[发明专利]共表达延胡索酸水合酶的嵌合抗原受体及其应用

说明书

本发明提供一种嵌合抗原受体(CAR)，其包含胞外结构域、跨膜结构域和胞内结构域，其中所述嵌合抗原受体还表达延胡索酸水合酶FH。通过共表达FH，本发明的嵌合抗原受体的抗肿瘤作用得以增强。以CD19抗体为例，共表达FH的抗CD19嵌合抗原受体用于修饰免疫细胞，修饰后的免疫细胞能更高效的用于表面CD19阳性的肿瘤的治疗。

技术领域

本发明涉及生物医药领域。更具体地，本发明涉及一种共表达延胡索酸水合酶(FH，Fumarate hydratase)的嵌合抗原受体(CAR)及其在治疗广谱性肿瘤中的应用。

背景技术

2021年初，世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)公布数据表明，2020年全球新发癌症病例1929万例，死亡病例996万例。中国新发癌症病例457万例，死亡病例300万例，新发癌症人数位居全球第一。全球科学家致力于肿瘤疗法研究，其中，免疫治疗继化疗和靶向治疗后，成为肿瘤治疗的第三次革命。2013年《科学》杂志将肿瘤免疫治疗列为十大科学突破之首，2015年又将肿瘤免疫联合治疗列为最值得关注的四项科学进展之一。

肿瘤免疫治疗是指应用免疫学的原理和方法，提高肿瘤的免疫原性，利用自身的免疫系统攻击肿瘤细胞，从而抑制或杀伤肿瘤细胞。按其治疗策略分为两大类：免疫检查点抑制剂(如CTLA-4、PD-1、PD-L1等)和细胞免疫治疗(如CAR T等)。CAR T细胞全称为嵌合抗原受体T细胞(Chimeric Antigen Receptor T-Cell)，治疗原理为通过基因工程的方法，将能识别某种肿瘤抗原的抗体单链可变区(Scfv)与CD3-链的胞内区在体外偶联为一个嵌合蛋白，通过基因转导的方法转染体外培养的患者T细胞，使其表达嵌合抗体受体(CAR)。患者的T细胞被“重编程”后，生成大量具有杀伤性的CAR T细胞，能够特异性地靶向肿瘤细胞。CAR T与传统的免疫疗法相比，具有治疗更精确、靶向更精准、杀瘤更广泛、效果更持久等显著优势。作为新型前沿治疗手段，CAR T治疗主要由中美引领发展，中国的表现尤为突出，截至2019年5月，全球CAR T治疗临床试验登记项目507项，主要分布在中国和美国，分别占试验总数的44.2％和36.7％。CAR T治疗的概念最早于1989年提出，至今三十年CAR T疗法历经四代技术革新。经过多年研究，CAR T疗法在临床上获得巨大成功，尤其是血液型肿瘤治疗取得了巨大的成就，多个产品已经批准上市。例如2017年FDA批准了两种靶向CD19 CAR T药物用于治疗幼儿或成人复发或难治性B细胞前体急性淋巴细胞白血病(ALL)，意味着CART治疗成为肿瘤新的合法的治疗策略。

尽管目前在CAR T治疗肿瘤领域捷报不断，但是CAR T细胞治疗肿瘤过程中仍然面临着诸多问题，其中，CAR T细胞浸润到肿瘤中发挥功能是导致CAR T疗法仅在小部分病人中有效果的主要原因，并直接导致了CAR T疗法在治疗过程中的局限性。因此，促进CAR T细胞浸润和激活、发挥功能成为CAR T治疗有效性至关重要的一步。

延胡索酸水合酶FH(Fumarate hydratase)编码三羧酸循环中的线粒体蛋白，为L-苹果酸水合酶，其可逆地催化延胡索酸水化为L-苹果酸。

发明内容

本发明人经过深入研究发现，延胡索酸水合酶FH的基因突变或低表达在多种肿瘤中高发，尤其对肾癌的发展起重要作用。肿瘤病人和小鼠模型均显示，FH可能促进CD8⁺T细胞杀伤肿瘤的功能。进一步的研究证实，通过过表达FH来降低延胡索酸的水平，能够促进CAR T细胞激活和改善治疗肿瘤的效果。

因此，在一个方面，本发明提供一种嵌合抗原受体(CAR)，其包含胞外结构域、跨膜结构域和胞内结构域，其中所述嵌合抗原受体还表达延胡索酸水合酶FH(Fumaratehydratase)。

在一些实施方案中，在本发明嵌合抗原受体中，其中所述延胡索酸水合酶FH在所述胞外结构域的N端或C端和/或在所述胞内结构域的N端或C端表达。