Science封面报道：注射mRNA直接生成CAR-T 有效修复心脏功能

文章来源：医药魔方Pro

作者： 曼话

自2017年首款CAR-T疗法上市以来，全球已有5款CD19 CAR-T和1款BCMA CAR-T疗法获批，累计适应证包括急性淋巴细胞白血病、弥漫性大B细胞淋巴瘤、原发纵隔B细胞淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤和多发性骨髓瘤。

在CAR-T治疗恶性血液肿瘤取得革命性进展的同时，科学家和药物研发人员也在积极探索这类免疫细胞疗法其他的治疗潜能，包括治疗实体瘤，以及其他疾病，如自身免疫性疾病、HIV感染等。

1月6日，宾夕法尼亚大学Perelman医学院的科学家们在Science杂志以封面论文的形式发布了CAR-T治疗心脏损伤的突破成果。研究显示，通过注射包含mRNA的CD5靶向脂质纳米颗粒（LNP），能够在体内完整地产生治疗性CAR-T细胞。对心脏疾病小鼠模型的分析表明，这种创新的治疗方法能够成功减少纤维化以及恢复心脏功能。

这项成果不仅代表了CAR-T适应证拓展方面的重要突破，更是体内CAR-T疗法领域的一项里程碑进展。研究者们认为，利用修饰的mRNA在体内直接产生CAR-T细胞可能有广泛的治疗应用。

心力衰竭在一定程度上由活化的心脏成纤维细胞引起，这类细胞通过长期过量产生使心脏肌肉变硬，损害心脏功能的纤维物质（这一过程即心脏纤维化），来响应心脏损伤和炎症。因此，科学家们设想，能否设计一种CAR-T细胞来攻击活化的心脏成纤维细胞。

目前上市以及在研的CAR-T疗法大多数是指从患者体内分离出T细胞，然后在体外对T细胞进行改造，使其表达能够识别癌细胞表面抗原（如CD19、BCMA）的嵌合抗原受体（CAR），接着再将CAR-T细胞进行扩增，最后回输到患者体内，发挥消灭癌细胞的作用。

然而，与抗癌相比，利用这种传统的CAR-T细胞疗法来治疗人类心脏衰竭或其他纤维化疾病面临着独特的挑战。因为，成纤维细胞本身在体内也具有正常而重要的功能，特别是在伤口愈合方面。由于传统CAR-T细胞输注到患者体内后可以存活数月甚至数年，因此会持续抑制成纤维细胞的数量，损害伤口愈合（在癌症治疗中，CAR-T长期存在是一种优势，因为它们提供了持久的疗效）。也就是说，如果患者在接受传统CAR-T治疗后受伤， CAR-T细胞的长期存在可能会带来安全风险。

LNP携带编码FAP靶向CAR的mRNA，被注射到小鼠中后将mRNA递送到T细胞中，导致瞬时FAP靶向 CAR表达。研究证实，FAP靶向CAR-T细胞能够清除激活的成纤维细胞，改善高血压心脏损伤小鼠模型心脏纤维化。（来源：GRAPHIC: A. MASTIN/SCIENCE）

为了解决这一问题，在这项新研究中，科学家们设计了一种更暂时、更可控、程序更简单的CAR-T细胞治疗技术。具体来说，他们设计了一款mRNA，该mRNA编码可与表达在成纤维细胞表面的成纤维细胞活化蛋白（FAP）结合的CAR；之后，他们将mRNA封装在微小的气泡样脂质纳米颗粒(LNP)中，而LNP的表面又覆盖着可以靶向T细胞的分子——靶向CD5的抗体（CD5天然地由T细胞和一小部分B细胞表达，并不是T细胞效应功能所必需的）。

CD5靶向LNPs在体内产生基于mRNA的FAP CAR-T细胞（来源：Science）

将封装后的mRNA分子注射到小鼠体内后，mRNA分子被T细胞吸收，并作为成纤维细胞靶向受体的模板，有效地重编程了T细胞（产生了靶向FAP的CAR-T细胞），使其能够攻击激活的成纤维细胞。这种技术的一个关键进步是，mRNA不能整合到T细胞DNA中，只能在T细胞内存活几天，之后T细胞恢复正常，不再攻击成纤维细胞。

更重要的是，科学家们发现，尽管mRNA存在时间很短，但在模拟心力衰竭的小鼠中注射这种mRNA成功地重编程了大量的小鼠T细胞，使得小鼠心脏纤维化显著减少，大部分心脏功能恢复。此外，治疗一周后，没有证据表明小鼠体内仍有抗成纤维细胞（anti-fibroblast）T细胞活性（LNP注射24小时后，小鼠体内检测到抗 FAP CAR-T；注射后7天内，这些CAR-T下降到无法检测的水平）。

体内产生瞬时FAP CAR-T细胞可以改善损伤后的心脏功能（来源：Science）

据悉，研究人员正在继续测试这种基于mRNA的瞬时CAR-T细胞技术，希望最终能开始临床试验。

研究者们还表示，瞬时表达CAR的能力显著提高了治疗的安全性。

注：原文有删减

参考资料：

[1] JOEL G. RURIK et al. CAR T cells produced in vivo to treat cardiac injury. Science(2022).

[2] Vaccine-like mRNA injection can be used to make CAR T cells in the body(来源：Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)

[3] mRNA shot spawns CAR-T cells in the body to repair heart disease damage(来源：FierceBiotech)

[4] T cells to fix a broken heart(来源：Science)