表达B7H3靶向BiTE的工程化溶瘤病毒增强抗肿瘤T细胞免疫应答

Engineered oncolytic virus expressing B7H3-targeting BiTE enhances antitumor T-cell immune response

作者信息Haoran Zhu, Wanrong Zhang, Qingguo Guo, Ruoyue Fan, Guangzuo Luo, Ying Liu
PMID39615894
发布时间2024-11-29
DOI10.1136/jitc-2024-009901

实验完整度

体外细胞共培养、体内人源化小鼠模型等多种证据层级,包含功能验证和机制验证。

主要模型

人源化免疫系统小鼠(M-NSG)移植瘤模型 B7H3阳性人胃癌细胞系MGC-803 B7H3阳性人胶质母细胞瘤细胞系U87 人外周血单个核细胞(PBMC)

重点核对

OAd-B7H3-BiTE感染复数(MOI):MGC-803和Raji细胞为0.5,U87细胞为5 共培养时间:48小时;增殖检测为4天 体内治疗剂量:1×10^8 pfu,共三次瘤内注射 M-NSG小鼠PBMC注射量:1×10^7细胞 肿瘤细胞接种量:2×10^6细胞

摘要

背景:双特异性T细胞衔接器(BiTE)是旨在刺激多克隆T细胞免疫的重组双特异性蛋白。近年来,泛癌抗原B7H3被认为是未来免疫治疗的有前景靶点。然而,针对B7H3的BiTE面临全身毒性的挑战。溶瘤病毒(OVs)代表了一类新的癌症免疫治疗药物,并可作为治疗基因局部递送的合适平台。在本研究中,我们设计了一种编码靶向人B7H3的BiTE的溶瘤腺病毒(OAd)。我们假设编码B7H3 BiTE的OVs将该分子持续递送至肿瘤部位,同时介导多克隆T细胞活化并将其重定向至肿瘤细胞。方法:通过将识别人B7H3的单链可变区片段(scFv)与识别人CD3的scFv连接,构建了靶向B7H3的BiTE。将B7H3 BiTE插入OAd中构建OAd-B7H3-BiTE。通过共培养B7H3+靶细胞和外周血单个核细胞检测OV递送的B7H3 BiTE的功能。使用人源化免疫系统小鼠模型评估体内治疗效果。结果:B7H3在大多数人类恶性肿瘤中高表达。OV递送的BiTE可与T细胞和靶细胞结合。我们观察到一系列反映OAd-B7H3-BiTE诱导的T细胞活化的现象,包括细胞聚集、细胞大小、活化标志物、细胞因子分泌和增殖。此外,T细胞活化与针对B7H3+肿瘤细胞的相应细胞毒性相对应。在体内,B7H3 BiTE在肿瘤中持续表达并增强抗肿瘤T细胞免疫应答。结论:使用OV局部表达B7H3 BiTE可以最大化BiTE的局部浓度,同时减少全身暴露。OV还为BiTE的功能提供了相对“热”的T细胞免疫环境。由于其能够激活多克隆T细胞,BiTE有潜力将病毒特异性T细胞重定向至肿瘤。我们的研究为开发B7H3-BiTE武装的OVs作为治疗B7H3阳性恶性肿瘤的治疗药物提供了新的机会。

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
通过溶瘤病毒局部递送B7H3靶向BiTE,能否在肿瘤部位持续表达并增强抗肿瘤T细胞免疫应答?
核心机制
BiTE通过连接B7H3+肿瘤细胞和CD3+ T细胞,以不依赖MHC的方式激活多克隆T细胞,促进T细胞活化、增殖和细胞毒性,同时可能阻断B7H3的免疫抑制功能。
主要证据
体外共培养实验显示T细胞活化标志物(CD69、CD107a)升高、细胞因子(IFN-γ、IL-2)分泌增加、T细胞增殖和细胞毒性增强;体内人源化小鼠模型显示肿瘤生长受抑、T细胞浸润和活化增加、免疫检查点分子(Tim-3、PD-1)表达下降。
研究意义
本研究首次报道用OV递送B7H3 BiTE以减少全身暴露并增加肿瘤部位BiTE浓度,为B7H3阳性恶性肿瘤的治疗提供了新的治疗选择,并可与免疫检查点抑制剂等联合应用。

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

构建和表征重组溶瘤腺病毒OAd-B7H3-BiTE

验证BiTE基因的插入不影响病毒的溶瘤和复制能力,并检测BiTE的分泌。

构建含B7H3 BiTE表达框的OAd,感染HEK293细胞,通过CCK-8检测细胞活力、qPCR检测E1a基因复制、Western blot检测分泌的BiTE。

