研究前沿|一石二鸟！GPNMB CAR-T细胞同步清除GBM肿瘤与免疫抑制巨噬细胞

文献速览

胶质母细胞瘤（GBM）存在高度异质性，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）主导免疫抑制微环境，常规CAR-T因抗原丢失、髓系屏障疗效短暂。本研究通过多组学筛选鉴定GPNMB为肿瘤+免疫髓系双共有表面抗原，构建第二代抗GPNMB CAR-T； 该CAR-T可同时清除GPNMB⁺胶质瘤干细胞（GSC）与免疫抑制型GPNMB⁺TAMs， 在PDX、人源化、免疫健全小鼠模型实现长期肿瘤控制，甚至治愈复发型GBM，为髓系富集实体瘤提供全新双靶向细胞治疗范式。

研究路线

• 多组学筛选CD133±胶质瘤干细胞，经多临床维度验证GPNMB在复发GBM高表达、正常脑组织低表达。
• CRISPR敲除证实GPNMB促进胶质瘤增殖，维持侵袭间充质恶性表型。
• 构建人/鼠二代GPNMB CAR-T，体外可特异性激活并杀伤胶质瘤与抑制型巨噬细胞。
• 多类颅内小鼠模型证实CAR-T长效控瘤，可救治CD133CAR-T耐药复发肿瘤。
• 髓系单细胞图谱揭示GPNMB标记脂质代谢型M2巨噬细胞，CAR-T同步清除肿瘤与TAMs，重塑抗肿瘤微环境。

主要结果

1.GPNMB是复发GBM专属安全双靶点

多维度临床样本验证GPNMB具备理想靶向窗口：TCGA转录组、患者胶质瘤干细胞流式结果均显示GPNMB在胶质母细胞瘤中高表达，正常脑组织、神经细胞几乎不表达；配对原发与复发肿瘤的蛋白组、免疫组化证实复发病灶GPNMB表达显著上调；18例原发/复发胶质瘤单细胞测序明确，GPNMB特异性表达于恶性肿瘤细胞与肿瘤相关巨噬细胞两大促瘤核心群体，正常脑区无明显表达，靶向治疗脱靶风险低。

图1.确定GPNMB作为GBM中具有临床相关性的靶点

2.GPNMB直接驱动胶质瘤恶性进展与免疫抑制微环境

CRISPR敲除实验证实GPNMB是胶质瘤促癌关键基因。体外敲除人源胶质瘤干细胞、小鼠GL261胶质瘤细胞的GPNMB，细胞增殖活性明显降低；体内NSG人源肿瘤模型、C57BL6免疫健全小鼠颅内移植模型中，GPNMB缺失组肿瘤生长缓慢、小鼠生存期显著延长。转录组分析显示GPNMB缺失会抑制侵袭性间充质恶性程序，促使肿瘤向低恶性神经祖、星形细胞状态转化，同时减少髓系抑制细胞浸润、提升效应淋巴细胞占比，打破胶质瘤干细胞与抑制型巨噬细胞之间的促瘤交互环路。

图2.GPNMB在功能上支持GBM进展，并在体内重编程恶性状态

3.人源GPNMB CAR-T具备抗原特异性肿瘤杀伤与T细胞活化能力

研究构建携带GFP报告基因的第二代抗GPNMB CAR，骨架包含CD8铰链/跨膜区、4-1BB共刺激分子与CD3ζ信号域。多健康供者T细胞转染CAR后可特异性裂解GPNMB阳性胶质瘤细胞，杀伤效率随效靶比提升；若敲除肿瘤细胞GPNMB，CAR-T杀伤作用基本消失，证明杀伤完全依赖抗原识别。与肿瘤共培养后CAR-T高表达CD25、CD69活化标志物，大量分泌IFN-γ、TNF-α抗肿瘤效应细胞因子，具备成熟效应T细胞功能。研究还发现GPNMB CAR-T可根治原发胶质瘤，逆转CD133 CAR-T治疗复发。

图3.GPNMB CAR-T细胞能针对GBM产生强效且具有治愈性的抗肿瘤反应

4.人源化小鼠证实GPNMB CAR-T可重塑人体抗肿瘤免疫微环境

采用可重建人淋巴、髓系细胞的NOG-EXL人源化小鼠构建颅内胶质瘤模型，颅内给予GPNMB CAR-T后，小鼠肿瘤负荷显著下降，部分实现接近完全消退。多重免疫荧光显示瘤内大量人源CD4⁺、CD8⁺效应T细胞与CAR-T、记忆T细胞浸润；原本免疫抑制的CD163⁺巨噬细胞出现细胞碎片吞噬行为，IFN-γ表达上调，原有免疫抑制表型被有效逆转。研究还进一步发现GPNMB CAR-T可双重清除肿瘤与免疫抑制M2型巨噬细胞。

图4.GPNMB CAR-T细胞可清除GPNMB+肿瘤细胞及髓系细胞

5.鼠源GPNMB CAR-T在完整免疫体系下实现长期胶质瘤控制

构建携带Thy1.1标记的小鼠特异性GPNMB CAR-T，体外可高效裂解GL261胶质瘤细胞；免疫健全C57BL/6小鼠颅内造模给药后，肿瘤长期被抑制，小鼠生存期超100天且无明显体重下降等毒副作用。脑组织免疫荧光结果直观显示，治疗后瘤内GPNMB阳性肿瘤细胞与GPNMB⁺巨噬细胞几乎被完全清除， 验证该靶向策略在完整内源免疫背景下依然稳定有效。

图5.经鼠源化改造的抗小鼠GPNMB CAR-T细胞可有效抑制同基因胶质瘤模型

研究意义与创新点

• 靶点与机制创新： 鉴定GBM肿瘤干细胞、抑制型TAMs共有抗原GPNMB，正常脑组织低表达安全性高；阐明GPNMB维持肿瘤间充质侵袭表型，介导巨噬细胞脂质代谢相关免疫抑制，完善肿瘤-髓系互作机制。
• 治疗与转化创新： 建立单CAR同步清除肿瘤与髓系细胞的全新范式，突破抗原丢失、TAMs免疫屏障两大耐药；多类临床前模型证实长效抑瘤，适用于多种高髓系浸润实体瘤，具备颅内给药转化潜力。

文章小结

本研究通过筛选出胶质母细胞瘤肿瘤与抑制型TAMs共有抗原GPNMB，复发肿瘤高表达且靶向安全性佳；GPNMB可促进肿瘤增殖、维持侵袭间充质表型。研究构建人、鼠二代GPNMB CAR-T，体外特异性杀伤GPNMB阳性肿瘤与M2巨噬细胞；在PDX、复发挽救、人源化、免疫健全多类颅内模型中实现长效抑瘤，可同步清除GPNMB⁺肿瘤与TAMs、重塑抗肿瘤微环境。单细胞图谱证实GPNMB是脂质代谢相关免疫抑制巨噬细胞标志物， 建立单一CAR同步靶向肿瘤与髓系细胞的全新治疗范式，为巨噬细胞富集实体瘤提供转化型CAR-T方案。

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