ST3GAL1

-01-引言在过去十年中，以免疫检查点抑制剂和细胞疗法为形式的癌症免疫治疗改善了许多患者的治疗和预后。尽管如此，大多数癌症仍然对目前批准的癌症免疫疗法具有耐药性。需要新的方法和合理的组合来克服这些阻力。最新的研究表明，肿瘤微环境中含唾液酸聚糖的唾液酸与肿瘤浸润免疫细胞上唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglec）受体之间的相互作用可能代表一个新的免疫检查点和癌症免疫治疗的潜在新靶点。-02-一、Siglec受体及信号通路Siglecs是一类与含唾液酸的聚糖结合的受体家族。大多数Siglec受体是抑制性的，目前发现 15 种人源和 9 种鼠源的Siglec 分子。Siglec受体可进一步分为序列保守的受体和与CD33相关的快速进化受体。Siglec-1、Siglec-2（CD22）、Siglec-4和Siglec-15属于保守家族；Siglec-3（CD33）、Siglec-5、Siglec-6、Sigleg-7、Siglec8、Siglec-9、Sigle-c-11、Siglec-XII、Siglec-14和Siglec-16属于快速演化的CD33相关Siglecs受体。根据细胞内信号结构域的不同，Siglec受体也可分为抑制型、激活型和非信号型。Siglec-11、Siglec-14和Siglec-15属于激活型Siglec受体，而Siglec-1和Siglec-4没有直接的免疫调节细胞内结构域。所有其他人类Siglec受体在本质上都是抑制性的。Siglec 家族属于一次穿膜的Ⅰ型膜蛋白， 在结构上具有非常典型和保守的结构特征， 其穿膜区由 2 ～17 个胞外 Ig 结构域组成，N 端由一个结合唾液酸的V-set Ig 结构域和一定数目的 C2-set Ig 结构域组成。抑制性Siglec受体细胞内含有免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）和免疫受体开关基序（ITSM）的结构域，可以通过SHP1和SHP2磷酸酶的参与调节细胞内信号。因此，抑制性Siglecs可以与PD-1/PD-L1类似的作用方式抑制免疫细胞激活。激活型Siglec受体具有带正电荷氨基酸的跨膜结构域，当CRD与唾液酸聚糖配体结合时，该跨膜结构区介导DAP12的招募，DAP12包含免疫受体酪氨酸基激活基序（ITAM），并可传递激活信号。-03- 二、癌症相关Siglec配体的表达许多研究报告了癌症和肿瘤微环境中唾液酸聚糖的表达变化，肿瘤细胞通常是高唾液酸化的，产生免疫细胞上抑制性Siglec受体的配体。例如，由于唾液酸转移酶ST3GAL1和ST3GAL4的过表达，胰腺导管腺癌（PDAC）肿瘤细胞显示出唾液酸化增加。PDAC细胞的唾液酸化被髓系细胞上的Siglec-7和Siglec-9识别，并使单核细胞向促瘤巨噬细胞极化。同样，Siglec-9配体的上调已在人类结直肠癌、前列腺癌、乳腺癌和非小细胞肺癌中得到证实。通过全基因组筛查，已确定唾液酸化CD43是Siglec-7的高度特异性配体，抑制NK细胞介导的K562白血病细胞杀伤。LGALS3BP已被证明是几种Siglecs（包括Siglec-9）的分泌型癌相关配体，可抑制中性粒细胞活化。CD24在许多癌症中过表达，并通过与Siglec-10在肿瘤相关巨噬细胞（TAM）上的相互作用，成为某些卵巢癌和乳腺癌中免疫逃避的主要机制。此外，可溶性CD52同样与T细胞上的Siglec-10结合，据报道在自身免疫性疾病中抑制T细胞。-04-三、Siglec受体对癌症免疫细胞的影响Siglec受体广泛表达于免疫系统的不同细胞上。已证明，不同免疫细胞上的唾液酸聚糖配体和Siglec受体之间的功能相关相互作用有助于在癌症背景下建立免疫抑制微环境。固有免疫细胞，特别是巨噬细胞，高表达几种不同的Siglec受体，包括Siglec-3、Siglec-5、Siglec-7、Siglec9、Siglec-10、Siglec/14和Siglec-15。