2

检测OV递送的BiTE与T细胞和靶细胞的结合

验证B7H3 BiTE能够同时结合B7H3+肿瘤细胞和CD3+ T细胞,并介导细胞间连接。

将OAd-B7H3-BiTE感染HEK293细胞的上清与肿瘤细胞或PBMC共孵育,通过流式检测结合;进行竞争实验和细胞桥接实验。

3

体外评估T细胞活化

验证OV递送的BiTE在靶细胞存在下能诱导多克隆T细胞活化。

将PBMC与肿瘤细胞共培养,加入OAd或OAd-B7H3-BiTE上清,通过流式检测活化标志物、ELISA检测细胞因子、CFSE稀释检测增殖。

4

体外评估T细胞细胞毒性

验证OV递送的BiTE介导的T细胞活化能转化为对B7H3+肿瘤细胞的杀伤。

靶细胞经CFSE标记后感染OAd或OAd-B7H3-BiTE,与PBMC共培养,通过流式检测靶细胞死亡率。

5

体内评估治疗效果和机制

验证OAd-B7H3-BiTE在体内的抗肿瘤效果及其对T细胞浸润和活化的影响。

使用M-NSG小鼠接种MGC-803肿瘤并移植人PBMC,瘤内注射PBS、OAd或OAd-B7H3-BiTE,监测肿瘤体积和体重,结束后分析肿瘤和脾脏的T细胞表型,并用RT-qPCR检测病毒和BiTE表达。

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
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清DearyTech--
青霉素-链霉素Biosharp--
B7H3单克隆抗体Proteintech66481-1-Ig
HRP标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)ServicebioGB23301
透析卡Thermo66380
细胞计数试剂盒-8NCM BiotechC6005
TIANamp基因组DNA提取试剂盒TIANGENDP304
抗抗CD3-scFv抗体Zoonbio Biotechnologysynthesized
HRP标记的AffiniPure山羊抗兔IgG(H+L)ProteintechSA00001-2
PBMC分离液试剂盒SolarbioP8680
胶原酶IVAbsinabs47048003
脱氧核糖核酸酶INew England BiolabsM0303S
Hank's缓冲液Absinabs9258
70 μm细胞过滤器Absinabs7232
PercollAbsinabs9102
红细胞裂解液Absinabs9241
Zombie NIR可固定活力试剂盒BioLegend423105
Pacific Blue抗人CD45BioLegend304022
Brilliant Violet 605抗人CD3BioLegend317321
FITC抗人CD4BioLegend300506
PE-Cy7抗人CD4BioLegend300511
PerCP/Cyanine5.5抗人CD8BioLegend344710
PE抗人CD8aBioLegend300908
PE抗人CD366(Tim-3)BioLegend345005
PE抗人CD107aBioLegend328608
APC抗人CD69BioLegend310910
PE-Cy7抗人CD69BioLegend310911
PE抗人B7H3BioLegend351003
PE驴抗兔IgG抗体BioLegend406421
PE小鼠IgG1κ同型对照抗体BioLegend400111
Brilliant Violet 605小鼠IgG2aκ同型对照抗体BioLegend400269
纯化兔多克隆同型对照抗体BioLegend910801
CFSE细胞分裂示踪试剂盒BioLegend423801
人Fc阻断剂BD Biosciences564219
APC PD-1BD Biosciences558694
Super Bright 600 CD3eBioscience-Thermo Fisher Scientific63-0037-42
BD FACSymphony A1流式细胞仪BD Biosciences--
人IL-2 ELISA试剂盒AbbkineKTE6014
人IFN-γ ELISA试剂盒AbbkineKTE6011
M-NSG小鼠Shanghai Model Organisms CenterNM-NSG-001
TRIzol试剂TIANGENTG-DP424
HiScript III逆转录预混液VazymeR323
Universal Blue qPCR SYBR Green预混液YEASEN11184ES08
LightCycler 480仪器IIRoche--
H&E恒定染色试剂盒ServicebioG1076

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
细胞培养
细胞系来源、培养基(DMEM或RPMI 1640)、血清和抗生素浓度、培养环境(37°C、5% CO2)
阅读提示:Methods中的Cell culture部分
病毒感染
MOI值(MGC-803和Raji为0.5,U87为5)、感染时间(48小时或24小时)
阅读提示:Methods中的Viral oncolysis and replication assay和Co-culture assays部分
共培养实验
靶细胞和PBMC的比例(1:10)、上清稀释度(1:3000或1:30)、培养时间(48小时或4天)
阅读提示:Methods中的Co-culture assays部分
动物实验
小鼠品系(M-NSG)、周龄、性别、PBMC数量(1×10^7)、肿瘤细胞数量(2×10^6)、治疗剂量(1×10^8 pfu)、治疗次数(3次)、肿瘤体积计算方式
阅读提示:Methods中的Animal experiments部分