细胞产业大会学术分享：以质谱流式为矛突破细胞治疗临床转化困境

第十三届细胞产业大会已圆满落幕，普罗亭受邀出席，与多位细胞治疗专家进行了深度交流，共同探讨了细胞治疗前景与重要研究方向，以及质谱流式在细胞治疗中的关键作用。

普罗亭作为国内领先的质谱流式全案服务专家，致力于为细胞治疗提供更精准、更便捷的细胞动力学追踪及免疫监测方法，充分发挥质谱流式技术高通量、高精度的核心优势，助力细胞治疗临床转化。

本次大会，普罗亭技术总监季庆华博士作题为“以质谱流式为矛突破细胞治疗临床转化困境”的学术报告，基于普罗亭丰富的临床科研经验，解读实战案例，并现场探讨了细胞治疗未来可能的研究方向。内容精彩，让我们一同回顾。

01 细胞治疗正面临复杂肿瘤环境的挑战

过去10年间，细胞治疗发展迅速，尤其是以免疫细胞为核心的各项疗法（如CAR-T、CAR-NK、TCRT、TILs等等）在肿瘤治疗领域显示出强大的潜力。但随着细胞治疗走向临床，越来越多的问题也显露出来，这里列举四点：

一、递送不力。治疗实体瘤时，当前主流的细胞亚群可能并不是最佳选择，需要找到更利于向肿瘤转移或浸润的特征。

二、短持久性。静脉注射后的细胞产品留存时间短，进入实体留的少数细胞具有有限的持久性，且不会广泛增殖。

三、细胞耗竭。大量的临床研究已经发现，细胞产品最初具有高细胞毒性活性，但随着时间的推移逐渐丧失，表现出低功能的耗竭状态，影响疗效。

四、不良反应。不良反应是细胞治疗临床转化必须关注的问题，当前有多种策略可以减少不良反应的发生和发生程度，但仍需探索行之有效的监测和预测方法。

面对机遇与挑战并存的局面，细胞治疗必须通过多样化的临床研究实现突破。而包含CyTOF在内的单细胞多组学技术，正在成为细胞治疗临床研究的重要支撑技术。

02 实战：CyTOF在细胞治疗研究中的应用

案例一：CyTOF揭示CAR-NK过继后的细胞动力学特征：CAR-NK细胞的体内演变过程及耐药复发机制

由宾夕法尼亚大学等机构发起，重点研究了CAR-T治疗实体瘤过程中向衰竭表型转变的过程，并提出了一种抵抗细胞衰竭的工程化思路。

研究首先通过转录组测序定位到具有衰竭表型的亚群D20-1和D20-4，发现此类亚群由表达NK相关基因的功能失调的CD8+T细胞组成，同样表达其他功能障碍特征。

随后，研究人员使用CyTOF技术和流式技术追踪了NK样CAR-T细胞的转变过程，发现：CD8+CAR-T细胞在在抗原持续暴露（CAE）后表达NK相关分子和衰竭标记物并增加。大多数NK受体随着时间的推移而增加，而NKG2C的表达较早期，随后在CAE期间的表达迅速下降；第0天CD8+ T细胞的一个子集动态地进化为NK样T细胞，具有以KLRB1和/或CD56表达为标记的独特表型，而非单纯的扩增。基于CyTOF数据和单细胞测序数据的拟时序分析互相验证了这些发现。

最后，研究人员对定位到的关键亚群进行了进一步的转录组分析，确定了ID3和SOX4是是细胞功能障碍潜在的调节器。KO ID3或SOX4可以有效减少CAR-T细胞向NK样CAR-T的转变，提供了一种CAR-T工程化改进的思路。

案例二：CyTOF揭示CAR-NK过继后的细胞动力学特征：CAR-NK细胞的体内演变过程及耐药复发机制

由哈佛医学院、安德森癌症中心等机构发起，重点研究了CAR-NK过继后在体内的演变路径及耐药复发机制，并探索了二次输注策略的价值及体内变化。

研究首先使用单细胞测序分析了不同类型工程化NK细胞的功能及代谢谱，发现IL-15可以增强NK细胞增殖和有氧糖酵解作用；而相较于CAR19 NK细胞或者IL-15 NK细胞，CAR19/IL-15 NK细胞表现出更高的整体代谢活性和更强的细胞毒性。

