CD70 靶点再突破：高灵敏 CAR-T 攻克实体瘤免疫治疗关键瓶颈

   实体瘤抗原异质性是包括嵌合抗原受体（CAR）T 细胞在内的肿瘤免疫治疗面临的主要挑战。与 B 细胞恶性肿瘤的靶点 CD19 不同，目前尚未发现一种在实体瘤中全细胞表达、同时在正常重要细胞中不表达的理想靶点。CD70 是一个极具潜力的候选靶点，其在生理状态下仅局限表达于部分免疫细胞亚群，而在多种肿瘤中异常表达。本研究证实，肿瘤中 CD70 的异质性表达受表观遗传调控，不同肿瘤细胞的 CD70 表达水平从高到低差异显著，采用常规检测方法甚至会呈现阴性结果。作者构建了一种高灵敏度 CD70 受体，即不依赖人类白细胞抗原（HLA）的 T 细胞（HIT）受体，该受体共表达 CD80 和 4-1BBL 以提供共刺激信号，可高效清除典型 CAR-T 细胞无法杀伤的 CD70 异质性表达肿瘤。上述研究结果为广谱实体瘤的治疗提供了一种潜在策略。该文章于2026年2月发表在《Science》，IF:45.8

技术路线：

主要研究结果：

1. CD70-CAR T 细胞无法根除 CD70 异质性肾肿瘤

   为在能反映患者特征的实体瘤模型中测试 CD70-CAR T 细胞，作者构建了两种肾透明细胞癌（ccRCC）患者来源的异种移植模型（PDX），分别命名为 K5 和 K7，二者均来自经多种治疗仍产生耐药性的患者（表 1）。K5 是典型的VHL突变型 ccRCC，而 K7 则是具有肉瘤样特征、更具侵袭性的NF2突变型 ccRCC 肿瘤（图 S1A）。K5 和 K7 在培养状态下均表达 CD70（图 S1B），且均可被表达 CD70 特异性 CAR 的 T 细胞裂解（图 S1 C、D 和 S3 A、B）。CD70 阴性的 NALM6 细胞系则不会被裂解（图 S1 E、F）。作者通过将肿瘤细胞原位接种至肾包膜下构建了肾肿瘤模型（图 S1G；T 细胞输注时的肿瘤大小见图 S1H），该模型经免疫组化（图 1A）和流式细胞术（图 1B）检测显示出 CD70 异质性表达特征。为降低同种异体反应和自相残杀效应，作者敲除了所有输注 T 细胞的TRAC和CD70基因座（图 S2），因为作者发现敲除CD70可提升 CD70-CAR T 细胞的疗效（图 S2C），且不会影响 CAR T 细胞的功能（图 S2D）。

   使用不同设计的 CD70-CAR T 细胞（CD70-28z、CD70-BBz 和 CD70-1XX）治疗 CD70 异质性肾肿瘤时，即便使用最高剂量的 CAR T 细胞（每只小鼠 1000 万个细胞），也无法根除肿瘤（图 1 C-E 和图 S3 C、D）。CD70-CAR T 细胞仅能延缓 K5 模型中的肿瘤进展（图 1D 和图 S3C），而在更具侵袭性的 K7 肾肿瘤模型中则完全无效（图 1E 和图 S3D），这与 K5 肾肿瘤模型中 CD70 阳性细胞比例（约 50%）高于 K7（约 18%）的结果一致（图 1A、B）。当将 ccRCC 肿瘤经静脉接种构建肺转移模型时（图 S2B），三种 CD70-CAR T 细胞均能诱导相似的初始应答，但 1XX 型 CAR T 细胞能提供最持久的疗效（图 S3 E、F 和 S4 A、B）。因此，后续研究中作者重点使用了 CD70-1XX。

