单细胞分析揭示了有前途的癌症治疗的线索

在过去十年中，一种称为CAR T疗法的癌症治疗在血癌治疗方面显示出巨大的希望，但患者往往会在短时间内复发。现在，一组研究人员已经发现了一些关于原因的关键线索 - 可能导致预防这些复发的治疗方法。

该研究是耶鲁大学和宾夕法尼亚大学研究人员之间的合作，发表在《科学进展》上。

CAR T疗法涉及从患者的血液中分离抗病毒T细胞，并用嵌合抗原受体(CAR)对其进行遗传修饰，其靶向癌细胞上表达的表面标志物。这些CAR-T细胞被注入到患者的血液循环中以对抗癌细胞。它已被证明在对抗血癌方面特别有效，如急性淋巴细胞白血病(ALL)，淋巴瘤和多发性骨髓瘤。然而，大量受试者的缓解是短暂的，30%至60%的治疗患者在一年内复发。

研究人员着手确定长期缓解患者和复发患者之间的差异。他们在患者的细胞中寻找模式，检查了来自12名儿科ALL患者的100，000个单CAR T细胞。在这12名患者中，五名患者完全缓解超过五年，另有五名在试验过程中复发，中位时间为9.6个月。另外两名受试者对治疗没有表现出客观反应。

随着耶鲁大学生物医学工程教授荣凡实验室和耶鲁大学医学院病理学教授荣凡实验室开发的技术，研究人员使用了所谓的“多组学”方法 - 结合转录组和蛋白质组的数据集 - 进行强大的单细胞分析。这样做，他们能够仔细研究每个细胞的整个基因表达谱，并确定CAR T细胞中隐藏的分子机制，这可能在未来治疗的发展中发挥作用。

研究小组确定了共表达细胞因子的模块 - 分泌的蛋白质，充当免疫系统的信使，是免疫细胞协调的关键调节因子。其中，他们发现一组代表T辅助2(Th2)功能的细胞因子在已经缓解五年或更长时间的患者的细胞谱中是突出的。Th2细胞是细胞的一种亚型，介导我们的免疫反应的激活和维持。有了这个，宾夕法尼亚大学遗传学助理教授Pablo G. Camara说，“我们可以更好地评估来自不同患者的CAR T细胞功能的差异。

“这一观察结果表明，Th2功能对于维持CAR T疗法的长期缓解可能是不可或缺的，”该研究的主要作者，耶鲁大学范实验室的博士后助理白直良补充说。

Fan说，该分析为决定为什么一些患者进入持久缓解的因素提供了有价值的见解。

“它还提出了一种潜在的生物标志物，可以在癌症患者中进行这种昂贵而复杂的治疗之前预测治疗结果，”他说。

研究人员将研究扩展到另外49名ALL患者，这些患者参加了另外两项CAR T试验，并进行了独立评估。该研究的共同作者，宾夕法尼亚大学病理学和实验室医学前教授J. Joseph Melenhorst表示，耶鲁大学和宾夕法尼亚大学的实验结果共同验证了CAR T输注产品中Th2功能的存在确实与5年的长期缓解有关。

“经过大约10年的随访，我们已经收集了足够的数据，现在能够回答这个紧迫的未解决的问题：与非常耐用的响应者相比，为什么这些患者会复发?”他说。

根据目前的发现，研究人员已经将他们的单细胞多组学分析扩展到81名患者，涵盖了CAR T治疗中的所有临床反应类型。

“我们预计这个庞大的数据集可以让我们对基本机制有更精确和全面的理解，”范说。

该研究的其他作者是巴勃罗G.卡马拉，卡尔·琼，斯蒂芬·格鲁普，史蒂文·伍德豪斯，赵子兰，拉胡尔·艾莉亚，基亚·戈维克，金东俊，斯特凡·伦德，阿列夫·贝索伊，孙红星，邓艳香，杨晓，大卫·巴雷特和里贾纳·迈尔斯。