使用CyTOF对几种NK过继后的体内细胞动力学进行追踪，结果显示：CAR19/IL-15 NK表现出更好的疗效及更好的持久性，但NK细胞最终仍出现功能失调从而导致肿瘤复发。小鼠模型中，NT-NK在第7天出现功能丧失，CAR19 NK在第14天耗竭，CAR19/IL-15 NK中的激活表型则一直保持到28天，直到35天被衰竭表型取代。这一衰竭过程与复发耐药相关。

研究者再次使用单细胞测序结果验证了这一发现，并指出肿瘤细胞与NK细胞出现协同进化。肿瘤对CAR-NK细胞治疗的抗性继发于NK细胞代谢适应性的丧失。

细胞衰竭是不可避免的趋势。在这一情况下，研究者尝试了二次输注的策略，明显提升了CAR-NK的疗效。CyTOF对二次输注细胞的追踪则发现：更低的肿瘤负荷可能增加功能性NK细胞的持久性，提示通过改变体内竞争的平衡性可以支持NK细胞持续发挥抗肿瘤功能。

案例三：CyTOF揭示CAR-NK过继后的细胞动力学特征：CAR-NK细胞的体内演变过程及耐药复发机制

由斯坦福癌症研究所等机构发起，重点探索了与CAR-T复发耐药及不良事件相关的细胞亚群，并构建了一个新型实用的，可以用于评估不良事件的监测方法。

研究者以CyTOF技术切入，并与临床表征进行强关联，发现与复发耐药和不良事件直接相关的亚群。结果显示：输注后CAR Treg（CD4+CD57-Helios+CAR-T）细胞水平较高，与患者在6个月时发生疾病进展以及较低的神经毒性相关，而CD57+T-bet+群体与更好的疾病控制有关。对CyTOF检测数据的进一步挖掘和测序结果验证了CD4+CD57-Helios+CAR-T细胞的TReg特征。

随后，研究者引入血液中乳酸脱氢酶（LDH）水平这一参数，并与CAR-Treg水平结合起来构建模型，发现该模型具有更好的预测性能（具有协同作用），可以更有效地预测疾病进展时间（TTP）和总生存期（OS），优于单一特征模型。

上述研究以CyTOF等单细胞技术为核心，为细胞治疗临床转化提供了极具指导意义的发现和结论，在未来还将继续推动细胞治疗临床研究多样化发展。

03 探讨：质谱流式助力细胞治疗实现临床突破的方向

普罗亭基于既往科研服务项目经验，以及近10年CyTOF技术深度开发成果，不断拓展在细胞治疗领域的应用方向，提出4个潜在的研究方向，与各位细胞治疗一线研究者们共同探讨：

一、探索针对实体瘤的最佳细胞类型；

二、探索DC等呈递细胞与CAR-T细胞的相互作用；

三、对内源性抗肿瘤效应的研究；

四、多次给药或联合治疗方案有效性、安全性和机制的探索。

解决细胞治疗在复杂临床环境中所面临的众多挑战是一项艰巨的任务，对机制的研究、对细胞本身的研究仍有许多要完成的工作。普罗亭将始终致力于为研究者们提供更精准、更便捷、更实用的单细胞研究技术支持，共同推动细胞治疗走向下一个爆发节点。

参考文献：

1、CAR T cell therapy for patients with solid tumours: key lessons to learn and unlearn. Nat Rev Clin Oncol.2023 Oct 30

2、Cell. 2021 Dec 9;184(25):6081-6100.e26. doi: 10.1016/j.cell.2021.11.016. Epub 2021 Dec 2.

3、Cell. 2021 Dec 9;184(25):6081-6100.e26. doi: 10.1016/j.cell.2021.11.016. Epub 2021 Dec 2.

4、Melenhorst JJ, Chen GM, Wang M, et al. Decade-long leukaemia remissions with persistence of CD4+ CAR T cells. Nature. 2022