心髒發生(shēng)損傷時(shí)，成纖維細胞就會(huì)活化，分泌基質和(hé)膠原蛋白分泌合成減少(shǎo)，從而導緻心肌僵硬脆弱，最終形成心髒纖維化。心髒纖維化程度，是心血管疾病嚴重與否的重要指标之一【1,2】。但(dàn)是，時(shí)至今日，仍沒有(yǒu)有(yǒu)效的針對心髒纖維化的治療手段問世【3】。
近些(xiē)年來(lái)，通(tōng)過改造T細胞受體(tǐ)的CAR T細胞療法在惡性腫瘤治療方面取得(de)了顯著的成果【4,5】，這些(xiē)改造後的T細胞可(kě)以有(yǒu)效的殺傷腫瘤細胞，并且，美國食品和(hé)藥物管理(lǐ)局已經批準其作(zuò)為(wèi)某些(xiē)白血病和(hé)淋巴瘤的治療手段應用于臨床【6,7】。但(dàn)是，這些(xiē)改造過的T細胞，是否可(kě)以靶向非腫瘤細胞，治愈其它類型的疾病呢？
2019年9月12日，來(lái)自賓夕法尼亞大(dà)學的Jonathan A Epstein團隊在Nature雜志(zhì)上(shàng)發表題為(wèi)Targeting cardiac fibrosiswith engineered T cells的文章，利用小(xiǎo)鼠心髒疾病模型，确定了通(tōng)過基因改造的T細胞，可(kě)以有(yǒu)效的靶向活化的心髒成纖維細胞。
首先，作(zuò)者采用心髒活化狀态的成纖維細胞（以Postn蛋白為(wèi)标志(zhì)）表面連有(yǒu)異體(tǐ)抗原OVA（ovalbumin peptide）的小(xiǎo)鼠，并通(tōng)過持續4周給小(xiǎo)鼠滴注血管緊張素／福林複合藥物（angiotensin II／phenylephrine，簡稱AngII／PE）誘導心髒纖維化疾病模型。與此同時(shí)，作(zuò)者在CD8+T細胞表面表達了特異針對OVA的受體(tǐ)（CD8+OT-I T cell），并在給藥1周後，将這些(xiē)T細胞轉輸至小(xiǎo)鼠體(tǐ)內(nèi)。給藥4周後（轉輸細胞3周後），作(zuò)者發現，對照小(xiǎo)鼠心髒産生(shēng)了明(míng)顯的纖維化，而轉輸T細胞的小(xiǎo)鼠心髒纖維化程度要輕的多(duō)。這些(xiē)結果表示，利用改造的T細胞靶向活化的成纖維細胞，從而減緩心髒纖維化水(shuǐ)平，這在技(jì)術(shù)上(shàng)完全可(kě)行(xíng)。
接下來(lái)，作(zuò)者力圖發現和(hé)定義新的表達于活化的成纖維細胞，而不表達在靜息狀态的成纖維細胞，或者是其它體(tǐ)細胞的心髒纖維化标志(zhì)分子。作(zuò)者采集了進行(xíng)心髒移植手術(shù)（包括供體(tǐ)和(hé)受體(tǐ)）的238位志(zhì)願者左心室組織樣本。通(tōng)過RNA測序技(jì)術(shù)，作(zuò)者發現了一系列心髒病人(rén)中成纖維細胞中特異性高(gāo)表達的分子，其中，成纖維細胞活化蛋白（fibroblast activation protein，簡稱FAP）的表達量增長最為(wèi)劇(jù)烈。根據之前的報道(dào)，FAP是一種表達于胚胎發育時(shí)期，或者是纖維組織和(hé)腫瘤病竈處的位于細胞表面的糖蛋白，但(dàn)是，其表達量一般處于極低(dī)水(shuǐ)平【8，9】。作(zuò)者發現，FAP高(gāo)表達于心髒病人(rén)左心室的成纖維細胞中，并不表達于心肌細胞之中，并且在健康人(rén)群的心髒中也基本上(shàng)不表達。所以說，FAP是天然優良的靶向活化的成纖維細胞，也就是心髒纖維化病變的靶标分子。
最後，作(zuò)者驗證以FAP為(wèi)靶标的CAR-T細胞療法是否可(kě)以有(yǒu)效治愈和(hé)緩解心髒纖維化。作(zuò)者仍然采用AngII／PE所誘導的小(xiǎo)鼠心髒病模型，并且，在給藥一周和(hé)兩周時(shí)，轉輸入改造好的FAP-CAR-T細胞。作(zuò)者發現，轉輸1天後，即可(kě)發現T細胞進入心髒，與心髒活化的成纖維細胞共定位。給藥4周後，與對照組相比，轉輸細胞組的心髒成纖維化明(míng)顯減輕，并且，其心髒功能也有(yǒu)所恢複。
與此同時(shí)，作(zuò)者還(hái)檢測了此FAP-CAR-T療法是否具有(yǒu)一定程度的副作(zuò)用。作(zuò)者發現，FAP-CAR-T細胞基本上(shàng)不會(huì)靶向機體(tǐ)其它正常細胞，也不會(huì)引起炎性因子，比如IL-1和(hé)IL-6水(shuǐ)平的升高(gāo)。通(tōng)過對心髒組織進行(xíng)RNA測序，發現炎症相關的基因标志(zhì)變化不大(dà)，表示很(hěn)可(kě)能隻有(yǒu)極輕微的免疫和(hé)炎症反應。最後，通(tōng)過組織學染色分析，發現心髒并沒有(yǒu)免疫細胞的募集和(hé)浸潤。以上(shàng)這些(xiē)結果都說明(míng)，FAP-CAR-T細胞療法治療目前并沒有(yǒu)發現值得(de)注意的毒副作(zuò)用。
這是一份具有(yǒu)劃時(shí)代意義的工作(zuò)，作(zuò)者創造性地将腫瘤治療領域的CAR-T細胞療法應用于心髒病的治療緩解之中，定義了心髒纖維化的标志(zhì)分子，特異高(gāo)表達于活化成纖維細胞的FAP，并構建了以此為(wèi)靶點的FAP-CAR-T細胞。将這些(xiē)細胞轉輸回心髒病小(xiǎo)鼠中，取得(de)了良好的治療效果，且毒副作(zuò)用較小(xiǎo)。
這份工作(zuò)一經問世就得(de)到了廣泛的關注。賓夕法尼亞大(dà)學第一時(shí)間(jiān)報道(dào)了這項工作(zuò)。本文的通(tōng)訊作(zuò)者Epstein博士認為(wèi)，雖然将這份工作(zuò)應用于臨床仍然有(yǒu)很(hěn)長的路要走，但(dàn)其确是細胞療法治療和(hé)緩解心髒病最為(wèi)關鍵的一步。
原文鏈接https://doi.org/10.1038/s41586-019-1546-z
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