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Nature Reviews Immunology | CD28共刺激的新见解及其在癌症免疫治疗中的应用

Nature Reviews Immunology | CD28共刺激的新见解及其在癌症免疫治疗中的应用
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本文系统总结了CD28的分子功能及其在癌症免疫治疗中的核心作用,揭示了CD28信号传导在CAR-T细胞和TIL治疗中的重要性,并探讨了CD28靶向多特异性抗体的临床潜力,为下一代免疫治疗策略提供了理论基础和实验支持。

 

文献概述
本文《CD28 co-stimulation: novel insights and applications in cancer immunotherapy》发表于《Nature reviews. Immunology》,回顾并总结了近年来对T细胞信号传导机制的研究,特别是CD28作为共刺激受体在癌症免疫治疗中的作用。研究者分析了CD28的分子结构、信号通路及其在调节T细胞代谢、表观遗传修饰和RNA加工中的功能,同时探讨了CD28在肿瘤微环境中的下调机制及其与免疫检查点受体(如PD-1、CTLA-4)的相互作用。研究还回顾了CD28靶向治疗策略的失败与复苏,以及新型双特异性抗体和细胞工程技术如何规避细胞因子释放综合征并提升抗肿瘤效果。文章最后讨论了CD28在肿瘤免疫逃逸中的作用,以及如何通过调控CD28信号来改善CAR-T细胞和TIL疗法的持久性和功能。

背景知识
CD28是T细胞激活过程中关键的共刺激受体,其信号在抗肿瘤免疫应答中起核心作用。近年来,尽管CD28超级激动剂TGN1412的临床试验因严重副作用而终止,但随着抗体工程技术和细胞治疗技术的进步,CD28再次成为癌症免疫治疗的重要靶点。CD28与其配体CD80/CD86的结合可促进T细胞增殖、存活及细胞因子分泌,而这一过程在肿瘤微环境中常被抑制,导致T细胞功能衰竭。此外,CD28信号与E3泛素连接酶、microRNA、RNA剪接因子等调控机制密切相关,影响T细胞代谢重编程、表观遗传修饰及功能持久性。目前,已有多个CD28靶向的双特异性抗体及嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法进入临床试验,显示出在联合免疫检查点阻断(如抗PD-1)中的潜力。这些进展为开发更安全、更有效的癌症免疫治疗策略提供了新的分子靶点和临床路径。

 

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研究方法与实验
本研究采用结构-功能分析、蛋白互作研究及基因编辑技术,深入解析CD28的分子结构,包括其胞外结构域、跨膜结构域和胞内信号基序(如PYAP、YMNM、PRRP等)的功能。此外,研究团队利用CAR-T细胞和TIL模型评估CD28共刺激在T细胞扩增、持久性及抗肿瘤功能中的作用。通过构建双特异性及多特异性抗体,研究者模拟了T细胞与肿瘤细胞的免疫突触,分析CD28信号对T细胞激活的影响。研究还涉及CD28与CTLA-4、PD-1等共抑制受体的信号交叉调控机制,并结合动物模型评估CD28靶向治疗在不同肿瘤微环境中的效果。

关键结论与观点

  • CD28的PYAP基序在T细胞激活中起主导作用,并通过与LCK激酶的结合调控下游信号传导。
  • CD28可通过cis-相互作用在T细胞膜内形成信号复合体,维持T细胞功能,尤其是在慢性抗原刺激下。
  • CD28信号与E3泛素连接酶(如FBW7、CBL-B)相互作用,调控PD-1等抑制性受体的表达,影响T细胞衰竭状态。
  • 在CAR-T细胞治疗中,CD28共刺激结构域促进效应性分化,而4-1BB结构域则增强记忆性T细胞生成,提高持久性。
  • 双特异性抗体(如TAA × CD28)可与抗PD-1或抗CD3抗体联用,增强抗肿瘤T细胞应答,同时减少毒性。
  • CD28在肿瘤微环境中被下调,导致T细胞功能障碍,而恢复CD28信号可逆转T细胞衰竭并增强免疫治疗效果。
  • CD28的结构变异和信号强度影响CAR-T细胞的代谢重编程和抗肿瘤活性,为优化细胞治疗提供了新的工程策略。

研究意义与展望
CD28在癌症免疫治疗中具有核心调控作用,尤其是在T细胞持久性、代谢重编程和表观遗传修饰方面。未来研究可进一步探索CD28与不同共刺激或共抑制分子的协同机制,优化双特异性抗体设计以增强靶向性和安全性,并通过调控RNA结合蛋白和剪接因子提升T细胞功能。此外,开发能够稳定CD28信号的小分子或抗体药物,将有助于提升免疫治疗在‘冷肿瘤’中的效果。CD28靶向治疗可能成为新一代细胞治疗和抗体药物开发的关键节点,为个性化免疫治疗提供理论依据。

 

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结语
本文系统总结了CD28共刺激受体在癌症免疫治疗中的分子机制与临床应用,揭示了其在T细胞功能维持、代谢调控、表观遗传修饰及RNA剪接中的多维作用。研究指出,CD28信号的强度和持续时间影响CAR-T细胞治疗的表型与持久性,而双特异性抗体策略可有效增强T细胞抗肿瘤活性,同时降低细胞因子释放综合征风险。在肿瘤微环境中,CD28的下调与T细胞耗竭密切相关,恢复其功能有望改善免疫治疗响应。此外,CD28与E3泛素连接酶、microRNA及RNA结合蛋白的相互作用为癌症治疗提供了新的分子靶点和调控路径。这些研究进展为下一代免疫治疗策略(如多特异性抗体、基因编辑T细胞)提供了坚实的理论基础,并为临床转化和个性化治疗设计提供了新方向。

 

文献来源:
Michael T Lotze, Scott H Olejniczak, and Dimitris Skokos. CD28 co-stimulation: novel insights and applications in cancer immunotherapy. Nature reviews. Immunology.
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