基于猿猴逆转录病毒2型包膜蛋白的新型假型逆转录病毒载体用于高效生产CAR免疫细胞

《Nature Communications》:Discovery of a novel envelope protein derived from simian retrovirus 2 for pseudotyping retroviral vectors used for production of CAR immune cells

【字体: 时间:2026年04月25日 来源:Nature Communications 15.7

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  为改进CAR-T/NK细胞制备效率,研究人员开发了一种基于猿猴逆转录病毒2型(SRV2)假型的逆转录病毒载体。研究发现,该SRV2 RV在T细胞和NK细胞中的基因转导效率优于RD114 RV和VSV-G LV,且能产生具有显著抗癌活性的免疫细胞。该研究为CAR免疫细胞的高效生产提供了新的工具平台。

  
在当今的肿瘤免疫治疗领域,基于嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor, CAR)的T细胞和自然杀伤(Natural Killer, NK)细胞疗法展现了令人振奋的潜力,为许多难治性癌症患者带来了新希望。然而,要将实验室的突破转化为病床旁的利器,一个关键而棘手的“瓶颈”横亘在科学家面前:如何高效、稳定地将承载着“战斗指令”的CAR基因递送到原代免疫细胞(特别是T细胞和NK细胞)中。这就像是要给一支精锐部队装备上最先进的智能武器,但输送武器的通道却效率低下、损耗巨大。目前,常用的病毒载体,如带有猫内源性逆转录病毒(RD114)包膜的假型逆转录病毒(RD114 RV),或带有水泡性口炎病毒G蛋白(VSV-G)假型的慢病毒(VSV-G LV),在转导某些免疫细胞,尤其是NK细胞时,效率往往不尽如人意,限制了治疗产品的产量和质量。因此,探索和开发新型、高效的病毒载体系统,是推动CAR免疫细胞疗法走向更广泛应用的核心挑战之一。
为了攻克这一难题,一项发表于《自然-通讯》(Nature Communications)的研究带来了一项创新突破。研究人员将目光投向了猿猴逆转录病毒(Simian Retrovirus, SRV),旨在发掘其包膜蛋白用于假型病毒载体的潜力,以构建出基因转导效率更高的新型工具,从而优化CAR免疫细胞的生产流程。本研究运用的关键技术方法包括:利用不同来源的SRV包膜蛋白(ENV)构建假型逆转录病毒和慢病毒载体;在体外评估这些载体对人原代T细胞和NK细胞的基因转导效率,并与RD114 RV、VSV-G LV等现有载体进行对比;利用绿色荧光蛋白(GFP)或CAR基因转导成功的免疫细胞,在体外和体内(小鼠异种移植瘤模型)系统评估其增殖能力、细胞因子分泌以及对肿瘤细胞的杀伤活性。
研究结果层层揭示了新型载体的优越特性。首先,在“筛选高效转导免疫细胞的SRV假型病毒”部分,研究人员测试了多种SRV包膜蛋白。结果发现,在所有测试的SRV假型中,只有基于猿猴逆转录病毒2型(SRV2)包膜的假型逆转录病毒(SRV2 RV)能够成功将基因转导至人原代T细胞和NK细胞中。与之形成鲜明对比的是,即便使用相同的SRV2包膜蛋白,当它被用来假型慢病毒(LV)载体时,却完全无法介导基因进入T细胞。这提示,高效的基因递送不仅取决于包膜蛋白本身,还与病毒载体的核心(逆转录病毒 vs. 慢病毒)特性密切相关。
随后,在“SRV2 RV在T细胞和NK细胞中展现出卓越的转导效率”部分,研究通过定量比较证实,无论是转导T细胞还是NK细胞,SRV2 RV的表现都显著优于传统的RD114 RV。更重要的是,在难以转导的NK细胞中,SRV2 RV的效率更是大幅超越常用的VSV-G LV。这表明SRV2 RV在攻克原代免疫细胞,尤其是NK细胞转导难题上具有独特优势。
那么,经此高效工具改造的免疫细胞,其“战斗力”如何呢?在“利用SRV2 RV生产的CAR-T和CAR-NK细胞具有强大的抗肿瘤活性”部分,研究人员用SRV2 RV分别制备了靶向特定肿瘤抗原的CAR-T细胞和CAR-NK细胞。体外实验显示,这些细胞能有效识别并杀伤表达相应抗原的肿瘤细胞,并分泌高水平的干扰素-γ(IFN-γ)等效应细胞因子。进一步的动物体内实验表明,与用RD114 RV制备的CAR-T细胞相比,用SRV2 RV制备的CAR-T细胞在荷瘤小鼠模型中展现了更强、更持久的肿瘤抑制效果,显著延长了小鼠的生存期。同样,用SRV2 RV制备的CAR-NK细胞也表现出了显著的体内抗肿瘤活性。
综上所述,本研究的结论明确而有力:研究人员成功发现并验证了源自猿猴逆转录病毒2型(SRV2)的包膜蛋白可用于构建一种新型的假型逆转录病毒载体(SRV2 RV)。该载体系统在人原代T细胞和NK细胞中实现了超越现有主流工具(RD114 RV和VSV-G LV)的高效基因转导。利用此平台生产的CAR-T和CAR-NK细胞,在体外和体内模型中均证明了其强大的抗肿瘤功能。这项研究的核心意义在于,它为解决CAR免疫细胞制造过程中的关键效率难题提供了一个高性能、有前景的新工具(SRV2 RV)。这项创新不仅有望提升CAR-T/NK细胞治疗产品的产量和质量,降低生产成本,也为未来开发更高效的基因和细胞治疗载体开辟了新的思路和方向,对推动整个肿瘤免疫治疗领域的发展具有重要的实际应用价值。
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