   当构建同时存在肺部和肾脏肿瘤的小鼠模型（肺 + 肾双瘤模型）时，CD70-CAR T 细胞仍能快速清除肺部肿瘤，但无法清除肾脏部位的肿瘤（图 S4C）。作者检测到标记了高斯荧光素酶的 CD70-CAR T 细胞同时存在于肺部和荷瘤肾脏中（图 S4C），证实 CD70-CAR T 细胞并非因无法迁移至肾脏部位而失效。与肾脏部位相反，肺部肿瘤细胞表现出稳定的 CD70 高表达（图 S4D），这表明 CAR-T 细胞治疗失败的原因是肿瘤 CD70 表达水平不足，而非 T 细胞无法归巢至肾脏部位。后续对 CD70-CAR T 细胞治疗后难治性肾肿瘤的抗原谱分析进一步证实了这一点：CD70 阳性肿瘤细胞被清除，但低表达或阴性的肿瘤细胞亚群仍残留（图 S4E）。最后，作者通过携带 EF1α 启动子的慢病毒载体，在肾肿瘤中构建了组成型表达 CD70 的模型，使肿瘤细胞的 CD70 表达保持均一水平（图 S4 G、I），此时 CD70-CAR T 细胞治疗可实现肿瘤的完全根除（图 1 F、G），证实肿瘤对 CAR 治疗的响应性由 CD70 表达水平决定。

图 1.CD70 - CAR T 细胞无法清除 CD70 - 多样性的肾脏肿瘤

2. CD70 在呈阴性反应的肿瘤细胞中也有所表达

   为表征异质性 K5 和 K7 患者来源异种移植（PDX）肾肿瘤中的 CD70 表达情况，作者采用共聚焦显微镜和受激发射损耗（STED）显微镜，通过远红光通道成像，以消除细胞自发荧光，提高背景噪声之上的低水平信号检测能力（图 1H）。作者对野生型和 CRISPR-Cas9 编辑的 CD70 敲除 PDX 肾肿瘤中的单个细胞进行了 CD70 平均荧光强度（MFI）定量分析（图 1I、J 及图 S5）。

   结果显示，CD70 表达呈现出连续谱：K5 肿瘤细胞中 92.2%、K7 肿瘤细胞中 82.5% 的细胞，其 CD70 MFI 高于 CD70 敲除肿瘤的中位 MFI（图 1I、J）。因此作者证实，那些被常规方法判定为 CD70 阴性的肿瘤细胞，其 MFI 仍高于 CD70 敲除（CD70^KO）肿瘤细胞，说明这些细胞中仍存在极低水平的 CD70 表达。

图 2. 敏感的 HLA 无关 T 细胞受体能够检测到表观为 CD70 阴性肿瘤细胞上低水平表达的 CD70

3. 高灵敏度 HLA 非依赖性 T 细胞受体可检测低水平 CD70

   作者假设，更灵敏的 CAR 设计（如 HLA 非依赖性 T 细胞（HIT）受体 (26)），能够识别并清除低水平表达 CD70 的肿瘤细胞（图 2A）。值得注意的是，与 CD70-CAR T 细胞相比，CD70-HIT T 细胞在体内治疗可快速、深度清除 K5 肾肿瘤（图 2B）。对于 K7 肾肿瘤，CD70-HIT T 细胞相比 CD70-CAR T 细胞，也显著改善了肿瘤应答（图 2C、D）。与 CAR T 细胞不同，HIT T 细胞本身不具备工程化共刺激支持，而作者和其他研究团队此前已证实，共刺激信号可延长工程化 T 细胞的持久性 (26, 28)。当作者在 CD70-HIT 细胞中共表达 CD80 和 4-1BB 配体（4-1BBL）(29, 30) 后，HIT T 细胞在两种 PDX 模型中均实现了肿瘤的完全、持久清除（图 2B、C）。

图 3. CD70 通过 EZH2 介导的 H3K27me3 被表观遗传方式抑制至低水平

   体内 T 细胞计数显示，CD70-CAR T 细胞与 CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞在肾肿瘤部位的浸润数量相近（图 2E），但 CD70-CAR T 细胞表达更多耗竭标志物（图 2F），且无法清除肿瘤（图 2D）。在 CD70-CAR T 细胞中单独共表达 CD80 和 4-1BBL 两种共刺激配体，或仅表达 4-1BBL，均无法增强肿瘤清除效果（图 S7A、B、D、E）。

