抗N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體（NMDAR）自身抗體引起的NMDAR腦炎是最常見的自身免疫性腦炎，可致患者精神癥狀、癲癇發(fā)作和自主神經功能障礙。NMDAR腦炎的病理生理機制是基于針對NMDAR亞基GluN1的致病性自身抗體。發(fā)病時，患者血清和/或腦脊液中會出現NMDAR自身抗體，抗體滴度的升高與復發(fā)有關。該NMDAR自身抗體由短壽命漿細胞池產生，而記憶B細胞的持續(xù)分化會不斷補充這些漿細胞。

目前NMDAR腦炎的標準治療方案包括使用單克隆抗體利妥昔單抗（rituximab）非選擇性地清除所有CD20+B細胞，以及血漿置換清除致病自身抗體。盡管臨床病程嚴重，需要重癥監(jiān)護和機械通氣，但快速啟動足夠積極的免疫療法可使病情明顯好轉。然而，這種免疫療法可能會產生廣泛免疫增強相關的限制治療的副作用，如危及生命的敗血癥和膿毒性休克，以及與中心靜脈導管相關的血栓形成和肺栓塞，尤其是在ICU中升級免疫療法的情況下。但是，延遲開始免疫抑制治療和治療開始后4周內臨床癥狀改善不足與1年后功能預后較差有關。

因此，為避免與廣泛免疫增強相關的問題，并實現有選擇性地消耗產生NMDAR自身抗體的B細胞，2023年11月1日來自德國神經退行性疾病中心的Harald Prüss教授團隊在Cell發(fā)文：“Chimeric autoantibody receptor T cells deplete NMDA receptor-specific B cells”，他們開發(fā)了NMDAR特異性嵌合自身抗體受體（NMDAR-CAAR）T細胞。NMDAR-CAAR 由與細胞內 4-1BB/CD3z 結構域融合的細胞外多亞基 NMDAR 自身抗原組成。即使在高濃度自身抗體存在的情況下，NMDAR-CAAR T 細胞也能識別大量人類患者來源的自身抗體，釋放效應分子，增殖并選擇性殺死抗原特異性靶細胞系。在被動轉移小鼠模型中，NMDAR-CAAR T 細胞導致抗 NMDAR B 細胞系的耗竭，并持續(xù)降低自身抗體水平，且沒有明顯的脫靶毒性?；颊叩闹委熆梢詼p少副作用、預防復發(fā)并改善長期預后。Harald Prüss教授團隊的臨床前工作為 NMDAR 腦炎和其他自身抗體介導的疾病的 CAAR T 細胞 I/II 期試驗提供了重要基礎。

1. 人腦炎自身抗體與 NMDAR- CAAR T 細胞結合

研究者們第一步構建了一種NMDAR自身抗體抗原，作為適合CAAR T方法的胞外結合域。研究者們發(fā)現加入GluN2B的氨基末端結構域（ATD）可提高ELISA和基于細胞的檢測方法對源自患者的單克隆NMDAR自身抗體的識別率。進一步，研究者選擇了10位NMDAR腦炎患者NMDAR滴度在1:100至1:1000的血清，以確定N1ATDN2BATD-CAAR這種能識別最多單克隆抗體的構建物是否同樣能被多克隆患者血清識別。除一名患者外，所有患者的血清都與N1ATDN2BATD-CAAR轉導的Jurkat細胞結合。總之，在測試的CAAR構建物中，發(fā)現N1ATDN2BATD-CAAR抗體識別范圍最大。

圖1. 人類腦炎自身抗體與 NMDAR-CAAR T 細胞結合

2. NMDAR-CAAR T細胞被人類自身抗體激活并分泌效應分子

接下來，研究者生成了表面表達單克隆抗NMDAR IgG抗體的細胞系模擬BCR，從而模擬NMDAR腦炎的致病性B細胞。為確定NMDAR-CAAR T細胞狀態(tài)，研究者利用慢病毒轉導，在健康供體原代T細胞中表達NMDAR-CAAR，并分別與表達高親和力、中親和力或陰性對照抗體的K562 003-102細胞共培養(yǎng)，發(fā)現NMDAR-CAAR T細胞被表達BCR的靶細胞和NMDAR反應抗體激活。

