胞组、7x19 P1A T细胞组、不处理组。预处理的小鼠相比预处理加Conv的小鼠和注射P1A T细胞组小鼠没有显示出明显的生存改善(图2A)，也几乎没有抑制肿瘤生长(图2B)。与之形成鲜明对比的是，7x19 P1A T细胞注射预处理组小鼠的生存期显著延长(图2A)，肿瘤生长受到显著抑制，甚至有50%的小鼠肿瘤完全消退(图2B)。这些发现清楚地表明，对肿瘤Ag特异的P1A T细胞进行基因修饰，使其同时产生IL7和CCL19，也能显著增强抗肿瘤治疗活性。P1A T细胞几乎无抗肿瘤作用。

图2：IL7和CCL19的产生对P1A T细胞体内抗肿瘤能力的影响　　

PART 02、IL-7和CCL19在CAR-T上大放异彩

　　那么，这是不是IL7/CCL19第一次在基因编辑的肿瘤免疫治疗中发挥作用呢？早在2018年，Adachi K等就研究过IL7/CCL19对CAR-T抗肿瘤活性的影响[4]。

　　在研究中该团队成功的产生了一个编码CAR、IL-7和CCL19的串联结构。该CAR结构使用hCD20靶点，将该CAR结构导入到小鼠T细胞制成CAR-T。在培养的时候发现CAR在7x19 的CAR-T细胞中的表达与常规CAR-T细胞相差无几。并且发现7x19 CAR-T细胞与抗CD3抗体或表达hCD20的P815肥大细胞瘤(P815-hCD20)共培养时产生了IL-7和CCL19，成功使CAR-T细胞在自身没有受到影响的情况下分泌出IL-7和CCL19。

　　由于已知 IL-7 可增强 T 细胞的增殖和存活随后该团队针对IL-7和CCL19的作用实施了一系列实验，发现与传统的 CAR-T 细胞相比，7x19 CAR-T 细胞的增殖数量要高得多。在与P815-hCD20长期的共培养过程中，7 × 19 CAR-T细胞持续扩增，而对常规 CAR-T细胞几乎没有影响（图3a，b）。因为 CCL19 是 T 细胞和 DCs的趋化剂，该团队接下来进行了transwell 迁移测定。与传统的 CAR-T 细胞相比，7 × 19 CAR-T 细胞孵育显着增强了应答 T 细胞的迁移（图3c）。常规和 7 × 19 CAR-T 细胞对 P815-hCD20 细胞表现出相当的杀伤效果，而两者均未表现出对 hCD20 阴性 P815 细胞的溶解（图3d）。

　　为证实该CAR-T的优异的性能表现是因为IL-7和CCL19的影响，该团队使用了抗CD127抗体来抑制细胞上IL-7的受体，从而降低IL-7的作用。使用抗CCR-19的抗体来抑制CCL19的受体降低CCL19的作用。7 × 19 CAR-T细胞的强增殖能力被抗CD127抗体削弱了，但使用抗CCR7抗体则无影响，表明IL-7对于7 × 19 CAR-T细胞中细胞增殖和存活的改善是必需的（图3e）。另一方面，包含抗CCR7抗体，而不是抗CD127抗体，完全消除了应答细胞的迁移(图3f)，使用抗CD127的抗体的CAR-T则无影响，表明7 × 19 CAR-T细胞通过CC 19-CCR 7相互作用介导其趋化活性。

图 3：（7 × 19）CAR-T的增殖、迁移先关实验结果　

　　接下来，该团队使用P815-hCD20肿瘤在小鼠模型中研究了7 × 19 CAR-T细胞的体内抗肿瘤作用。首先，该团队通过静脉注射1 × 106个常规或7 × 19 CAR-T细胞来治疗小鼠。用7 × 19 CAR-T细胞治疗比传统方法延长了存活时间，但所有小鼠最终都死亡了，这促使该团队采用环磷酰胺(CPA)预处理淋巴细胞缺失。单独的CPA预处理导致小鼠存活的轻微延长(图4a，b ),在CPA的基础上使用常规CAR-T细胞预处理，比单独的CPA处理略有改善。相比之下，在CPA的基础上使用7 × 19 CAR-T细胞治疗诱导肿瘤完全消退，小鼠长期存活而无肿瘤复发。随着常规CAR-T细胞的剂量增加显示小鼠存活率提高，表明常规CAR-T细胞在体内具有可测量的但较弱的肿瘤杀伤效果。总之，该团队研究结果表明，1 × 106个7 × 19 CAR-T细胞诱导的抗肿瘤作用大于或至少相当于4 × 106个常规CAR-T细胞诱导的抗肿瘤作用，表明7 × 19 CAR-T细胞对实体瘤的治疗潜力增强。

图4：P815-hCD20肿瘤在小鼠模型中研究了7 × 19 CAR-T细胞的体内抗肿瘤作用　　

　　通过以上实验不难看出IL-7和CCL19在免疫细胞治疗方面的积极作用，通过基因技术对免疫细胞进行改造使其功效大幅度的提升可以说为肿瘤患者燃起新的希望。希望在不久的将来，在千万科研工作者的努力下，IL-7和CCL19在免疫细胞治疗方面的功效可以真正的落实到患者身上，给予癌症患者新的曙光。

参考文献：

[1] Link, A. et al. Fibroblastic reticular cells in lymph nodes regulate the homeostasis

of naive T cells. Nat. Immunol. 8, 1255–1265 (2007).

[2] Luther, S.A. et al. Differing activities of homeostatic chemokines CCL19, CCL21,

and CXCL12 in lymphocyte and dendritic cell recruitment and lymphoid neogenesis.

J. Immunol. 169, 424–433 (2002).K

[3] Tokunaga Y, Sasaki T, Goto S, Adachi K, Sakoda Y, Tamada K. Enhanced Antitumor Responses of Tumor Antigen-Specific TCR T Cells Genetically Engineered to Produce IL7 and CCL19. Mol Cancer Ther. 2022 Jan;21(1):138-148.

[4] Adachi K, Kano Y, Nagai T, Okuyama N, Sakoda Y, Tamada K. IL-7 and CCL19 expression in CAR-T cells improves immune cell infiltration and CAR-T cell survival in the tumor. Nat Biotechnol. 2018 Apr;36(4):346-351.