心臟發(fā)生損傷時，成纖維細(xì)胞就會活化,，分泌基質(zhì)和膠原蛋白分泌合成減少,，從而導(dǎo)致心肌僵硬脆弱，最終形成心臟纖維化,。心臟纖維化程度,，是心血管疾病嚴(yán)重與否的重要指標(biāo)之一【1,2】。但是,，時至今日,，仍沒有有效的針對心臟纖維化的治療手段問世【3】。
近些年來,，通過改造T細(xì)胞受體的CAR T細(xì)胞療法在惡性腫瘤治療方面取得了顯著的成果【4,5】,，這些改造后的T細(xì)胞可以有效的殺傷腫瘤細(xì)胞，并且,，美國食品和藥物管理局已經(jīng)批準(zhǔn)其作為某些白血病和淋巴瘤的治療手段應(yīng)用于臨床【6,7】,。但是，這些改造過的T細(xì)胞,，是否可以靶向非腫瘤細(xì)胞,，治愈其它類型的疾病呢？
2019年9月12日,，來自賓夕法尼亞大學(xué)的Jonathan A Epstein團(tuán)隊在Nature雜志上發(fā)表題為Targeting cardiac fibrosiswith engineered T cells的文章,，利用小鼠心臟疾病模型，確定了通過基因改造的T細(xì)胞,，可以有效的靶向活化的心臟成纖維細(xì)胞,。
首先，作者采用心臟活化狀態(tài)的成纖維細(xì)胞（以Postn蛋白為標(biāo)志）表面連有異體抗原OVA（ovalbumin peptide）的小鼠,，并通過持續(xù)4周給小鼠滴注血管緊張素／福林復(fù)合藥物（angiotensin II／phenylephrine,，簡稱AngII／PE）誘導(dǎo)心臟纖維化疾病模型。與此同時,，作者在CD8+T細(xì)胞表面表達(dá)了特異針對OVA的受體（CD8+OT-I T cell）,，并在給藥1周后，將這些T細(xì)胞轉(zhuǎn)輸至小鼠體內(nèi),。給藥4周后（轉(zhuǎn)輸細(xì)胞3周后）,，作者發(fā)現(xiàn)，對照小鼠心臟產(chǎn)生了明顯的纖維化,，而轉(zhuǎn)輸T細(xì)胞的小鼠心臟纖維化程度要輕的多,。這些結(jié)果表示，利用改造的T細(xì)胞靶向活化的成纖維細(xì)胞,，從而減緩心臟纖維化水平,，這在技術(shù)上完全可行,。
接下來，作者力圖發(fā)現(xiàn)和定義新的表達(dá)于活化的成纖維細(xì)胞,，而不表達(dá)在靜息狀態(tài)的成纖維細(xì)胞,，或者是其它體細(xì)胞的心臟纖維化標(biāo)志分子。作者采集了進(jìn)行心臟移植手術(shù)（包括供體和受體）的238位志愿者左心室組織樣本,。通過RNA測序技術(shù),，作者發(fā)現(xiàn)了一系列心臟病人中成纖維細(xì)胞中特異性高表達(dá)的分子，其中,，成纖維細(xì)胞活化蛋白（fibroblast activation protein,，簡稱FAP）的表達(dá)量增長最為劇烈。根據(jù)之前的報道,，F(xiàn)AP是一種表達(dá)于胚胎發(fā)育時期,，或者是纖維組織和腫瘤病灶處的位于細(xì)胞表面的糖蛋白,，但是,，其表達(dá)量一般處于極低水平【8，9】,。作者發(fā)現(xiàn),，F(xiàn)AP高表達(dá)于心臟病人左心室的成纖維細(xì)胞中，并不表達(dá)于心肌細(xì)胞之中,，并且在健康人群的心臟中也基本上不表達(dá),。所以說，F(xiàn)AP是天然優(yōu)良的靶向活化的成纖維細(xì)胞,，也就是心臟纖維化病變的靶標(biāo)分子,。
最后，作者驗證以FAP為靶標(biāo)的CAR-T細(xì)胞療法是否可以有效治愈和緩解心臟纖維化,。作者仍然采用AngII／PE所誘導(dǎo)的小鼠心臟病模型,，并且，在給藥一周和兩周時,，轉(zhuǎn)輸入改造好的FAP-CAR-T細(xì)胞,。作者發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)輸1天后,，即可發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞進(jìn)入心臟,，與心臟活化的成纖維細(xì)胞共定位。給藥4周后,，與對照組相比,，轉(zhuǎn)輸細(xì)胞組的心臟成纖維化明顯減輕，并且,，其心臟功能也有所恢復(fù),。