最近证明，唾液酸聚糖对胰腺癌细胞的Siglec-7和Siglec-9结合可诱导促肿瘤巨噬细胞表型。。此外，已经表明，癌细胞上的唾液酸化CD24与TAM上的Siglec-10相互作用可以抑制吞噬作用。巨噬细胞上的Siglec-15也被证明可以抑制T细胞介导的抗肿瘤免疫。树突状细胞是抗肿瘤免疫反应的重要介质，与免疫治疗的成功密切相关。最近的研究进一步表明Siglec受体在经典树突状细胞（cDC）上的作用。已证明DC上的小鼠Siglec-G可以调节抗原处理；此外，小鼠体内的Siglec-E被证明参与了抗原摄取和向CD4+T细胞的递呈。在小鼠模型系统中，抗原的唾液酸化可通过Siglec-E诱导耐受性调节性T细胞。人单核细胞衍生树突状细胞上的唾液酸聚糖通过Siglec-7和Siglec-9抑制免疫细胞激活。唾液酸聚糖还可诱导DC和CD8+T细胞之间的高亲和力相互作用。NK细胞是重要的先天性淋巴细胞。几组研究表明，NK细胞上的Siglec-7和Siglec-9可与癌症相关唾液酸聚糖作用，参与抑制抗肿瘤免疫激活。将合成唾液酸聚糖插入肿瘤细胞的细胞膜能够剂量依赖性地抑制NK细胞介导的杀伤和脱颗粒。最近的工作进一步证明Siglec-7与多发性骨髓瘤细胞上的唾液酸化PSGL-1相互作用，能够抑制NK细胞介导的骨髓瘤细胞杀伤。此外，在肾癌细胞中，神经节苷脂Siglec-7配体的过表达抑制NK细胞活化；唾液酸化MUC16结合人Siglec-9并抑制卵巢癌中的NK细胞。除了影响髓系细胞和其他先天免疫细胞外，唾液酸聚糖-Siglec相互作用也影响癌症的适应性免疫系统。研究发现，Siglec-9在癌症患者血液和肿瘤浸润性T细胞中上调，其在肿瘤特异性耗竭的PD-1+T细胞上表达。肿瘤细胞上Siglec-9配体的减少显著诱导T细胞介导的效应器功能和肿瘤细胞杀伤。在T细胞急性激活后，Siglec-5和Siglec-10也被发现上调，并可能影响抗肿瘤免疫。总之，唾液酸聚糖与Siglec受体的相互作用已被证明通过诱导肿瘤相关巨噬细胞的促癌表型、抑制NK细胞和中性粒细胞活化、减少DC成熟和抗原提呈以及抑制T细胞反应，有助于免疫抑制肿瘤微环境。-05-四、针对唾液酸聚糖-Siglec的药物开发近几年以来，作为肿瘤抗原的Siglec受体一直是治疗癌症的重要靶点。Siglec-2（CD22）在许多B细胞恶性肿瘤中表达，抗体偶联药物（ADCs）已成功用于靶向肿瘤细胞，如inotuzumab ozogamicin治疗复发性急性淋巴细胞白血病。靶向Siglec-2和CD19的CAR-T细胞也被开发用来治疗复发性弥漫性大细胞B细胞淋巴瘤或急性淋巴细胞白血病患者。此外，靶向Siglec-3的ADC也在开发和测试当中。除了作为一种直接的肿瘤相关性抗原，Siglec受体及其唾液酸聚糖配体也可以作为靶向激活免疫细胞对抗肿瘤。Siglec受体可以被高亲和力抗体阻断，类似于PD-1/PD-L1和CTLA-4的免疫检查点抑制剂。阻断性抗体NC318以Siglec-15为靶点，目前正在进行一项对晚期非小细胞肺癌患者联合使用pembrolizumab的临床研究（NCT04699123）。Siglec-7和Siglec-9是提高NK细胞抗肿瘤活性的潜在靶点，一项使用Siglec-7和-9阻断性抗体的临床前研究证明了在小鼠模型中的抗肿瘤功效，阻断抑制性Siglec受体可支持免疫抑制微环境中TAM的复极，增加抗肿瘤巨噬细胞的吞噬作用。此外，肿瘤细胞上CD24与肿瘤相关巨噬细胞上Siglec-10之间的相互作用被认为是增强巨噬细胞吞噬作用的新治疗靶点。另一种方法是使用针对特定糖类的阻断性抗体。最近的一项研究表明，抗神经节苷脂GD2的抗体可以通过抑制巨噬细胞上GD2与Siglec-7的结合来提高抗肿瘤免疫，从而通过进一步增加吞噬作用来增强CD47阻断的效果。此外，降低肿瘤细胞和肿瘤微环境中的唾液聚糖密度是一种替代策略。