靶向HLA-G和CD70的亲和力优化双特异性CAR-T细胞用于治疗透明细胞肾细胞癌

Affinity-optimized bispecific CAR-T cells targeting HLA-G and CD70 for the treatment of clear cell renal cell carcinoma

作者信息Lianpan Su, Xiaodan Ma, Dawei Chen, Weiyi Wang, Weiliang Yang, Siwei Huang, Yuqian Pang, Shuzhen Chen, Limin Cheng, Chaochao Bian, Jianeng Zhang, Ziqian Fang, Xiaomin Zhang, Penghui Zhou
PMID42869577
发布时间2026-10-13
DOI10.1136/jitc-2026-015799

实验完整度

高

含公共数据库分析、171例患者样本IHC、多种细胞系体外功能验证及NOG小鼠异种移植模型体内验证

主要模型

786-O、Caki-1等肾癌细胞系及HEK293T、Jurkat细胞系 171例ccRCC患者肿瘤样本和61例癌旁正常组织 NOG小鼠皮下异质性肿瘤模型(HLA-G+与CD70+ 786-O细胞1:1混合)

重点核对

CAR-T细胞输注剂量:4×10⁶ CAR+或NT T细胞,尾静脉单次注射 异质性肿瘤模型:HLA-G+与CD70+ 786-O细胞1:1混合,每只小鼠皮下注射5×10⁶细胞 体外杀伤实验效靶比:0.25:1、0.5:1、1:1、2:1,共培养12小时 小鼠分组:每组n=6,于第14天随机分组 连接肽筛选:比较(G4S)2、218、(G4S)4、(EASAAK)2、LHL等连接肽对双特异性CAR功能的影响

摘要

背景:透明细胞肾细胞癌(ccRCC)的治疗选择有限。近期临床试验显示嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法治疗ccRCC有效。然而,靶抗原的异质性表达驱动免疫逃逸并损害疗效。共同靶向两种肿瘤相关抗原的双特异性CAR可能克服这一局限。方法:使用公共RNA测序数据库和患者样本的免疫组织化学分析正常和癌组织中人类白细胞抗原-G(HLA-G)和CD70的表达。利用HLA-G的天然受体人抑制性受体Ig样转录本4(ILT4)构建HLA-G CAR。通过基于结构的合理设计提高ILT4与HLA-G的结合亲和力。然后将CD70纳米抗体序列整合到HLA-G CAR中,生成HLA-G/CD70双特异性CAR,同时加入靶向CD70的短发夹RNA(shRNA)以防止CAR-T细胞自相残杀。比较两个抗原结合结构域之间的一组连接肽以优化CAR信号,并在异质性肿瘤模型中体外和体内评估先导候选物。结果:HLA-G和CD70被确定为理想的雙特异性CAR-T靶点,以克服ccRCC的异质性。获得了一种与HLA-G结合亲和力增强的ILT4突变体(Mut-5)。源自该高亲和力ILT4突变体的HLA-G CAR引发增强的抗原特异性细胞毒性。随后通过优化(G4S)2连接肽将亲和力优化的ILT4突变体与CD70纳米抗体连接,开发了HLA-G/CD70双特异性CAR。为避免由CD70表达介导的双特异性CAR-T细胞自相残杀,我们将CD70 shRNA整合到载体中。双特异性CAR分别对两种抗原显示特异性细胞毒性,并对双阳性肿瘤细胞介导高抗肿瘤活性。双特异性CAR-T细胞在体内有效抑制异质性肿瘤生长,与单靶点CAR-T细胞相比表现出较少的耗竭。结论:我们建立了一种亲和力优化的HLA-G/CD70双特异性CAR,作为克服ccRCC中抗原异质性介导的耐药和免疫逃逸的有前景的策略。

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
能否通过构建靶向HLA-G和CD70的双特异性CAR-T细胞克服ccRCC中抗原异质性介导的免疫逃逸并增强抗肿瘤疗效?
核心机制
基于亲和力优化的ILT4突变体(Mut-5)和CD70纳米抗体通过(G4S)2连接肽构建的双特异性CAR,可同时识别HLA-G和CD70,介导对异质性肿瘤细胞的双重杀伤,并减少CAR-T细胞耗竭。
主要证据
体外杀伤实验显示双特异性CAR-T对HLA-G+、CD70+及双阳性786-O细胞均有细胞毒性;在NOG小鼠异质性肿瘤模型中,双特异性CAR-T显著抑制肿瘤生长、增加瘤内浸润和外周血持续存在,并降低耗竭标志物表达。
研究意义
该双特异性CAR策略可覆盖高达75%的ccRCC患者,克服抗原异质性介导的免疫逃逸,并可能应用于其他HLA-G/CD70共表达的实体瘤。

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

靶点表达与异质性分析

评估HLA-G和CD70作为ccRCC双特异性CAR-T靶点的可行性和安全性

利用TCGA和HPA RNA-seq数据库分析候选抗原表达,并对171例ccRCC患者样本和61例癌旁正常组织进行免疫组织化学染色;利用单细胞RNA测序和IHC分析肿瘤内异质性。

