研究人员发现嵌合抗原受体T细胞疗法，为癌症治疗带来更好的前景

癌症仍然是美国第二大死因。根据国家癌症研究所的数据，今年估计将有170万新病例被诊断出来，预计将有近61万人死于这种疾病。

幸运的是，最近的一些癌症治疗方法显示了相当大 其中包括嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法，美国临床肿瘤学会最近将其命名为“2018年度最佳进展”。三名南加州大学维特比工程学院的研究人员 - 助理教授斯泰西芬利，王品教授和助理教授尼克格雷厄姆 - 刚刚在“ 生物物理学杂志 ”上发表了一篇论文，阐述了这种新治疗方法的工作原理，这些信息有朝一日可能会产生在更好的癌症治疗中，副作用更少。

“我们正试图深入研究分子机制，”化学工程和材料科学助理教授格雷厄姆说。“通过了解CAR T细胞的工作原理，我们可以尝试设计更好的细胞。”

当免疫系统正常运作时，免疫细胞在身体周围移动，寻找不属于的病原体并杀死它们。然而，癌细胞可以掩盖自己，使得好的细胞（如T细胞）难以杀死它们。

使用CAR T细胞疗法，去除一个人的T细胞，用蛋白质进行基因工程，然后注射回患者体内。由此产生的CAR T细胞在对抗癌细胞方面要好得多。那是因为这些修饰的CAR T细胞具有可以与癌细胞结合的工程化蛋白受体CAR。当发生这种情况时，来自CAR的信号告诉T细胞通过分泌化学物质穿孔素和颗粒酶开始破坏癌症。

CAR T细胞疗法

今年早些时候，美国食品和药物管理局批准了第一种CAR T细胞疗法，用于治疗一些患有晚期白血病和一种淋巴瘤的人，这两种人都患有血癌。早期的结果显示出巨大的希望。然而，在早期测试中，迄今为止，CAR-T细胞疗法对乳腺癌，肺癌，前列腺癌和其他实体肿瘤癌症的效果要差得多。此外，一些接受CAR T细胞治疗的人经历了严重的副作用; 有几个甚至死了。

南加州大学三位研究人员希望通过揭示CAR激活抗癌细胞的复杂过程，他们的工作将大大改善CAR T细胞疗法。具体而言，他们正在研究一种称为磷酸化的过程，这是一种化学反应，当CAR受体撞击癌细胞并向T细胞发送信号攻击坏细胞时发生。

“我认为最令人兴奋的是，我们真正在该领域增加了对CAR中哪些位点磷酸化，多快发生以及每个位点的磷酸化程度的理解，”Finley，Gordon S. Marshall说。早期职业生涯主席兼生物医学工程，化学工程和材料科学与生物科学助理教授。

通过他们的研究，芬利，王和格雷厄姆已经了解了CAR在六个地点发生磷酸化的时间和程度，以一个不完美的类比，可以想象为格雷厄姆所说的“对接中心”。

此外，他们发现没有“看门人”存在，这意味着没有一个CAR站点必须先磷酸化。到目前为止，学者们对磷酸化过程一直有一个大概的认识，因此难以生物工程化CAR T细胞，这些细胞可以成功地对抗复杂和复杂的乳腺癌，肺癌和其他实体肿瘤。

更好的抗癌CAR

展望未来，Finley，Wang和Graham希望利用他们的研究结果来设计更有效的抗癌CAR，副作用更少。这可能意味着在某些CAR位点更快和更强烈地发生磷酸化，这取决于靶向癌细胞的复杂性。或者，南加州大学的研究人员可能会设计CARs以减少磷酸化，从而防止抗癌T-和其他细胞变得过于激进并杀死健康细胞 - 这是早期CAR T细胞癌治疗出现的一个问题。

Finley已经建立了具有巨大潜力的定量模型。

“一旦我们拥有这些工具和定量模型，我们就应该能够将它们应用到各种不同的CAR设计中，”Finley说，他的研究小组拥有数学模型方面的专业知识。“也许你可以在进行实验之前使用模型，看看这个新设计是否有效。不必在实验室中进行那么多繁琐的实验，你可以建立一个预测数学模型来筛选最佳设计。”

添加了Wang，Zohrab A. Kaprielian工程学院院士，化学工程和材料科学以及生物医学工程教授：“如果你想让T细胞更有效，问题是如何最好地设计CAR。这是我们研究的目标。