可以开发新的唾液酸生物合成抑制剂，以改善癌症免疫治疗。在小鼠模型中，使用2-脱氧-D-葡萄糖抑制肿瘤细胞的N-糖基化可增加CAR-T细胞介导的杀伤作用和疗效。使用酶降低肿瘤中唾液酸聚糖的密度也被证明可以增强抗肿瘤免疫治疗，与抗HER2抗体trastuzumab偶联的细菌唾液酸酶，目前正在首次人体临床试验。-06-结语癌症免疫治疗的改进需要开发新的方法。Siglec受体及其与唾液酸聚糖配体的相互作用是改善癌症免疫治疗的一个潜在的新型免疫检查点。在过去的几年里，已经进行了一些临床前和临床研究，支持了针对Siglec受体的药物开发。以唾液酸聚糖-Siglec轴为靶点的癌症免疫治疗显示出良好的潜力。参考资料：1.Siglec receptors as new immune checkpoints in cancer. Mol Aspects Med.2022 Aug 7;101112.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

11月22-23日·上海建工浦江皇冠假日酒店▲2023第五届生物工艺产业年度峰会：CMC工艺人的年度盛会，详情扫码上方二维码立即报名，提交报名后即可获取细胞治疗2023文献精选资料表↑↑↑近年来，细胞治疗行业的稳步增长已是有目共睹，行业2019-2021年全球销售额复合增长率约53%，并且未来仍将持续提升。不过，随着已有产品商业化推进，其有效性、安全性、可及性方面的问题也逐渐暴露，与此同时，内卷加剧的赛道逼迫创新药企加速研发差异化产品，企业仍需进一步提高优化生产工艺，进一步研发新产品。另外，细胞疗法的研究开发流程具有较高的壁垒，且目前行业内科学研究产业转化率相对较低，不少早期研究具有极大的参考价值，距离产品开发仍有很长的路要走。在众多繁杂的文献中，组委会一批整理出2023年初至今细胞治疗行业的优秀文献，方便读者提取信息或进一步查阅。1. 2023年8月10日，中山大学黄曦团队在Molecular Cancer上发表了一篇题为“Target delivery of a PD-1-TREM2 scFv by CAR-T cells enhances anti-tumor efficacy in colorectal cancer”的研究性论文，研究团队用自分泌的PD-1-TREM2单链可变片段(scFv)构建了针对结直肠癌(CRC)特异性抗原的癌胚抗原(CEA)特异性CAR-T细胞，使其靶向靶向PD-1/PD-L1通路、MDSCs和TAMs。在皮下CRC小鼠模型中的研究结果显示，PD-1-TREM2 scFv自分泌CAR-T细胞可高效消除肿瘤，并且CAR-T细胞分泌的PD-1-TREM2 scFv具有较长半衰期，仍定位于肿瘤内。2. 2023年7月25日，Cytotherapy上发表了一篇题为“Challenges in αCD38-chimeric antigen receptor (CAR)-expressing natural killer (NK) cell-based immunotherapy in multiple myeloma: Harnessing the CD38dim phenotype of cytokine-stimulated NK cells as a strategy to prevent fratricide”的研究性论文，研究团队通过长时间细胞因子刺激原代NK细胞，并且使用逆转录病毒将αCD38 CAR转染至NK92细胞，这种亲和力优化的第二代CAR构建体可以靶向CD38蛋白上的独特抗原表位，有效防止NK细胞自相残杀的同时表现出了更强的细胞毒性，显著增强了NK92细胞对多发性骨髓瘤（MM）细胞系的治疗功能。3. 