CAR-T細胞療法已被成功應用于治療多種血癌和血液系統惡性腫瘤；然而，其在實體瘤治療領域的應用則更具挑戰。腫瘤微環境（TME）由多種細胞組成，并表達積極抑制免疫功能的分子，限制了局部T細胞的功效。其中許多抑制機制利用的是維持正常T細胞穩態的信號通路。隨著對免疫逃逸機制的深入理解，研究人員正在工程化CAR-T細胞，以更好地對抗TME免疫抑制并保持免疫細胞的抗腫瘤活性。
隨著新型CAR-T細胞類型的發展，研究人員必須對這些細胞的功能進行表征和評估，以更好地了解其工作原理。由于工程細胞產品的異質性，bulk水平分析平均群體特征可能會錯失單個細胞中存在的關鍵功能指標，因此在單細胞水平上評估生物功能至關重要。IsoPlexis的單細胞分泌組學解決方案為研究人員提供了一個自動化平臺，在單細胞層面進行細胞因子分析，使他們能夠輕松地進行細胞功能表型，并表征療效和持久性的關鍵生物標志物。
評估工程T細胞的功能變化
最近發表在《Cancer Immunology Research》上的一篇論文描述了為克服TME免疫抑制而設計的CAR-T細胞的特征。研究人員試圖通過靶向Fas信號來防止TME中T細胞的失效。通常而言，Fas信號通路作為免疫活化負反饋回路的一部分，可調節T細胞的擴增并減弱免疫功能。然而，實體瘤細胞可以通過分泌Fas配體（FasL）來利用這種信號傳導，其與T細胞上的Fas受體結合并誘導細胞凋亡或死亡。FasL表達已在多種實體瘤中檢測到，并顯示與疾病進展、嚴重程度和惡性結果有相關性。
為了保護效應T細胞免受Fas信號通路的激活，研究人員對CAR-T細胞進行了改良，當T細胞與特定抗原結合時，該細胞可以分泌Fas誘體，從而防止Fas與FasL的相互作用。為了靶向實體瘤，CAR-T細胞被設計成靶向前列腺干細胞抗原（PSCA，一種由多種實體瘤表達的抗原）。研究人員證實，PSCA刺激可導致CAR-T細胞分泌Fas誘體分子，這種分泌可保護CAR-T細胞免受Fas信號的激活。
接下來，研究人員想了解這種修飾是如何影響細胞功能的。他們使用IsoPlexis單細胞分泌蛋白組學平臺，評估了細胞的多功能性，即細胞分泌兩種或多種細胞因子的能力。用表達FasL的胰腺癌細胞來刺激改造的分泌Fas誘體的CAR-T細胞（CAR.FD）。與對照CAR-T細胞相比，CAR.FD細胞中的多功能細胞比例更高，一些細胞表達的細胞因子有7種之多，而對照細胞最多僅表達4種細胞因子。
由于多功能性已被證實與提高效力、療效和臨床結果相關，CAR.FD細胞中觀察到的多功能性增加是指導進一步研究的信息性性能指標。隨后的體外和體內實驗表明，與對照CAR-T細胞相比，表達Fas誘體的CAR-T細胞在控制腫瘤生長方面更有效。
使用單細胞指標了解工程T細胞功能
單細胞分析可產生諸多預測產品質量和功效的獨特指標，如細胞多功能性。通過使用IsoPlexis單細胞自動分析平臺，研究人員得以在開發早期獲得關鍵數據，洞悉工程T細胞的功能。這些數據有助于推動研究發展，揭示治療反應的潛在機制，并確定關鍵功能屬性。IsoPlexis單細胞功能表型平臺賦能科學家輕松評估細胞功能。