進一步，研究者研究激活的NMDAR-CAAR T細胞是否發(fā)揮效應。研究者在涂有人類單克隆抗體的平板上培養(yǎng)NMDAR-CAAR T細胞或與靶細胞一起培養(yǎng)NMDAR-CAAR T細胞，發(fā)現N1ATDN2BATD-CAAR T細胞與包被抗體培養(yǎng)后分泌IFNg和GrB，與表達相應BCR的細胞系孵育時也得到類似結果，而與K562細胞孵育不會產生IFNg和GrB，突顯了NMDAR-CAAR T細胞的特異性。

圖2. NMDAR-CAAR T 細胞的激活和效應功能

3. NMDAR-CAAR T 細胞在體外殺死靶細胞

進一步，研究者們研究了NMDAR-CAAR T細胞是否能殺死靶細胞，以及共培養(yǎng)后存活的靶細胞百分比。根據結合、活化、IFNg 和 GrB 釋放試驗，所有NMDAR-CAAR構建物都能以相似的劑量依賴性有效殺死K562 003-102細胞，其中，N1ATDN2BATD-CAAR是對低親和力和中親和力抗體最有效的構建物后，并證實它也能殺死表達其他高親和力BCRs197-016、197-073、197-085和197-128的K562 細胞。研究者們還發(fā)現NMDAR-CAAR T細胞對單克隆和多克隆靶細胞群均有效，與可溶性抗體一起孵育時功效也不會降低，即使在多克隆環(huán)境中也能保持高度特異性，而且不會影響健康供體的原代B細胞。

圖3. NMDAR-CAAR T 細胞在體外殺死靶細胞

4. NMDAR-CAAR T 細胞遇到靶細胞后會增殖

除了活化和細胞毒性，T細胞的增殖能力對其功能性和體內持久性至關重要。因此，研究者建立了與 K562 003-102靶細胞系的共培養(yǎng)實驗，通過熒光染料稀釋來評估NMDAR-CAAR T細胞的增殖潛力，發(fā)現與N1ATD-CAAR T 細胞相比，N1ECD-CAAR T細胞和N1ATDN2BATD-CAAR T細胞具有更強的體外增殖能力。

進一步，研究者考慮，與未轉導的T細胞相比，NMDAR-CAAR T細胞在CAAR強激活的環(huán)境中可能處于選擇性劣勢，這可能是由激活誘導的細胞死亡介導的。在這種情況下，NMDAR-CAAR T細胞的數量可能會在反復刺激后減少。為了探究這種可能性，研究者使用再挑戰(zhàn)試驗，探索轉導NMDAR-CAAR構建的T細胞比例是否會隨時間的推移而穩(wěn)定，發(fā)現以上三種CAAR構建物，培養(yǎng)液中轉導T細胞的比例都保持穩(wěn)定，這表明NMDAR-CAAR并不具有選擇性劣勢。

圖4. NMDAR-CAAR T 細胞遇到靶細胞后會增殖

5. NMDAR-CAAR T細胞可殺死體內靶細胞，且無治療誘導毒性跡象

根據此前的實驗，N1ATDN2BATD-CAAR提供了抗體識別廣度、細胞毒性和增殖能力的最佳組合能力。接下來，研究者在異種移植NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Sug/JicTac (NOG)的小鼠模型中測試了 N1ATDN2BATD-CAAR T細胞對Nalm6 003-102細胞的療效，發(fā)現N1ATDN2BATD-CAAR T 細胞可以殺死體內表達NMDAR自身抗體的靶細胞，而且沒有治療誘導毒性的跡象。

圖5. N1ATDN2BATD-CAART細胞在體內消除靶細胞，降低血清和大腦抗體水平

總結

總之，本研究介紹了三種不同的NMDAR-CAAR構建物的體外設計和評估，選出N1ATDN2BATD-CAART細胞作為最有希望的候選物，然后在小鼠模型中評估其體內療效和安全性。下一步在NMDAR腦炎患者中的臨床應用應包括根據監(jiān)管要求使用NMDAR-CAAR T細胞進行安全性評估。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.001

參考文獻

S Momsen Reincke, Niels von Wardenburg, Marie A Homeyer, Hans-Christian Kornau, Gregorio Spagni, Lucie Y Li, Jakob Kreye, Elisa Sánchez-Sendí, Sonja Blumenau, Dominik Stappert, Helena Radbruch, Anja E Hauser, Annette Künkele, Inan Edes, Dietmar Schmitz, Harald Prüss. Chimeric autoantibody receptor T cells deplete NMDA receptor-specific B cells. Cell. 2023 Oct 26:S0092-8674(23)01083-8.

編譯作者：sherry（brainnews創(chuàng)作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）






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