2023年7月12日，哈佛医学院Kwang-Soo Kim教授的研究团队在Nature上发表最新研究成果，论文题为“Co-transplantation of autologous Treg cells in a cell therapy for Parkinson's disease”，研究团队将iPSC与Treg结合，成功改善了帕金森病大鼠模型的治疗效果。共移植患者来源iPSC衍生的mDAP（中脑多巴胺祖细胞）和Treg细胞共移植显著增加了存活的mDAP数量，该团队将进一步研究Treg细胞如何提高多巴胺能神经元的存活并且优化它们的功能。4. 2023年7月5日，麻省理工学院 Darrell Irvine 教授、马乐园博士等在Cell发表了一篇题为“Vaccine-boosted CAR T crosstalk with host immunity to reject tumors with antigen heterogeneity”的研究论文，研究团队发现了一种提高CAR-T对实体瘤疗效的策略：疫苗增强。在接受“疫苗+CAR-T”组合治疗的胶质母细胞瘤小鼠模型中，研究人员发现其CAR-T细胞发生了代谢变化——增加了γ干扰素（IFN-γ），疫苗增强驱动了抗原扩散（AS）过程，免疫系统与工程化CAR-T细胞合作，极大地增强了对实体瘤的杀伤作用，疫苗增强提供了一种临床可转化的实体瘤治疗策略。5. 2023年6月19日，Neuro Oncol上发表了一篇题为“Chimeric antigen receptor (CAR) T cell-based targeting of CD317 as a novel immunotherapeutic strategy against glioblastoma”的研究性论文，研究团队通过慢病毒转导制造出靶向CD317的CAR-T细胞，在体外细胞裂解试验中评估了CD317-CAR-T细胞对各种胶质瘤细胞的抗胶质瘤活性、证实了靶点特异性，并且在小鼠模型中进一步确认了药物的疗效，提供了一种可行的胶质母细胞瘤治疗手段。6. 2023年5月31日，Cancer Immunol Res上发表了一篇题为“Preclinical Evidence of an Allogeneic Dual CD20xCD22 CAR to Target a Broad Spectrum of Patients with B-cell Malignancies”的论文，研究团队开发了一种CD20xCD22双靶异体CAR-T细胞，在体外和体内的研究中，这种细胞均体现出强烈、持续和剂量依赖性的活性，同时有效地针对具有不同程度的CD22和CD20的原发性B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-NHL)样本，为双靶点异体“现货型”CAR-T疗法提供了临床前概念验证数据，有望为现在的CD19 CAR-T疗法提供一种潜在的低成本替代方案。7. 2023年5月29日，法国巴黎西岱大学的两个研究团队在Nature Cancer上发表了一篇题为"Tumor-intrinsic sensitivity to the pro-apoptotic effects of IFN-γ is a major determinant of CD4+ CAR T-cell antitumor activity"的文章，研究了CD4+ T 细胞在 CAR-T 细胞治疗中的功能。研究团队发现，CAR-CD4+ T 细胞 (CAR4-T 细胞) 主要通过产生 IFNγ 发挥抗肿瘤作用，IFNγ 可以扩散到整个肿瘤，诱导对 IFNγ 敏感的远处的肿瘤细胞的凋亡。8. 2023年4月17日，罗切斯特大学医学中心与免疫学中心两个团队联合在Nature immunology上发文，题为“ST3GAL1 and βII-spectrin pathways control CAR T cell migration to target tumors”，研究人员指出，自体T细胞在体外制造过程中经历分子和细胞重编程，促进了T细胞在体内的活化和扩增，但不会驱动T细胞向靶细胞迁移，并且可能增加毒性。