将 CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T-Cell）用于衰老？四川大学华西医院研究员赵旭东和团队做到了，研究论文发表在 Science Translational Medicine 封面上。
图 | 赵旭东（来源：赵旭东）
研究中，他们检测了以 NKG2D（natural killer group 2 member D ligands）胞外域为识别域的 NKG2D-CAR T 细胞的抗衰老效果。实验结果出人意料地好，不管是在小鼠还是在非人灵长类体内，靶向NKG2DLs的 NKG2D-CAR T 细胞均展示出了杰出的衰老细胞清除效果，并且无明显副作用。
图 | 论文登上当期期刊封面（来源：Science Translational Medicine）
NKG2DLs 也能在肿瘤细胞中表达。当下，已经有诸多靶向 NKG2DLs 的 CAR-T 细胞用于临床试验，截至目前并未发现严重副作用。因此相对于其他靶点，基于 NKG2DLs 的抗衰老研究在临床转化应用上具有显著优势。
在论文的评审过程中，NKG2D-CAR T 细胞杰出的抗衰老效果得到了审稿人的一致肯定。论文指出，NKG2D-CAR T 细胞治疗全面改善了小鼠组织衰老相关病理特征，包括脂肪、肌肉、骨骼和肝肾功能等，并且显著提升了小鼠运动能力。此外，论文还进一步确认了在自然衰老猕猴体内 NKG2D-CAR T 细胞也具有优秀地清除衰老细胞的能力。从以往文献报道和此次研究结果来看，NKG2DLs 在衰老细胞中的表达具有较高的广谱性。理论上，大部分由于衰老细胞异常累积导致的疾病，NKG2D-CAR T 细胞都能带来治疗作用。
不过考虑到经济成本等因素，课题组计划先选择已明确可以使用清除衰老细胞的方法进行治疗的疾病来开展临床试验，例如糖尿病、慢性肾病、肝纤维化和骨质疏松症等。
基于免疫疗法开发 Senolytics 药物
该团队选择将 CAR-T 技术用于抗衰老，有着极大的现实意义。由于生育率下降和人口负增长，以及医疗进步和健康提升等原因，老龄化是中国乃至全世界面临的重要挑战，包括养老金和医疗服务的压力、老年贫困、长期护理需求等。
在此背景下，抗衰老研究也成了当前备受关注的领域之一。对于延长健康寿命、增强生活质量以及减轻年龄相关疾病的发病率具有重要的价值和应用前景。
衰老细胞是一类处于不再分裂状态的老化细胞，它们在人体中积累并与多种疾病和个体衰老相关。在抗衰老研究中，Senolytics 药物表现最为优秀，也是大家公认的最有可能获得突破的研究方向。
Senolytics 药物通过清除衰老细胞来延缓衰老，以及治疗或缓解与衰老相关的疾病。
例如，当把达沙替尼和槲皮素联合使用可减缓衰老小鼠与年龄相关的生理功能衰退，延长小鼠 36% 寿命。
在动物模型中，Senolytics 药物对于动脉粥样硬化、肺纤维化、肝纤维化、脂肪肝、骨质疏松、肌肉减少症和阿尔茨海默等疾病均显示出积极的治疗效果。
然而，目前现有的 Senolytic 药物大部分都是基于小分子化合物开发，存在靶向性差等局限性；虽然可以清除衰老细胞，但也可能对正常细胞产生影响，在安全性方面或多或少也都存在一些问题。
例如，抗衰老明星药物达沙替尼和槲皮素联用可能引起贫血、中性粒细胞和血小板减少、以及肺动脉高压；Bcl-2 抑制剂 Navitoclax 可能引起血小板、白细胞和红细胞数量的下降，增加出血、感染和贫血的风险。
目前，对于 Senolytic 药物的大多数研究仍处于临床前阶段，临床研究的数据相对有限。依旧需要更多临床试验来验证其对人体的疗效和安全性。
细胞免疫疗法能让治疗更加精准，减少对正常组织的损害，已在癌症等疾病的治疗中显示出了巨大的潜力。其中，CAR-T 细胞通过识别抗原精准杀伤靶细胞，理论上也可用于清除衰老细胞。
事实上，这个概念已经得到证实，2020 年国外学者在 Nature 上发表论文，证明靶向尿激酶型纤溶酶原激活物受体（UPAR，Urokinase-type plasminogen activator receptor）的 CAR-T 细胞，可以清除衰老细胞治疗肿瘤和缓解肝纤维化。但是，该 CAR-T 细胞是否能清除老年个体中的衰老细胞目前依旧不明确。
NKG2DLs 可以在包括自然衰老在内的多种衰老细胞表面表达。体内 NK 细胞通过信号轴 NKG2D-NKG2DLs 识别并杀伤衰老细胞。以这种天然存在的衰老细胞清除机制开发 Senolytics 药物，理论上应该具有更有效的治疗效果和更高的安全性。基于此，该课题组决定基于免疫疗法开发 Senolytics 药物。
（来源：Science Translational Medicine）
从细胞模型、小鼠、猕猴三层面证明 NKG2D-CAR T 细胞抗衰老效果免疫治疗的关键点是寻找衰老细胞特异性靶点。通过查阅文献，他们发现 NKG2DLs 在衰老细胞中表达，是 NK 细胞清除衰老细胞的主要靶点。因此理论上 NKG2DLs 也可以用于 CAR-T 细胞清除衰老细胞的靶点。
