2026年7月 第403404期

AI筛选靶点助力CAR-T疗法研究

美国宾夕法尼亚大学Baker等,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,建立了一套人工智能(AI)驱动的CAR-T细胞靶点发现流程,优先筛选并提名有治疗潜力的靶点,并由此发现了被反复提名的高潜力新靶点GPNMB,开发了靶向GPNMB的CAR-T细胞,这种CAR-T在白血病、黑色素瘤、结直肠癌小鼠模型中显示显著的抗肿瘤活性,可有效清除体内肿瘤细胞,延长生存期。(Cell. 2026年6月25日在线版)

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研究者通过整合人类皮肤癌和健康组织的单细胞 RNA 测序数据,开发了一种由AI驱动的 CAR-T 细胞靶点发现方法。通过使用公共数据集对候选物进行筛选,优化其在肿瘤组成、组织特异性和临床可行性方面的表现。大语言模型(LLM)被用于优先筛选并提名具有治疗潜力的靶点。

结果显示,糖蛋白非转移性黑色素瘤蛋白B(GPNMB)是最常被提名的靶点,它是一种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,在黑色素生成、组织修复等生理过程中发挥作用,不仅与黑色素瘤有关,还与帕金森病、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎有关。此前已被作为抗体偶联药物靶点研究过,虽然ⅡB期临床试验未达主要终点,但提示靶向GPNMB有一定可行性。

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研究者进一步验证,GPNMB 在血液系统肿瘤和包括胶质母细胞瘤、肝癌、肺鳞癌、胰腺癌、胃癌、胆管癌等多种实体瘤中广泛表达。研究者设计了一种靶向人类 GPNMB 的 CAR-T 细胞,在单核细胞白血病、黑色素瘤和结直肠腺癌的小鼠模型中表现出显著的抗肿瘤活性,可有效清除体内肿瘤细胞,延长小鼠生存期。

不过,研究中疗效数据来自免疫缺陷小鼠异种移植模型,不能充分模拟患者体内复杂的免疫微环境,GPNMB靶向CAR识别人源GPNMB,不识别小鼠GPNMB,无法在小鼠正常组织中直接评估脱靶毒性,GPNMB在部分正常组织中可能低水平表达,安全窗口需经过更严格的临床前和临床研究确认。

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该研究使用生物学数据的大语言模型识别可行的 CAR-T 细胞靶点,发现GPNMB 在多种类型的肿瘤细胞表面广泛表达,研发的靶向 GPNMB 的 CAR-T 细胞可在体内清除血液和实体肿瘤。研究建立了一种可扩展的 CAR-T 细胞靶点发现流程,并支持将靶向 GPNMB 的 CAR-T 细胞作为多瘤种治疗手段进行转化应用研究。

研究者详细介绍了该 AI 框架,以便其他研究人员能使用并根据自身研究进行调整,研究者还计划将该 AI 框架应用于其他类型肿瘤和疾病,并继续优化靶向 GPNMB 的 CAR-T 细胞疗法,以备未来可能开展的临床试验。

有评论者指出,识别安全有效的靶点仍是 CAR-T 细胞疗法面临的主要瓶颈。该研究开发了一种基于大语言模型辅助的评分框架,以简化这一过程,由此鉴定并验证了 GPNMB 作为黑色素瘤、白血病和结直肠癌等多种肿瘤中的 CAR-T 细胞治疗的潜在靶点。 (编译 崔奕棠)


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