研究人员利用CRISPR-Cas9混合文库进行了体内靶向功能缺失筛选，确认ST3GAL1是CART细胞癌症特异性迁移的负调控因子，靶向ST3GAL1-βII-spectrin轴可改善T细胞归巢，在提高疗效的同时降低与非特异性细胞毒性相关的风险。9. 2023年4月3日，Cancer Discov上发表了一篇题为“Type I Interferon Signaling via the EGR2 Transcriptional Regulator Potentiates CAR T cell-intrinsic Dysfunction”的论文，研究团队发现，CAR-T细胞通过慢性刺激自主传播表观遗传编程的I型干扰素信号，阻碍了抗肿瘤功能。通过敲除EGR2转录调节因子可以阻断这种抑制程序，并且独立扩增了早期记忆CAR-T细胞，提高对于肿瘤的治疗效果。10. 2023年3月30日，康奈尔医学院团队在Cell上发表了一篇题为“T cell immunotherapies engage neutrophils to eliminate tumor antigen escape variants”的论文，研究团队发现，黑色素瘤特异性CD4 + T细胞治疗联合OX40共刺激或CTLA-4阻断可以根除含有抗原逃逸变异体的黑色素瘤，在小鼠肿瘤和接受免疫检查点抑制剂治疗的黑色素瘤患者活检组织中观察到广泛的中性粒细胞激活。文章指出，T细胞在攻击肿瘤时，激活了中性粒细胞，反过来又杀死了T细胞无法清除的肿瘤细胞，揭示了介导初始抗肿瘤免疫反应的T细胞和介导肿瘤抗原丢失变异体破坏的中性粒细胞之间的相互作用。11. 2023年2月8日，纪念斯隆凯特琳癌症中心细胞工程和免疫学项目中心的研究人员在Nature上发表了一篇题为“TET2 guards against unchecked BATF3-induced CAR T cell expansion”的论文，确定了TET2 是对抗 BATF3诱导的 CAR-T 细胞增殖和基因组不稳定性的关键基因。研究表明，靶向并敲除TET2基因可以可以提高CAR-T细胞的疗效、促进T细胞的持久积累，但同时也可能导致T细胞“超级增殖状态”的风险，这种状态容易积累次级突变，并且影响T细胞的效应功能。这些结果需要在进一步的研究中加以证实，以确定在治疗中使用TET2编辑CAR-T细胞的安全性。从早期研究开始研发新产品、改进现有药物的重要性不言而喻，优化现有生产工艺同样是现阶段企业降本增效、提高核心竞争力的有效手段。2023年11月22-23日，由华东理工大学和佰傲谷BioValley联合主办的生物工艺的行业标杆会议——第五届生物工艺产业年度峰会将在上海举办。峰会以“简化、优化、强化”为主旨，聚焦全球最新工艺技术，囊括抗体、细胞与基因治疗、核酸药物等多个领域，在相关法律法规的指导下，共研工艺放大与商业化的最优解。指导单位 | 中国微生物学会、上海市生物医药产业促进中心主办单位 | 华东理工大学、佰傲谷BioValley协办单位 | 中国食药促进会疫苗及生物制品质量评价与标准专业委员会支持单位 | “科创中国”生物医药产业科技服务团、美国华人生物医药科技协会(CBA)大会时间 | 2023年11月22-23日大会地点 | 中国·上海大会规模 | 1500人21位大咖嘉宾加盟更多确认嘉宾持续公布中，敬请期待...Bio-ONE 大会信息日程安排精选热门议题*议题持续更新中...Bio-ONE 参会报名参会报名生物工艺人的年度盛会药企技术人员免费参会（需要审核），本次报名为预登记报名，报名审核通过后组委会将通过短信和邮件通知您。扫描下方二维码报名联系我们招商火热进行中Bio-ONE2023年会招商已经启动，生物工艺人的年度盛会不容错过。媒体合作/赞助咨询/学术报告/参会报名请联系Bio-ONE组委会 Abby 18217659261（微信同号）【备注：Bio-ONE2023，进入大会群聊】 生物工艺人的年度盛会不容错过！