與此同時,，作者還檢測了此FAP-CAR-T療法是否具有一定程度的副作用。作者發(fā)現(xiàn),，F(xiàn)AP-CAR-T細(xì)胞基本上不會靶向機(jī)體其它正常細(xì)胞,，也不會引起炎性因子，比如IL-1和IL-6水平的升高,。通過對心臟組織進(jìn)行RNA測序,，發(fā)現(xiàn)炎癥相關(guān)的基因標(biāo)志變化不大，表示很可能只有極輕微的免疫和炎癥反應(yīng),。最后,，通過組織學(xué)染色分析，發(fā)現(xiàn)心臟并沒有免疫細(xì)胞的募集和浸潤,。以上這些結(jié)果都說明,，F(xiàn)AP-CAR-T細(xì)胞療法治療目前并沒有發(fā)現(xiàn)值得注意的毒副作用。
這是一份具有劃時代意義的工作,，作者創(chuàng)造性地將腫瘤治療領(lǐng)域的CAR-T細(xì)胞療法應(yīng)用于心臟病的治療緩解之中,，定義了心臟纖維化的標(biāo)志分子，特異高表達(dá)于活化成纖維細(xì)胞的FAP,，并構(gòu)建了以此為靶點的FAP-CAR-T細(xì)胞,。將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)輸回心臟病小鼠中，取得了良好的治療效果,，且毒副作用較小,。
這份工作一經(jīng)問世就得到了廣泛的關(guān)注。賓夕法尼亞大學(xué)第一時間報道了這項工作,。本文的通訊作者Epstein博士認(rèn)為,，雖然將這份工作應(yīng)用于臨床仍然有很長的路要走，但其確是細(xì)胞療法治療和緩解心臟病最為關(guān)鍵的一步,。
原文鏈接https://doi.org/10.1038/s41586-019-1546-z
參考內(nèi)容： 1. Travers, J. G., Kamal, F.A., Robbins, J., Yutzey, K. E. & Blaxall, B. C. Cardiacfibrosis: thefibroblast awakens. Circ. Res. 118, 1021–1040 (2016). 2. Kong, P., Christia, P.& Frangogiannis, N. G. The pathogenesis of cardiac fibrosis. Cell. Mol. Life Sci. 71, 549–574 (2014). 3. Fan, Z. & Guan, J.Antifibrotic therapies to control cardiac fibrosis. Biomater. Res. 20, 13 (2016). 4. Schmitt, T. M., Ragnarsson,G. B. & Greenberg, P. D. T cell receptor gene therapy for cancer. Hum. Gene Ther. 20, 1240–1248 (2009). 5. June, C. H., O’Connor, R. S., Kawalekar,O. U., Ghassemi, S. & Milone, M. C. CAR T cell immunotherapy forhuman cancer. Science 359, 1361–1365 (2018). 6. Mullard, A. FDA approvesfirst CAR T therapy. Nat. Rev. Drug Discov. 16, 669 (2017). 2. Kong, P., Christia, P.& Frangogiannis, N. G. The pathogenesis of cardiac fibrosis. Cell. Mol. Life Sci. 71, 549–574 (2014). 7. Ghobadi, A. Chimericantigen receptor T cell therapy for non-Hodgkinlymphoma. Curr. Res. Transl. Med. 66, 43–49 (2018). 8. Rettig, W. J. et al.Cell-surface glycoproteins of human sarcomas: differential expression in normaland malignant tissues and cultured cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 85, 3110–3114 (1988). 9. Niedermeyer, J. et al. Mousefibroblast activation protein: molecular cloning, alternative splicing andexpression in the reactive stroma of epithelial cancers. Int. J. Cancer 71, 383–389 (1997).
