【科教科 乔梁】科研前沿第142期--CAR-NK有望升级！

乔梁

近年来，嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法的成功，带动了整个细胞免疫疗法领域的发展。随着研究的深入，进入科学家们视野的也不再只有T细胞，其他类型的免疫细胞，如自然杀伤细胞（NK细胞），同样可以作为抗击癌症的有力武器。

目前，CAR-NK细胞疗法虽然已经在液系统肿瘤和实体瘤中展现了不错的治疗潜力。但免疫抑制性肿瘤微环境（TME）的存在，以及NK细胞的功能耗竭，也是影响CAR-NK细胞疗法能否有效发挥抗肿瘤作用的两个关键因素。

为了解决CAR-NK细胞疗法面临的问题，近期，德克萨斯大学Katayoun Rezvani团队发表了一项重要研究进展。他们通过开发高通量CRISPR筛选平台，并利用该平台对原代人类NK细胞进行了多次全基因组CRISPR筛选，最终识别出能增强CAR-NK细胞抗肿瘤能力的3个反向调节因子，MED12、ARIH2或CCNC。

进一步的研究显示，敲除MED12、ARIH2或CCNC，不仅能显著提升NK细胞的细胞毒性，使其在免疫抑制的TME中表现出更强的持久性和杀伤力，还能增强CAR-NK细胞抗肿瘤活性。

更重要的是，与敲除单个基因相比，ARIH2和CCNC的双基因敲除能进一步增强NK细胞的增殖、激活和炎症信号传导。且在异位胰腺癌小鼠模型中，ARIH2和CCNC的双重敲除还显著增加了循环中的CAR-NK细胞数量并增强了其抗肿瘤能力。

研究发表在《癌细胞》上[1]。 在既往CAR-T细胞疗法应用过程中，科学家们能通过在原代人T细胞中开展的大规模CRISPR筛选，识别到一些调控抗肿瘤免疫的因子。但要在原代人NK细胞中开展全基因组CRISPR筛选仍存在技术挑战。

为了解决这一问题，德克萨斯大学Katayoun Rezvani团队先是开发了一个名为PreCiSE的高通量CRISPR的筛选平台。通过优化病毒载体和电穿孔技术，该平台能够在原代人类NK细胞中进行大规模全基因组基因编辑，并观察基因扰动对NK细胞功能的影响。

根据筛选结果，研究人员成功识别出能增强NK细胞功能和CAR-NK细胞抗肿瘤能力的3个反向调节因子，MED12、ARIH2或CCNC。敲除这些基因，不仅能显著提升NK细胞的细胞毒性，使其在免疫抑制的TME中表现出更强的持久性和杀伤力，还能增强CAR-NK细胞抗肿瘤活性。

比如，在短期和重复肿瘤攻击实验（模拟在免疫抑制TME）中，MED12的敲除能使NK细胞在面对耐药性癌细胞（如PATC148胰腺癌细胞系、MM1S多发性骨髓瘤细胞系等）时表现出更强的细胞毒性。而在体内实验中，MED12敲除增强了靶向人滋养层细胞表面糖蛋白抗原2（TROP2）和CD70的CAR-NK细胞的抗肿瘤活性。

同样，研究人员也测试了敲除ARIH2或CCNC对NK细胞功能的影响。结果显示，在包括短期和重复肿瘤攻击等一系列体内外研究中，ARIH2或CCNC单敲除或双敲除均能显著增强NK细胞对难治性癌细胞的杀伤能力（如T细胞淋巴瘤），并增强CAR-NK细胞的抗肿瘤活性。

但ARIH2和CCNC双敲除可通过增强NK细胞的增殖、激活和炎症信号传导，进一步增强NK细胞的功能和代谢适应性（表现为NK细胞基础耗氧率、最大耗氧率以及备用呼吸能力的显著提高）。此外，在异位胰腺癌小鼠模型中，ARIH2和CCNC的双重敲除也进一步增加了循环中的CAR-NK细胞数量并增强了其抗肿瘤能力（小鼠肿瘤负荷减少，生存期延长）。

总之，该研究不仅开发了一个高通量CRISPR筛选平台，还揭示了增强CAR-NK细胞抗肿瘤活性的几个关键调节因子。这些发现不仅为理解NK细胞的功能调控提供了新的见解，也为开发更有效的CAR-NK细胞疗法提供了重要的理论依据。

参考文献：

[1]Biederstädt A, Basar R, Park JM, et al. Genome-wide CRISPR screens identify critical targets to enhance CAR-NK cell antitumor potency. Cancer Cell. Published online August 18, 2025. doi:10.1016/j.ccell.2025.07.021