来自美国罗彻斯特大学等机构的科学家们通过研究发现了负责引导T细胞走向并攻击肿瘤的特殊分子，这或许就为科学家们改进这种突破性的治疗奠定了一定的基础。 免疫疗法，尤其是针对癌症的CAR-T细胞疗法正在延长很多患者的生命，但有时这种疗法会随机迁移到其不应该去的地方，比如进入肺部或其它非癌变的组织，且会引发严重的副作用。近日，一篇发表在国际杂志Nature Immunology上题为“ST3GAL1 and βII-spectrin pathways control CAR T cell migration to target tumors”的研究报告中，来自美国罗彻斯特大学等机构的科学家们通过研究发现了负责引导T细胞走向并攻击肿瘤的特殊分子，这或许就为科学家们改进这种突破性的治疗奠定了一定的基础。 研究者Minsoo Kim说道，下一步就是找到一种药物来操控关键的T细胞蛋白—ST3GAL1，如果研究计划按照计划进行的话，诸如此类药物或许就能被加入到CAR-T细胞疗法方案中，从而确保T细胞能靶向作用目标。目前研究人员正在通过联合研究来寻找能完成这一壮举的药物，同时将危及患者生命的副作用风险降到最低。研究者指出，你可以创造出非常强大的治疗方法，但如果无法到达目标，或者达到了错误的地方，或许就不能提供想要的结果。 利用患者自身的免疫系统来清除癌症目前已经成为癌症治疗领域最有希望的进步之一，CAR-T细胞疗法主要包括从患者机体提取T细胞（一类白细胞），随后在体外对其进行重新改造让其识别癌症，一旦重编程的细胞被重新输注回患者机体中，其就会扮演“活的药物”（living drug）来发挥作用，在癌细胞上寻找特定蛋白质进行攻击；2016年，Wilmot癌症研究中心就被选为为数不多的开始进行相关临床试验的国家中心之一，随后经过FDA的批准，其成为了美国首批为复核条件的患者提供CAR-T细胞治疗的癌症研究中心之一。 科学家揭示如何引导机体免疫细胞大军对抗癌症？ 图片来源：Nature Immunology (2023). DOI:10.1038/s41590-023-01498-x 据美国国家癌症研究所数据显示，CAR-T细胞是唯一一种批准用于治疗血液癌症的疗法，包括某些形式的淋巴瘤、白血病和多发性骨髓瘤等；研究者解释道，改变后的T细胞能更加容易得漂移到血液中的癌症热点区域，但想要找到它们进入到实体瘤（比如乳腺癌、肺癌、脑癌或黑色素瘤等）中的方式则完全是另外一个故事。T细胞不得不更加努力地在组织和器官中进行艰难迁移并帮助识别患者体内的实体瘤。 实际上，能在实体瘤中检测疗法的临床试验并不会那么有利，因此研究人员就通过研究表明，在重新进行工程化改造的T细胞中会发生某些事情，这或许就会钝化其归巢能力；自2019年开始，研究者Kim及其同事就开始调查CAR-T细胞疗法的缺点，尤其是当T细胞在非癌变组织中被隔绝时会发生什么。研究者通过一种“无偏见的基因组筛选”方法发现了能表达ST3GAL1的关键迁移控制基因，这或许就是一种研究该问题非常有效的方法。 这项研究中，研究人员利用一种先进的CRISPR技术对T细胞中表达的数千个基因进行编辑操作，随后在近4年的时间中对小鼠模型一个一个进行检测来分析这些基因的迁移控制能力。综上，本文研究中，研究人员识别出了ST3GAL1–βII-影蛋白（spectrin）轴或许能作为靶向作用癌症的CAR-T细胞迁移的主要细胞内在程序，其或许也是一种进行有效的T细胞疗法的潜在策略。（生物谷Bioon.com） 原始出处： Hong, Y., Walling, B.L., Kim, HR. et al. ST3GAL1 and βII-spectrin pathways control CAR T cell migration to target tumors. Nat Immunol (2023).doi：10.1038/s41590-023-01498-x