Cell：开发NMDAR特异性嵌合自身抗体受体T细胞治疗NMDAR脑炎
抗N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体（NMDAR）自身抗体引起的NMDAR脑炎是最常见的自身免疫性脑炎，可致患者精神症状、癫痫发作和自主神经功能障碍。NMDAR脑炎的病理生理机制是基于针对NMDAR亚基GluN1的致病性自身抗体。发病时，患者血清和/或脑脊液中会出现NMDAR自身抗体，抗体滴度的升高与复发有关。该NMDAR自身抗体由短寿命浆细胞池产生，而记忆B细胞的持续分化会不断补充这些浆细胞。
目前NMDAR脑炎的标准治疗方案包括使用单克隆抗体利妥昔单抗（rituximab）非选择性地清除所有CD20+B细胞，以及血浆置换清除致病自身抗体。尽管临床病程严重，需要重症监护和机械通气，但快速启动足够积极的免疫疗法可使病情明显好转。然而，这种免疫疗法可能会产生广泛免疫增强相关的限制治疗的副作用，如危及生命的败血症和脓毒性休克，以及与中心静脉导管相关的血栓形成和肺栓塞，尤其是在ICU中升级免疫疗法的情况下。但是，延迟开始免疫抑制治疗和治疗开始后4周内临床症状改善不足与1年后功能预后较差有关。
因此，为避免与广泛免疫增强相关的问题，并实现有选择性地消耗产生NMDAR自身抗体的B细胞，2023年11月1日来自德国神经退行性疾病中心的Harald Prüss教授团队在Cell发文：“Chimeric autoantibody receptor T cells deplete NMDA receptor-specific B cells”，他们开发了NMDAR特异性嵌合自身抗体受体（NMDAR-CAAR）T细胞。NMDAR-CAAR 由与细胞内 4-1BB/CD3z 结构域融合的细胞外多亚基 NMDAR 自身抗原组成。即使在高浓度自身抗体存在的情况下，NMDAR-CAAR T 细胞也能识别大量人类患者来源的自身抗体，释放效应分子，增殖并选择性杀死抗原特异性靶细胞系。在被动转移小鼠模型中，NMDAR-CAAR T 细胞导致抗 NMDAR B 细胞系的耗竭，并持续降低自身抗体水平，且没有明显的脱靶毒性。患者的治疗可以减少副作用、预防复发并改善长期预后。Harald Prüss教授团队的临床前工作为 NMDAR 脑炎和其他自身抗体介导的疾病的 CAAR T 细胞 I/II 期试验提供了重要基础。
1. 人脑炎自身抗体与 NMDAR- CAAR T 细胞结合
研究者们第一步构建了一种NMDAR自身抗体抗原，作为适合CAAR T方法的胞外结合域。研究者们发现加入GluN2B的氨基末端结构域（ATD）可提高ELISA和基于细胞的检测方法对源自患者的单克隆NMDAR自身抗体的识别率。进一步，研究者选择了10位NMDAR脑炎患者NMDAR滴度在1:100至1:1000的血清，以确定N1ATDN2BATD-CAAR这种能识别最多单克隆抗体的构建物是否同样能被多克隆患者血清识别。除一名患者外，所有患者的血清都与N1ATDN2BATD-CAAR转导的Jurkat细胞结合。总之，在测试的CAAR构建物中，发现N1ATDN2BATD-CAAR抗体识别范围最大。
2. NMDAR-CAAR T细胞被人类自身抗体激活并分泌效应分子
接下来，研究者生成了表面表达单克隆抗NMDAR IgG抗体的细胞系模拟BCR，从而模拟NMDAR脑炎的致病性B细胞。为确定NMDAR-CAAR T细胞状态，研究者利用慢病毒转导，在健康供体原代T细胞中表达NMDAR-CAAR，并分别与表达高亲和力、中亲和力或阴性对照抗体的K562 003-102细胞共培养，发现NMDAR-CAAR T细胞被表达BCR的靶细胞和NMDAR反应抗体激活。
进一步，研究者研究激活的NMDAR-CAAR T细胞是否发挥效应。研究者在涂有人类单克隆抗体的平板上培养NMDAR-CAAR T细胞或与靶细胞一起培养NMDAR-CAAR T细胞，发现N1ATDN2BATD-CAAR T细胞与包被抗体培养后分泌IFNg和GrB，与表达相应BCR的细胞系孵育时也得到类似结果，而与K562细胞孵育不会产生IFNg和GrB，突显了NMDAR-CAAR T细胞的特异性。
图2. NMDAR-CAAR T 细胞的激活和效应功能