2

天然受体来源HLA-G CAR的构建与功能比较

比较ILT2、ILT4和KIR2DL4来源的HLA-G CAR的抗肿瘤功能

构建含CD8α铰链/跨膜区、CD28共刺激域和CD3ζ信号域的第二代CAR,通过P2A连接mThy1.1报告基因;在HLA-G过表达786-O和Caki-1细胞中检测细胞毒性、增殖、脱颗粒和细胞因子分泌。

3

ILT4结构导向亲和力成熟

提高ILT4与HLA-G的结合亲和力以增强CAR-T抗肿瘤功能

基于ILT4/HLA-G复合物晶体结构(PDB ID: 2DYP)对结合界面关键残基进行两轮饱和突变,构建23个突变体CAR,筛选增强细胞毒性的突变体;纯化ILT4-Fc和Mut-5-Fc蛋白,通过流式细胞术测定结合亲和力;进行重复抗原刺激实验。

4

CD70纳米抗体CAR的构建及自相残杀抑制

构建CD70特异性CAR并防止CD70表达介导的T细胞自相残杀

使用抗CD70纳米抗体VHH序列构建CAR,并在载体中引入U6启动子驱动的CD70 shRNA;检测T细胞扩增、凋亡及对CD70敲除靶细胞的细胞毒性。

5

双特异性CAR连接肽筛选与体外功能验证

筛选最优连接肽以保持双特异性CAR对两种抗原的功能

构建含不同连接肽的双特异性CAR,在DN、HLA-G+、CD70+及双阳性786-O细胞中检测细胞毒性;在HLA-G+与CD70+细胞1:1混合的异质性模型中评估杀伤和重复刺激后的增殖。

6

体内抗肿瘤效果评估

评估双特异性CAR-T细胞对异质性肿瘤的体内疗效和安全性

在NOG小鼠皮下接种HLA-G+与CD70+ 786-O细胞1:1混合物,14天后尾静脉单次注射CAR-T或NT T细胞,监测肿瘤体积和体重,终点分析瘤内浸润T细胞、外周血CAR-T持续性和耗竭标志物。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基----
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Invitrogen--
CD3/CD28磁珠GenScriptL00899-1
聚凝胺Sigma-AldrichH9268
抗HLA-G单克隆抗体Abcamab52455
抗CD70单克隆抗体CST69209
通用二抗ZSGB-BioPV-6000-18
DAB底物试剂盒ZSGB-BioZLI-9017
细胞固定/透化试剂盒BD Biosciences554714
抗CD45-APC/Cy7抗体BioLegend368516
抗CD45-APC抗体BioLegend304012
抗CD3-APC/Cy7抗体BioLegend300318
抗CD4-BV605抗体BioLegend300556
抗CD8-PE/Cy7抗体BioLegend344750
抗CD8-Percp/cy5.5抗体BioLegend344710
抗CD25-FITC抗体BioLegend302604
抗CD69-APC抗体BioLegend310910
抗IFN-γ-PE抗体BioLegend502508
抗颗粒酶B-FITC抗体BioLegend372206
抗CCR7-PE/Cy7抗体BioLegend353226
抗CD45RA-PE抗体BioLegend304108
抗CD107a-PE抗体BioLegend328608
抗PD-1-PE抗体BioLegend379210
抗TIM-3-FITC抗体BioLegend345022
抗小鼠Thy1.1-Pacific Blue抗体BioLegend202522
抗小鼠Thy1.1-FITC抗体BioLegend109008
Annexin V APCBioLegend640920
抗CD70-PE/Cy7抗体BioLegend355112
抗HLA-G-APC抗体BioLegend335910
抗人IgG Fc-APC抗体BioLegend410712
抗HLA-A, B, C-PE/Cy7抗体BioLegend311430
荧光素酶检测系统PromegaE4030
莫能菌素BioLegend420701
布雷菲德菌素AMCEHY-16592-100mg
CellTrace Violet细胞增殖试剂盒Thermo FisherC34571
IV型胶原酶Invitrogen17104019
DNase IRoche11284932001

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
CAR-T细胞制备
PBMC来源、CD3/CD28磁珠激活时间24小时、IL-2浓度100 IU/mL、感染复数10、polybrene浓度8 µg/mL
阅读提示:Methods中Lentiviral preparation, transduction, and expansion of human T cells小节
体外细胞毒性实验
靶细胞类型及抗原表达、效靶比(0.25:1至2:1)、共培养时间12小时、荧光素酶检测系统
阅读提示:Methods中Luciferase-based cytolysis assay小节及图2、图6图注
体内异质性肿瘤模型
小鼠品系NOG、周龄5–8周、肿瘤细胞混合比例1:1、接种细胞总数5×10⁶、CAR-T输注剂量4×10⁶、分组n=6、观察终点第30天
阅读提示:Methods中Mouse xenograft models小节及图7图注
连接肽筛选
连接肽序列(见补充表S1)、各连接肽对HLA-G和CD70功能的影响、效靶比及共培养时间
阅读提示:Methods中Generation of CAR constructs小节及图6图注、补充表S1
ILT4亲和力成熟
突变位点、突变能量阈值(ΔΔG_mut <-2.5 kcal/mol)、突变体数量23、亲和力检测方法(流式细胞术、系列稀释蛋白)
阅读提示:Methods中Generation and binding assay of recombinant ILT4-Fc protein小节及图3、图4图注