[发明专利]一种光诱导二聚体型嵌合抗原受体

说明书

本发明公开了一种具有光诱导二聚体型嵌合抗原受体，包括两个单体，第一单体依次包括信号肽、胞外抗原结合区、细胞外铰链区、跨膜区、共刺激信号传导区以及光控元件和聚合元件1功能结构域，第二单体依次包括信号肽、胞外亲和区、跨膜区、共刺激信号传导区、聚合元件2和T细胞信号传导区功能结构域。本发明所述光诱导二聚体型嵌和抗原受体用于介导T细胞的免疫应答，该二聚体的任意单体在不耦合时，均无活性作用，可通过受到蓝光照射与否来调控该嵌和抗原受体二聚体的聚合和解聚。

技术领域

本发明涉及生物医学转化领域，尤其涉及一种光诱导二聚体型嵌合抗原受体及其编码基因与应用。

背景技术

癌症作为公共健康问题，其发病率和死亡率逐年攀升，癌症已经成为最主要的死亡原因之一。过继性免疫疗法是在传统手术治疗、放射疗法和化学疗法之外，以提高人体对肿瘤的免疫效应的重要治疗方案。过继性细胞免疫治疗（adoptive cellularimmunotherapy，ACI）是指将体外激活的自体或异体免疫细胞输注给患者，以杀伤患者体内的肿瘤细胞，是目前治疗恶性肿瘤的最有前景的手段之一，已在多种实体瘤和血液肿瘤的临床治疗中取得较好疗效。其中，嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）T细胞治疗法是近年来发展非常迅速的一种新的细胞免疫治疗技术，通过基因工程技术修饰效应T细胞，克服肿瘤局部免疫抑制微环境和宿主免疫耐受状态，提高了抗肿瘤的靶向性、杀伤性和持久性。

CAR结构由胞外抗原结合区、跨膜结构区和胞内信号转导区组成。胞外抗原结合区主要是抗原特异性单克隆抗体单链的重链（VL）和轻链（VH）的可变区组成，二者以铰链区连接形成单链抗体（single chain fragment varible，scFv）。CAR将识别肿瘤抗原的scFv和胞内信号域“免疫受体酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activationmotifs，ITAM）”在体外进行基因重组，通过基因转染技术修饰患者的T淋巴细胞，使患者T淋巴细胞表达肿瘤抗原受体，经过纯化和大规模扩增修饰后的T淋巴细胞，称为嵌合抗原受体修饰的T淋巴细胞（CAR-T）。

CAR技术临床上在血液系统肿瘤甚至实体瘤的治疗上取得了显著成绩，目前已经发展到第三代。第一代CAR由单链抗体通过跨膜结构区域与胞内信号传导区（ITAM）相连，ITAM通常为CD3ζ或FcεRIγ；第二代CAR的胞内信号传导区引入了共刺激分子（costimulatory molecule，CM），主要为CD28分子和4-1BB分子（CD137）；第三代CAR引入了双共刺激分子（CM1和CM2），主要为CD28分子加上CD134或CD137等。第一代CAR-T淋巴细胞研究较多，但是大多数试验在细胞扩增、体外存活时间、细胞因子分泌等方面还存在不足，没有达到预期的临床效果。研究表明，T淋巴细胞的完全活化有赖于双信号和细胞因子的作用。其中第一信号为特异性信号，由TCR识别抗原递呈细胞表面的抗原肽-MHC复合物所启动；第二信号为协同刺激信号，通过CD28/B7等重要的共刺激分子，促进IL-2合成，并使T淋巴细胞充分活化及免于凋亡。即使T淋巴细胞与抗原接触，如果没有协同刺激信号，细胞难以发挥正常功能。相应的，仅含有CD3ζ序列的嵌合抗原受体，如果没有协同刺激信号，也难以高效激活CAR-T淋巴细胞。因此，依照T淋巴细胞活化的双信号学说，第二代和第三代CAR在嵌合抗原受体上加上如CD28、CD137等共刺激分子，以提高T淋巴细胞的细胞毒性、增殖活性，维持T淋巴细胞应答，延长T淋巴细胞存活时间等。研究证实第二代的CAR-T淋巴细胞在杀伤肿瘤活性和体内存活时间均优于第一代。目前，第三代CAR-T淋巴细胞临床应用还比较少，故其安全性和有效性是否就一定优于第二代CAR-T淋巴细胞，以及选择怎样的共刺激分子组合，还需要进一步观察。

虽然CAR-T靶向治疗肿瘤细胞是目前最有前景的癌症治疗方案之一，但是，当太多的信号转导达到阈值后，强烈引发的体内免疫应答可能会产生“细胞因子风暴”等重症，甚至引发患者死亡。因此，增加CAR-T细胞的活性“开关”控制是解决CAR-T毒性问题的重要内容，为CAR-T在临床的推广应用具有重要意义。