單細胞靶向蛋白(bái)功能性用于CAR-T細胞質量評估

CAR-T療法正在改變腫瘤治療的前景，但其生(shēng)産本身也面臨一(yī)系列挑戰。與大(dà)多數藥物(wù)不同，由于CAR-T療法使用患者自己的T細胞，是高度個性化的，細胞治療産品的質量在批次和患者之間存在顯著差異。在開(kāi)發過程中(zhōng)，最重大(dà)的挑戰之一(yī)是表征制備CAR-T産品的質量和效力。IsoPlexis單細胞蛋白(bái)組學技術幫助研究者很好的迎接這方面的挑戰。

IsoPlexis技術評價單細胞的多功能性，根據其功能定義細胞的質量

IsoPlexis系統檢測每個單個細胞分(fēn)泌的特定細胞因子，并識别多功能細胞和細胞亞群（那些細胞分(fēn)泌兩個或更多細胞因子），這些亞群在多種研究和疾病治療相關。IsoPlexis平台還可以在表型相同的樣本中(zhōng)檢測到細胞功能異質性，這些細胞及其異質性帶來的特質會被流式技術或群組檢測的技術忽略（圖1）。IsoLight全自動單細胞蛋白(bái)質組學分(fēn)析系統對細胞功能深度分(fēn)析，文獻數據顯示與患者臨床結果關聯，未來可成爲細胞治療産品的療效預判與監控。

圖1. 表型相同的細胞，表現出功能的異質性

應用案例

在這裏，我(wǒ)(wǒ)們讨論了一(yī)個研究案例，研究人員(yuán)使用了Miltenyi自動化系統進行上遊的靶向CD19/CD22雙特異性CAR-T制備，接着使用IsoLight單細胞分(fēn)析平台進行下(xià)遊的細胞功能質量評估。研究人員(yuán)采用了兩種生(shēng)産制備方法，對比了不同的方法制備的CAR-T細胞的差異（圖2）。第一(yī)種方法（M1）在第5天以洗滌步驟終止轉染，而第二種方法（M2）在第3天終止轉染。

複蘇的CAR-T細胞用抗CD4或抗CD8磁珠分(fēn)選，并與表達CD19或CD22抗原的靶細胞共培養。去(qù)除靶細胞後，将CAR-T細胞懸液載入IsoCode單細胞蛋白(bái)質組芯片，捕獲單細胞的細胞因子信号，數據使用IsoSpeak軟件進行分(fēn)析。結果表明，無論是靶向CD19還是CD22的CAR-T細胞，使用M2方法制備得到的細胞，細胞多功能指數更高(圖3上)；CD4+（左）和CD8+（右）CAR-T産品中(zhōng)，使用M2方法制備的細胞，多功能細胞的占比更高(圖3下(xià))。即使用M2制備的CAR-T産品表現出更高的多功能性，也表現在效應性因子和刺激性細胞因子的增加。這一(yī)單細胞多功能數據清楚地表明，與之前使用的M1相比，M2顯著改善了雙特異性CD19/CD22 CAR-T細胞産品的功能。

圖3. PSI和細胞多功能性是評價細胞功能的标尺

精确的功能質量分(fēn)析在CAR-T制備的重要性

在評價CAR-T産品評價過程中(zhōng)，細胞數量和活力的增加并不總是與細胞功能的增強跟最終治療效果正相關。上述研究使用IsoSpeak多維生(shēng)信分(fēn)析軟件，細胞多功能指數(Polyfunctional Strength Index PSI)對這兩種方法進行了評價。PSI同時涵蓋了細胞因子分(fēn)泌的廣度(多功能，即分(fēn)泌兩個或更多細胞因子的單個CAR-T細胞)和細胞因子分(fēn)泌的強度（分(fēn)泌量）。PSI可以作爲獨特的标尺在治療應用之前評估細胞産品的效力。早在2018年一(yī)篇Blood文章中(zhōng)研究了治療非霍奇金淋巴瘤(NHL)靶向CD19 CAR-T細胞，檢測了在輸注前CAR-T細胞的多功能性及PSI指數，并發現與臨床結果有正相關性。研究表明，這些患者輸注前CAR-T的多功能性與患者接受治療後的客觀反應(OR)和細胞因子釋放(fàng)綜合征(CRS)具有統計學正相關性，通過單細胞體(tǐ)外(wài)實驗能夠預測臨床治療結果及不良反應。PSI可以有效區分(fēn)對治療有應答者和無應答者。

自動化端到端(End-to-end)工(gōng)作流程的數據穩定性

考慮到細胞治療産品生(shēng)成跟品質，細胞治療行業從細胞處理工(gōng)作流程，細胞分(fēn)離(lí)、細胞培養到最終細胞産物(wù)的配方都需要更多自動化的流程。IsoPlexis的IsoLight單細胞因子檢測系統采用全自動檢測的工(gōng)作方式，包含細胞培養，捕獲因子信号，多重因子檢測，影像數據讀取及導出。簡單直觀的IsoSpeak多維生(shēng)信分(fēn)析軟件，無需特别培訓生(shēng)信分(fēn)析人員(yuán)來進行數據分(fēn)析。大(dà)幅提高工(gōng)程細胞産品開(kāi)發和流程的優化。

參考文獻：