“使用mRNA在体内生成工程化T细胞对某些疾病具有吸引力，因为生成的CAR-T细胞的暂时性可能会限制毒性作用，并能精准给药。”

由于活化的心脏成纤维细胞的细胞外基质蛋白过度沉积导致的纤维化，影响着成千上万的心脏病患者，并可能导致心力衰竭。不幸的是，针对心脏纤维化的治疗选择有限。《科学》杂志的一项研究报告了一种新的方法，通过将工程化T细胞的功效与mRNA疗法的便利性相结合，来消除活化的成纤维细胞。使用携带编码嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）mRNA的脂质纳米粒（lipid nanoparticles, LNPs），来自宾夕法尼亚大学的Rurik等在体内产生了CAR-T细胞，可以靶向活化的成纤维细胞，减轻心肌纤维化。

心肌成纤维细胞在心肌损伤时被激活。在许多慢性心脏病中，这些成纤维细胞在病理上仍处于激活状态，分泌过多的细胞外基质，导致心肌纤维化，使心肌变硬，损害心肌细胞功能。目前的抗纤维化疗法的目的是限制纤维化的进展，而不是在纤维化形成后立即消除。

CAR是合成受体，当在从患者或健康捐赠者分离的免疫细胞（如T细胞）上表达时，它们能够识别目标抗原并触发特异性免疫反应。CAR-T细胞治疗在几种血液系统恶性肿瘤中展示出显著效果，但它也与重要的毒性有关，包括注射前淋巴细胞耗竭的风险，以及高成本和复杂的细胞生产。

作者之前曾试图用CAR-T细胞重建已形成的心肌纤维化，以特异性地消除小鼠体内活化的成纤维细胞。然而，由于成纤维细胞活化是正常伤口愈合过程的一部分，抗纤维化CAR-T细胞的无限期持续存在可能会对未来的损伤造成风险。为了设计一种瞬时抗纤维化T细胞，在基于mRNA的COVID-19疫苗成功的激励下，他们选择了LNP-mRNA方法。鉴于mRNA本质上是不稳定的，CAR在T细胞上的表达将是暂时的，没有CAR-T细胞会持续超过一周。

“我们使用我们建立的T细胞靶向LNP-mRNA平台在体内重新编程T细胞，避免从患者身上移除T细胞。”该研究的主要作者之一Hamideh Parhiz解释道。她补充说，这种方法还将降低体外CAR-T细胞生成所需的巨大成本、风险和广泛的基础设施。

首先，他们制备了含修饰核苷的mRNA，编码一种针对成纤维细胞活化蛋白（fibroblast activation protein, FAP）的CAR，FAP是活化成纤维细胞的标记物。这种mRNA被包装在靶向CD5的LNP中，CD5由T细胞自然表达。在体外，靶向CD5的LNP将mRNA传递给培养的大多数（83%）T细胞。CAR表达在24 h达到峰值，随后几天迅速下降。新产生的CAR-T细胞在体外以剂量依赖性的方式有效地消除了表达FAP的靶细胞。

接下来，作者在通过持续输注血管紧张素II和苯肾上腺素诱导的高血压小鼠心肌纤维化模型中，评估了这些CAR-T细胞在体内的抗纤维化能力。

一周后，一旦纤维化形成，静脉注射携带FAP CAR mRNA的LNP。作者能够在注射48 h后检测到一致的FAP CAR-T细胞群（17.5%~24.7%）。FAP CAR的表达持续了大约一周，强调了该方法所需的瞬时效果。两周后，作者观察到治疗小鼠的心脏功能显著改善：左心室舒张功能恢复到未受损伤的水平，左心室收缩功能也显著改善。

组织学上，细胞外基质的总负荷显著降低。重要的是，B细胞或NK细胞均不表达FAP CAR，心脏外器官也没有组织学变化或体重减轻，表明该方法的特异性和安全性。

Parhiz解释说：“使用mRNA在体内生成工程化T细胞对某些疾病具有吸引力，因为生成的CAR-T细胞的暂时性可能会限制毒性作用，并能精准给药。”

该研究的另一位主要作者Jonathan Epstein认为，这个例子显示了将这些前沿方法结合起来治疗各种疾病的潜力，这些疾病都有大量未得到满足的医疗需求。他说，“例如，纤维化可以影响几乎所有器官和组织，但我们几乎没有有效的治疗方法。如果能够使用基于mRNA的免疫疗法来减轻疾病负担，我们可能会改善许多有需求的患者的生活质量。”

参考文献：Villanueva MT. Repairing cardiac injury with transient CAR-T cells[J]. Nature Reviews,2022,21:179.