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CAR-T疗法已经在部分血液肿瘤中改写治疗格局。
然而,它要真正走向更多癌种,尤其是实体瘤,首先要回答一个很朴素的问题:打哪个靶?
一个优秀的靶点,它最好在大量肿瘤细胞上稳定出现,能被CAR-T细胞识别;同时又尽量少出现在心、肺、脑等关键正常组织中,否则被激活的T细胞可能误伤正常器官。
过去,找靶点很依赖经验、数据库检索和人工判断,流程慢,也容易受研究者既有认知影响。
今天,由宾夕法尼亚大学Daniel J. Baker、Zoltan Arany和Carl H. June,以及亚琛工业大学Sikander Hayat领衔的研究团队,在《细胞》上发表一篇重要研究论文。
他们发现,将单细胞测序图谱、公共生物医学数据库和大语言模型推理结合起来,可以建立一套CAR-T靶点发现流程;在这套流程中,GPNMB被反复提名为高潜力靶点,研究团队进一步开发的GPNMB靶向CAR-T细胞在多种肿瘤小鼠模型中显示出强抗肿瘤活性。

研究的第一步,是给好靶点建立一套相对清楚的评分逻辑。研究人员整合了多个数据集,最终形成一个包含124620个细胞、111个样本的图谱,其中有106834个癌细胞和17786个正常细胞。这让研究者能看到某个基因究竟表达在肿瘤细胞上,还是主要来自肿瘤里的免疫细胞、基质细胞等。
在初筛出候选靶点之后,研究团队把每个候选基因放进更大的“筛子”里。这个“筛子”包括靶点是否位于细胞表面,是否在肿瘤细胞中富集,是否在心、肺、脑等重要组织中低表达,是否已有抗体或药物开发基础。
随后,研究人员把整理好的特征和候选列表交给GPT-4o、Claude-3.7和Gemini-2.5-Pro,让它们在固定规则下反复推荐权重、排序和提名。每个模型运行1000次,研究团队还做了有无专家初始权重的比较。结果显示,两种策略得到的前100个基因有94个重叠,前15个最终提名有12个重叠,提示这套流程具有一定稳定性。
在这些候选靶点中,GPNMB最受关注。GPNMB是一种I型跨膜糖蛋白,与细胞黏附、迁移、组织修复和免疫抑制有关。它过去已经被作为抗体偶联药物的靶点研究过,说明这个蛋白具备一定药物开发基础。虽然相关的2b期临床试验未达到主要终点,但靶向GPNMB本身曾显示出可行性,这给CAR-T开发留下了空间。
基于TCGA和GTEx数据,研究人员注意到除黑色素瘤之外,GPNMB也在包括胶质母细胞瘤、肝癌、肺鳞癌、胰腺癌、胃癌、胆管癌等多种癌症中表达升高。他们还基于患者肿瘤组织,初步证实了上述发现。

于是,研究人员构建了GPNMB靶向CAR-T细胞,并初步证实它在遇到GPNMB阳性肿瘤细胞时会增殖、分泌IFNγ,并杀伤靶细胞;面对GPNMB阴性B急性淋巴细胞白血病细胞时,未产生上述反应。这个结果支持其抗原依赖性,也就是CAR-T细胞的激活与GPNMB识别有关。
研究人员又在免疫缺陷小鼠中建立人单核母细胞白血病模型,注入GPNMB靶向CAR-T细胞后,小鼠外周血中人CD45阳性细胞显著扩增,提示CAR-T在体内遇到靶点后发生扩增。对照T细胞组小鼠快速进展,而GPNMB靶向CAR-T细胞组小鼠生存显著延长,并且实验中未观察到明显体重下降等毒性信号。
研究团队还在黑色素瘤和肠癌异种移植模型中测试了GPNMB靶向CAR-T。黑色素瘤模型中,GPNMB靶向CAR-T处理后肿瘤体积显著缩小,多数小鼠达到完全缓解,生存期也明显延长;肠癌模型中,GPNMB靶向CAR-T同样诱导肿瘤明显退缩,所有接受治疗的小鼠达到完全缓解。
尽管GPNMB靶向CAR-T细胞展现出一定的疗效,仍有几个问题需要我们注意:第一,主要疗效证据来自免疫缺陷小鼠异种移植模型,这类模型不能充分模拟患者体内复杂的免疫微环境;第二,论文中的GPNMB靶向CAR识别人源GPNMB,不识别小鼠GPNMB,因此无法在小鼠正常组织中直接评估脱靶毒性;第三,GPNMB在部分正常组织中可能有低水平表达,安全窗口必须通过更严格的临床前和临床研究确认。
总体来看,宾夕法尼亚大学和亚琛工业大学的研究人员,把AI辅助药物发现和工程化细胞治疗这两个热门方向接到了一起;它不仅提出了GPNMB靶向CAR-T这个候选疗法,也展示了一条从单细胞数据到靶点排序、再到实验验证的路径。
对于CAR-T领域来说,真正稀缺的资源一直是“足够安全、足够广谱、足够可及”的靶点。GPNMB能否成为这样的靶点,还需要临床研究回答;但这项工作至少说明,AI参与的系统化筛选,可能会让CAR-T找靶点这件事变得更快,也更容易被重复验证。

参考文献:
[1].Baker D. J., Frommer L. M., Uslu U., et al. AI-driven discovery of GPNMB CAR T cells as a multi-cancer therapy. Cell, 2026, 189: 3871-3882. DOI: 10.1016/j.cell.2026.06.002.
本文作者丨BioTalker
夜雨聆风