装载抗GD2双特异性抗体的T细胞具有强效抗肿瘤作用

Potent antitumor effect of T cells armed with anti-GD2 bispecific antibody

作者信息Miho Nakajima, Hong-Fen Guo, Sayed Shahabuddin Hoseini, Maya Suzuki, Hong Xu, Nai-Kong V Cheung
PMID33844437
发布时间2021-07
DOI10.1002/pbc.28971

实验完整度

高

包含体外细胞毒性实验、体内异种移植模型、PDX模型、TILs分析及免疫组化验证,并进行了剂量依赖性研究,具有多层次验证。

主要模型

M14黑色素瘤细胞系 IMR32神经母细胞瘤细胞系 Piro20-lung神经母细胞瘤PDX模型 BRG小鼠异种移植模型

重点核对

T细胞活化使用CD3/CD28磁珠扩增8天 装载hu3F8-BsAb浓度:0.05, 0.5, 5 μg/106 T细胞 体外细胞毒性检测采用4小时51Cr释放实验 体内实验使用5只/组,共6次治疗 肿瘤浸润T细胞通过FACS和免疫组化分析

摘要

背景:使用IgG(L)-scFv形式的人源化3F8双特异性抗体(hu3F8-BsAb),其中抗CD3的huOKT3 scFv与人源化3F8轻链的羧基端融合,对GD2(+)肿瘤具有强效的抗肿瘤细胞毒性。为了克服癌症患者中T细胞数量和功能的不足,可以在体外活化并扩增T细胞,然后装载hu3F8-BsAb用于过继转移,这可能减少直接给予BsAb产生的毒副作用。方法:从正常志愿者中分离T细胞,使用CD3/CD28磁珠体外扩增并活化8天。收获活化T细胞(ATCs),与GMP级别的hu3F8-BsAb在室温下共孵育20分钟。在体外和体内评估装载抗体后的ATCs对人GD2(+)细胞系和BALB-Rag2−/−IL-2R-γc-KO(BRG)小鼠中PDX移植瘤的细胞毒性。结果:装载hu3F8-BsAb的ATCs在体外对GD2(+)肿瘤表现出强大的抗原特异性肿瘤细胞毒性。在体内,装载hu3F8-BsAb的T细胞对小鼠GD2(+)黑色素瘤和神经母细胞瘤移植瘤具有高度细胞毒性,伴有T细胞浸润,无明显副作用。每个T细胞仅需zeptomole(10−21)量的BsAb即可达到最大抗肿瘤效果。肿瘤反应是T细胞剂量的函数。结论:如果自体T细胞能够在体外被活化并扩增,装载BsAb的T细胞可能作为下一代细胞疗法,联合重组BsAb用于成人和儿童实体瘤的治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨装载抗GD2双特异性抗体的活化T细胞对GD2阳性肿瘤的体外和体内抗肿瘤效果是否依赖于表面BsAb的密度,并评估其治疗潜力。
核心机制
hu3F8-BsAb通过将T细胞的CD3与肿瘤细胞的GD2连接,不依赖MHC即重定向T细胞,使其特异性杀伤GD2+肿瘤。
主要证据
体外51Cr释放实验显示装载BsAb的T细胞高效裂解GD2+黑色素瘤细胞;体内异种移植模型(包括细胞系和PDX)中,装载BsAb的T细胞抑制肿瘤生长并延长生存期,伴随肿瘤内T细胞浸润。
研究意义
装载BsAb的T细胞可能成为下一代细胞疗法,适用于GD2阳性实体瘤,为CAR-T疗法提供一种简化、低成本的替代方案,并可能降低毒性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

T细胞体外活化与扩增

获得大量活化T细胞以用于装载双特异性抗体。

从健康供体外周血分离T细胞,用CD3/CD28磁珠活化,并在IL-2存在下扩增8天。

2

T细胞装载hu3F8-BsAb

将双特异性抗体装载到活化T细胞表面,以重定向其杀伤GD2阳性肿瘤细胞。

将活化T细胞与不同浓度的hu3F8-BsAb (0.05, 0.5, 5 μg/106 T细胞)在室温孵育20分钟,然后洗涤去除未结合抗体。

3

体外细胞毒性实验

评估装载BsAb的T细胞对GD2阳性肿瘤细胞系的特异性杀伤能力。

采用4小时51Cr释放实验,检测装载BsAb的T细胞对M14黑色素瘤细胞和IMR32神经母细胞瘤细胞的裂解率。

4

体内抗肿瘤实验

在异种移植小鼠模型中评估装载BsAb的T细胞的抗肿瘤效果和安全性。

在BRG免疫缺陷小鼠皮下接种肿瘤细胞或PDX,并静脉注射装载BsAb的T细胞,监测肿瘤体积和体重。

5

T细胞浸润分析

验证装载BsAb的T细胞是否能够浸润肿瘤组织,并参与抗肿瘤免疫反应。

在治疗后第36天,收获肿瘤组织,通过流式细胞术检测人CD45+细胞比例,通过免疫组化检测人CD3+细胞。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

细胞毒性检测
流式细胞术
免疫组化
动物实验

产品清单

实验环节名称品牌货号
CD3/CD28磁珠Invitrogen--
白细胞介素-2Prometheus Laboratories Inc.--
RPMI1640培养基Corning--
胎牛血清SIGMA--
抗生素Corning--
Ficoll-Hypaque密度梯度离心液Corning--
人Pan T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
人源化3F8双特异性抗体----
A1G4抗3F8独特型抗体(Alexa Fluor 647标记)Life Technologies Corporation--
CD3抗体BD Bioscience--
CD4抗体BD Bioscience--
CD8抗体BD Bioscience--
人CD45抗体Biolegend--
抗CD3抗体----
Matrigel基质胶BD Bioscience--
白细胞介素-2----
PowerPlex 1.2系统Promega--
支原体检测试剂盒Lonza--
M14细胞系UCLA--
IMR32细胞系ATCC--
MOLM13细胞系ATCC--
BRG小鼠Taconics--
Peira TM900成像设备PEIRA--
Discovery XT组织处理器Ventana Medical Systems--
BD LSRFortessa流式细胞仪BD Bioscience--
GraphPad Prism 8GraphPad Software--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
T细胞活化与扩增
T细胞来源、CD3/CD28磁珠使用量、IL-2浓度、扩增天数
阅读提示:Methods: T-cell activation
装载BsAb
BsAb浓度(0.05-5 μg/106 T细胞)、孵育时间(20分钟)、温度(室温)、洗涤次数
阅读提示:Methods: Arming procedures
体外细胞毒性实验
靶细胞种类、效应细胞与靶细胞比例、孵育时间、检测方法
阅读提示:Methods: Cell cytotoxicity (chromium-51 release assay)
体内实验
动物品系(BRG)、细胞接种量、T细胞剂量、治疗频率、IL-2剂量
阅读提示:Methods: Xenograft studies
肿瘤浸润分析
肿瘤收获时间(第36天)、单细胞制备方法、抗体克隆号
阅读提示:Methods: Flow cytometry analysis and Immunohistochemistry