单细胞测序--改善CAR T细胞免疫治疗性能

圣裘德儿童研究医院的科学家已经证明，在某些情况下，可以在治疗前预测癌症杀伤性嵌合抗原受体（CAR）T细胞的长期性能。该研究提供了一个独特的基于细胞测序的框架来测量和改善CAR T细胞免疫治疗性能。该报告今天发布于《Cancer Discovery》。

01 CAR T细胞疗法遇瓶颈

CAR T细胞工作途径是通过利用患者的免疫系统来识别和杀死癌细胞。免疫疗法已被证明可用于有效治疗白血病和淋巴瘤的儿童或成人患者，但随着时间的推移，这种疗法有时不会奏效。

利用实验室中的先进技术，圣裘德研究人员在用于治疗的CAR T细胞总数组中挑选出一小部分CAR T细胞，当输注给急性淋巴细胞白血病（ALL）儿童时，其表现出大部分持久的抗癌活性。

科学家们创建的方法学框架作为模板，通过提供这些复杂免疫疗法指南来改善其他CAR T细胞疗法。

输注前产物中的少数CAR阳性T细胞，实际上有助于患者的抗肿瘤反应。

在研究之前，研究人员假设在单一制剂中创建的大多数CAR T细胞都是相似的，癌症清除活性代表这些制备细胞的平均活性。

02 潜在成功的标志

科学家们在注射前的CAR T细胞中发现了一种独特的基因表达“特征”，这种细胞成为了效应T细胞，这种免疫细胞杀死了癌细胞。研究小组发现了三个基因，它们编码了在T细胞表面表达的蛋白质。携带表面蛋白特定组合的细胞成为效应T细胞;其他CAR T细胞变得功能失调。

研究人员在实验室中收集了CAR T细胞，然后将其给予患者（预输注）。研究人员后来从患者那里收集了血液样本，研究进行了数月后，他们能够使用单细胞RNA测序跟踪输注的CAR T细胞的命运。

03 一种用于识别CAR T细胞后代的条形码

研究人员的新方法将T细胞“条形码”与儿科癌症患者的单细胞基因表达测序相结合。这使他们能够遵循T细胞谱系。从患者身上采集的每个原始T细胞谱系都有一种独特的蛋白质，称为T细胞受体（TCR）。在患者中，活化的CAR T细胞在遇到癌细胞后会分裂和增殖。因此，来自具有相同TCR的患者的每个T细胞都来自相同的原始T细胞谱系，该谱系在输注前在实验室中进行了修饰。因此，TCR可以充当CAR T细胞特定谱系的条形码。

科学家们对输液前细胞和治疗后患者样本中的TCR进行了测序。使用机器学习，研究人员比较了单细胞测序的遗传转录本，看看细胞是否成为效应器。通过这种追踪，研究人员发现，一小部分输液前细胞，特别是那些具有前遗体特征的细胞，成为效应器并在患者中增殖。

裘德骨髓移植和细胞治疗系主席说，“它突出了团队科学的优点和单细胞技术与大数据分析相结合的前景从而用于开发有效的癌症细胞免疫疗法。

单细胞测序--改善CAR T细胞免疫治疗性能！