随后，该团队从细胞模型、小鼠、猕猴三个层面分别证明了 NKG2D-CAR T 细胞抗衰老效果。其实，他们最初并没有计划小鼠实验。因为人和猕猴亲缘关系更近，而且 NKG2D-CAR 可以通用，因此 NKG2D-CAR T 细胞在猕猴体内的有效性和安全性显然比小鼠更有说服力。
但是，猕猴的寿命太长，难以在短时间内观察到衰老病理的改变引起的确定性效应。所以，他们构建了针对小鼠的 mNKG2D-CAR T 细胞，并对其进行体内实验。仅仅这个阶段，就耗时大概 5 年时间。
课题组表示：“我们的论文最先投在 Nature 杂志，但论文送审之后审稿人认为 2020 年 Nature 已经发表过靶向 UPAR 的 CAR-T 可清除衰老细胞治疗肿瘤和肝纤维化，认为我们的研究在概念上落后了，所以拒稿。”
投稿到 Science Translational Medicine 之后，审稿人的意见集中于 NKG2D-CAR T 细胞的安全性以及在衰老组织中的浸润。为了回答这些问题，他们在修回手稿中补充了 NKG2D-CAR T 细胞在自然衰老小鼠中的作用等实验，这个阶段大约花费 1 年半时间。
最终，相关论文以《NKG2D-CAR T 细胞消除衰老小鼠和非人灵长类动物的衰老细胞》（NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates）为题发在 Science Translational Medicine（IF 17.1），并选为当期封面论文。
四川大学华西医院杨东博士、孙彬博士是共同一作，四川大学华西医院赵旭东研究员、美国明尼苏达大学邓义斌教授担任共同通讯作者[1]。
图 | 相关论文（来源：Science Translational Medicine）
时间对科研工作者的紧迫性
该团队表示：“在 NKG2D-CAR T 细胞抗衰老研究中，我最大的感悟就是时间对科研工作者的紧迫性。在科研领域中，时间常常是有限的资源，想要在某个领域取得突破性成果需要及时行动和快速反应。”
课题组开始 NKG2D-CAR T 细胞抗衰老实验是在 2017 年。那个时候 CAR-T 细胞主要用于肿瘤治疗，但后面学界陆续发表了 CAR-T 细胞在非肿瘤领域的用途的论文。
例如 2019 年 Nature 杂志发表了 CAR-T 细胞抗心脏纤维化的论文，2020 年 Nature 杂志发表了 CAR-T 细胞清除衰老细胞的论文，2021 年《新英格兰医学杂志》发表了 CAR-T 细胞治疗自身免疫性疾病的论文。
“而我们的研究在 2022 年才完成并投稿。这个时候 CAR-T 细胞用于抗衰老研究新颖性已经大打折扣。这也是 Nature 杂志对我们拒稿的主要原因。我们研究进展太慢，导致的后果就是起了个大早赶了个晚集。”该团队说。
尽管如此，赵旭东依然表示：“期待这些成果有更广泛传播，早日转化，服务社会。”
不过，CAR-T 细胞治疗是一项复杂且个性化的治疗过程，价格昂贵，普通民众可能难以负担。
因此，他们后续将开发 NKG2D-CAR NK 细胞。相对于 CAR-T 细胞，CAR-NK 细胞可实现异体回输，不需要个体化定制，具有更高的便捷性，费用也更低廉。
另据悉，此前课题组已成功制备抗肿瘤/抗衰老的针对十余个靶点的 CAR-T 技术和免疫细胞接合器分子，申请专利二十余项，包含 PCT（Patent Cooperation Treaty）专利 5 项。
对此，该团队表示：“除了 NKG2D-CAR T 细胞以外，我们目前确实已经成功制备了其他一些具有抗肿瘤或抗衰老活性的 CAR-T 细胞和免疫细胞接合器分子。”
例如，基于 GAS6 的 CAR-T 细胞可杀伤 TAM 阳性的胰腺癌细胞系和癌症干细胞样细胞，并在体内抑制肿瘤细胞来源的移植瘤和患者来源的异种移植瘤生长，相关论文已经发表于 Journal of Hematology & Oncology。
此外，他们还发现基于 SECTM7 构建的 CAR-T 细胞可以通过靶向 CD7 分子，来治疗急性淋巴细胞白血病和急性粒细胞白血病，相关论文发表于 Blood Advances 杂志。关于这些研究相关的临床试验正在逐步推进。同时，目前还有一些关于其他靶点的研究正在进行，并且正在不断改进中。
参考资料：1.Yang, D., Sun, B., Li, S., Wei, W., Liu, X., Cui, X., ... & Zhao, X. (2023). NKG2D-CAR T cells eliminate senescent cells in aged mice and nonhuman primates. Science Translational Medicine, 15(709), eadd1951.
排版：刘雅坤
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