3. NMDAR-CAAR T 细胞在体外杀死靶细胞
进一步，研究者们研究了NMDAR-CAAR T细胞是否能杀死靶细胞，以及共培养后存活的靶细胞百分比。根据结合、活化、IFNg 和 GrB 释放试验，所有NMDAR-CAAR构建物都能以相似的剂量依赖性有效杀死K562 003-102细胞，其中，N1ATDN2BATD-CAAR是对低亲和力和中亲和力抗体最有效的构建物后，并证实它也能杀死表达其他高亲和力BCRs197-016、197-073、197-085和197-128的K562 细胞。研究者们还发现NMDAR-CAAR T细胞对单克隆和多克隆靶细胞群均有效，与可溶性抗体一起孵育时功效也不会降低，即使在多克隆环境中也能保持高度特异性，而且不会影响健康供体的原代B细胞。
图3. NMDAR-CAAR T 细胞在体外杀死靶细胞
4. NMDAR-CAAR T 细胞遇到靶细胞后会增殖
除了活化和细胞毒性，T细胞的增殖能力对其功能性和体内持久性至关重要。因此，研究者建立了与 K562 003-102靶细胞系的共培养实验，通过荧光染料稀释来评估NMDAR-CAAR T细胞的增殖潜力，发现与N1ATD-CAAR T 细胞相比，N1ECD-CAAR T细胞和N1ATDN2BATD-CAAR T细胞具有更强的体外增殖能力。
进一步，研究者考虑，与未转导的T细胞相比，NMDAR-CAAR T细胞在CAAR强激活的环境中可能处于选择性劣势，这可能是由激活诱导的细胞死亡介导的。在这种情况下，NMDAR-CAAR T细胞的数量可能会在反复刺激后减少。为了探究这种可能性，研究者使用再挑战试验，探索转导NMDAR-CAAR构建的T细胞比例是否会随时间的推移而稳定，发现以上三种CAAR构建物，培养液中转导T细胞的比例都保持稳定，这表明NMDAR-CAAR并不具有选择性劣势。
图4. NMDAR-CAAR T 细胞遇到靶细胞后会增殖
5. NMDAR-CAAR T细胞可杀死体内靶细胞，且无治疗诱导毒性迹象
根据此前的实验，N1ATDN2BATD-CAAR提供了抗体识别广度、细胞毒性和增殖能力的最佳组合能力。接下来，研究者在异种移植NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Sug/JicTac (NOG)的小鼠模型中测试了 N1ATDN2BATD-CAAR T细胞对Nalm6 003-102细胞的疗效，发现N1ATDN2BATD-CAAR T 细胞可以杀死体内表达NMDAR自身抗体的靶细胞，而且没有治疗诱导毒性的迹象。
图5. N1ATDN2BATD-CAART细胞在体内消除靶细胞，降低血清和大脑抗体水平
总结
总之，本研究介绍了三种不同的NMDAR-CAAR构建物的体外设计和评估，选出N1ATDN2BATD-CAART细胞作为最有希望的候选物，然后在小鼠模型中评估其体内疗效和安全性。下一步在NMDAR脑炎患者中的临床应用应包括根据监管要求使用NMDAR-CAAR T细胞进行安全性评估。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.001
参考文献
S Momsen Reincke, Niels von Wardenburg, Marie A Homeyer, Hans-Christian Kornau, Gregorio Spagni, Lucie Y Li, Jakob Kreye, Elisa Sánchez-Sendí, Sonja Blumenau, Dominik Stappert, Helena Radbruch, Anja E Hauser, Annette Künkele, Inan Edes, Dietmar Schmitz, Harald Prüss. Chimeric autoantibody receptor T cells deplete NMDA receptor-specific B cells. Cell. 2023 Oct 26:S0092-8674(23)01083-8.
编译作者：sherry（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
