哮喘是一种慢性呼吸道疾病，影响着全球 3 亿多人。对于病情最严重的患者，通常需要每天服用药物来控制使人衰弱的症状，如喘息、咳嗽和呼吸困难。虽然近年来针对特定炎症通路的生物制剂改善了治疗方案，但它们只能缓解症状，并不能治愈疾病。患者必须终生接受治疗才能保持病情缓解，这在医疗和经济上都是不可持续的。

北京清华大学的研究人员可能找到了一种只需一次治疗就能使严重哮喘长期缓解的替代方法：工程长寿命T细胞具有同时针对多种哮喘驱动因素的独特能力。在发表于《自然-免疫学》（Nature Immunology）的一项研究中，研究小组描述了如何通过基因修饰被称为嵌合抗原受体（CAR）T细胞的免疫细胞，使其能够消除嗜酸性粒细胞--与哮喘有关的炎性细胞--同时阻断白细胞介素-4（IL-4）和IL-13的作用，这两种细胞因子会加剧气道炎症和重塑。将这些多功能 "TIF "细胞注入哮喘小鼠模型后，症状得到了持久缓解，而且不会复发。

"我们的研究结果证明，一种常见的慢性疾病可以通过工程T细胞治愈，"资深作者彭敏说。"与需要终身服药的标准疗法相比，只需一次给药就能使哮喘或其他疾病得到缓解，这将彻底改变慢性病的治疗方法"。

CAR T 疗法在非癌症治疗中的两大障碍

虽然 CAR T 细胞疗法在治疗某些血癌方面取得了显著的成功，但将这种方法应用于非恶性疾病却带来了独特的挑战。首先，癌症可以通过靶向肿瘤特异性抗原来消除，而慢性疾病则不同，需要长期操纵健康组织和器官内的生理通路。其次，目前的 CAR T 方案在很大程度上依赖于化疗的强化预处理，以 "刺激 "机体并增强 T 细胞活性--这种策略对于非危及生命的疾病来说是不可接受的。在没有肿瘤负担或有毒预处理的情况下，标准的 CAR T 细胞无法充分扩增，也不能持续足够长的时间来提供持久的益处。

为了克服这些障碍，彭晓赤的研究小组设计了T细胞，通过为其配备识别这些炎症细胞上表达的白细胞介素-5受体α链（IL-5Rα）的嵌合抗原受体（CAR），使其能够专攻嗜酸性粒细胞（与严重的 "2型高 "哮喘有关）。然而，最初版本的 "IL-5 CAR T 细胞 "或 "5T 细胞 "在注入未经预处理的哮喘小鼠模型时，并不能扩增或消除嗜酸性粒细胞。这就模拟了在非癌症情况下，如何让CAR T细胞在没有化疗的人为促进下有效发挥作用的挑战。

通过基因编辑赋予 CAR T 细胞不死特性

为了克服这一限制，研究人员从之前通过选择性基因编辑诱导 CAR T 细胞 "类永生 "特性的工作中获得了灵感。他们以BCOR和ZC3H12A这两个基因为靶标，发现通过CRISPR/Cas9产生的双基因敲除赋予了CAR T细胞绕过对预处理化疗依赖的能力，即使在淋巴细胞富集的条件下也能稳健扩增。

将同样的BCOR/ZC3H12A突变引入被称为 "5TIF细胞 "的IL-5 CAR T细胞后，它们的群体在输注后得到了旺盛的生长。表达分析表明，5TIF细胞显示了干样记忆T细胞和衰竭T细胞的混合特征，这被认为是它们长寿的原因。在小鼠模型中，5TIF细胞能有效消除嗜酸性粒细胞一年多，而且没有减少的迹象。

重要的是，仅仅通过5TIF细胞消除嗜酸性粒细胞只能部分缓解哮喘症状，因为哮喘还涉及由IL-4和IL-13驱动的失调的2型免疫反应。为了克服这一问题，研究小组设计了可分泌IL-4静音蛋白的5TIF细胞，这种蛋白变体可竞争性地结合IL-4受体，但不会启动下游信号传导。这些新的 "5TIF4细胞 "既能靶向消耗嗜酸性粒细胞，又能通过分泌的静音蛋白积极抑制IL-4/IL-13介导的炎症。

在多种疾病模型中测试 5TIF4 细胞

在几种模拟主要临床情况的哮喘小鼠模型中，单次输注 5TIF4 细胞比单独输注 5TIF 细胞能更有效地缓解症状。在通过卵清蛋白（OVA）或屋尘螨（HDM）挑战诱导嗜酸性粒细胞增多和气道重塑的急性、记忆性和慢性疾病变体中，5TIF4在减少肺部炎症、纤维化、嗜酸性粒细胞和炎性细胞因子方面比5TIF占优势，同时还能长时间抑制IgE/IgG1抗体的产生，即使在疾病再次加重后也是如此。

令人惊讶的是，5TIF4的疗效优于目前在临床试验中用于治疗难以控制的哮喘的基于IL-4静音蛋白的疗法，这强调了它们通过组织驻留的T细胞实现持久的局部蛋白表达的独特能力。此外，在白细胞介素-33介导的独立于适应性免疫的模型中，5TIF4仍能抑制嗜酸性粒细胞增多和症状，显示了其超越抗原特异性适应性反应的多功能性。

最后，对已确诊的哮喘模型施用 5TIF4 而不是作为预防用药，可减轻气道高反应性等特征，其程度与早期疾病相同，从而验证了它们的治疗潜力，甚至在病情发作后也是如此。重要的是，与基于化疗的传统 CAR T 方案不同，在所有研究中都没有观察到毒性或自身免疫。总之，这些结果将同时靶向多种途径的工程 CAR T 细胞定位为治疗严重哮喘的可行方法。

人性化方法

为了验证这种方法的可转化性，研究人员运用基因编辑策略在人类T细胞中设计了相同的5TIF4功能。从健康供体中培养出的细胞，整合了IL-5 CAR、IL-4静音盒和BCOR/ZC3H12A基因敲除后，产生了人类 "h5TIF4 "细胞，它们能在免疫缺陷小鼠体内长期存活、清除嗜酸性粒细胞并分泌静音素，与啮齿类动物的细胞版本如出一辙。单细胞转录谱分析显示，h5TIF4 群体保持着有利于长期存活的混合记忆耗竭特征。

有了这一利用人体细胞建立的概念验证，彭晓赤相信，他们的方法可以通过一次输注，终生缓解严重哮喘以及其他慢性嗜酸性粒细胞疾病。与需要超过十年注射疗程的既有生物制剂相比，一次性细胞疗法实现缓解将改变患者的生活质量。虽然还需要进一步的探索和微调，但这项研究代表了一种令人鼓舞的原理证明，即工程T细胞可以治愈目前只能通过终身药物组合来治疗的疾病。研究人员计划继续将这一策略推向临床测试，目标是最终将哮喘及相关患者从日常疾病管理的负担中解放出来。