碱基编辑筛选技术在肿瘤免疫治疗T细胞研究中的应用

免疫细胞疗法，如T细胞转移治疗和CAR T细胞疗法，在某些疾病领域成为临床癌症治疗的重要工具。然而，大部分癌症患者无法从细胞疗法中获益，抗性可能是由于癌细胞内在变化（例如B2M丢失、抗原丢失或CD58丢失或下调）或在免疫抑制性肿瘤微环境中细胞产品的调控。本研究通过基础编辑筛选技术，生成了数千种在已知或潜在临床相关基因位点上的变体，探索了这些变体在T细胞生物标志上的影响，提出利用这些变体改善现有和未来的细胞癌症免疫疗法的可能性。

研究背景

该研究由Zachary H. Walsh、Parin Shah、Neeharika Kothapalli、Shivem B. Shah等人共同完成，他们来自不同的科研机构，具有深厚的科研背景和专业能力。本项研究发表在《Nature Biotechnology》，DOI为10.1038/s41587-024-02235-x，实现了在人类T细胞中大规模并行基础编辑筛选，揭示了可能影响抗肿瘤免疫标志物的多种变体。

研究流程

研究首先通过改造临床相关单核苷酸变异（SNVs）的方法，以实现基因编辑。随后，研究者设计了一个库（ClinVar library），包含8142个ABE sgRNA种类，旨在生成102个与主要T细胞功能相关的基因的变种。

通过采用多个筛选程序，研究人员确定了影响T细胞功能标志的变种，包括激活、短期和长期增殖以及细胞因子产生。

已知临床基因突变的泛化和研究中发现的新型变体POI（GOF）和LOF突变被发掘，尤其是在其中的一些关键基因，如PIK3CD和PIK3R1。此外，研究还标注了T细胞特异性的一系列其它重要基因，如LCK、SOS1、AKT1和RHOA。

研究发现

通过该筛选技术，研究者不仅鉴定出了对T细胞增殖和功能有影响的GOF和LOF变异，并且还揭示了承载这些变异的T细胞在与肿瘤细胞模型共同培养时表现出增强的信号传导、细胞因子产生和溶解肿瘤细胞的能力。实验证明，经过筛选得到的GOF变种能够增强营养素特异性信号传导、细胞因子产生以及白血病细胞杀伤力，即在某些已知对细胞疗法具有抵抗力的场景中也展现出增强的抗原特异性活性，如CD58失落。

研究结论与意义

该研究表明，精确的基础编辑筛选技术是鉴定和特征化可能改善现有和未来细胞癌症免疫疗法的突变的有效工具。经过优化的T细胞，装备上益处显著的变体，展现出增强的活化信号、细胞因子产生和对特定黑色素瘤和白血病模型的细胞毒活性。同时，T细胞的内在属性决定了抗肿瘤能力和临床成功率，筛选出的变体有望用于未来的细胞治疗的改良。

这项研究的方法和发现不仅潜在地推动了个体化癌症治疗的发展，还为深入了解并识别与临床免疫综合征相关的SNVs提供了新工具，此方法可能适用于重新分类之前描述的VUS，为更快地临床诊断和决策提供支持。