   为确认 CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞介导的是 CD70 特异性应答，作者构建了 CRISPR-Cas9 敲除 CD70 的 K5（图 S8A、B）和 K7（图 S9A、B）PDX 肿瘤细胞。在长时间体外细胞毒性实验（图 S8E、S9E）和体内实验（图 2G-I）中，CD70-HIT T 细胞均无法杀伤 CD70 敲除的 K5 或 K7 肿瘤。此外，将 CD70 野生型 PDX 肿瘤与 25% CD70 敲除肿瘤混合接种后，CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞仍无法根除肿瘤（图 2H、I），这证实其体内疗效并非通过旁观者效应杀伤 CD70 阴性肿瘤细胞，而是严格依赖肿瘤细胞表达 CD70。

4. CD70 染色质可及性可作为其低水平表达的特征标记

   为进一步探究 CD70 表达被沉默至极低水平的机制，作者从同时荷瘤小鼠的肾脏和肺部（肺部肿瘤均为 CD70 高表达型）中分离出 CD70 低表达（CD70^LO）和 CD70 高表达（CD70^HI）肿瘤细胞，并分析其离体分离及后续培养过程中的 CD70 转录水平、蛋白表达和染色质可及性图谱（图 3A-D 及图 S10）。

   CD70^LO肾肿瘤细胞的 CD70 转录水平在第 0 天处于检测下限，第 2 天仍维持极低水平，第 8 天则显著回升（图 3B），这与蛋白表达的恢复情况一致（图 3A）。转座酶可及性测序（ATAC-seq）分析显示，CD70 基因的可及染色质区域存在显著差异（图 3C 及图 S10D）。第 0 天时，来自肾脏和肺部的 CD70^HI肿瘤细胞在 CD70 启动子区域表现为开放染色质状态，而 CD70^LO肾肿瘤细胞的该区域峰强度显著更低（图 3C）。至第 8 天，CD70^LO肾肿瘤细胞的 CD70 染色质可及性提升了 1.4 倍（图 3D），与 CD70 RNA 和蛋白表达水平的升高同步（图 3A、B）。

   对第 0 天 CD70^HI与CD70^LO肾肿瘤细胞的配对全基因组转录组和表观遗传图谱分析显示，上皮 - 间质转化（EMT）和多梳抑制复合物 2（PRC2）靶基因相关的基因集在 CD70^LO细胞中显著富集（图 3E、F）。作者进一步检测了 CD70 基因组区域的组蛋白 H3 第 27 位赖氨酸三甲基化（H3K27me3，与 PRC2 活性相关的抑制性染色质标记），以及 PRC2 催化亚基 Zeste 增强子同源物 2（EZH2）的结合情况。第 0 天时，CD70^LO肾肿瘤细胞的 CD70 启动子区域富集了 H3K27me3 和 EZH2（图 3G）；相反，与转录激活相关的组蛋白 H3 第 4 位赖氨酸三甲基化（H3K4me3）则在 CD70^HI肾肿瘤细胞的 CD70 启动子区域富集（图 3G）。

图 4. CD70 的表观遗传特征可用于预测 ccRCC 患者肿瘤和正常组织中的低水平表达。

   第 8 天时，CD70^LO肾肿瘤细胞中 CD70 的重新表达，伴随着 CD70 启动子区域 EZH2 结合和 H3K27me3 修饰的消失，以及 H3K4me3 修饰的出现（图 3G）。进一步验证发现，用 EZH2 抑制剂处理第 0 天的 CD70^LO肾肿瘤细胞，可使 CD70 的重新表达速度显著快于对照组（图 3H）；而用阿扎胞苷抑制 DNA 甲基化，并未诱导 CD70 重新表达（图 S11F），且亚硫酸氢盐测序显示 CD70 启动子的 CpG 岛并未发生甲基化（图 S11D）。上述数据证实，EZH2 介导的 H3K27me3 表观遗传沉默，与肾透明细胞癌中极低水平但可被 HIT 受体靶向识别的 CD70 表达状态相关。

5. 肾透明细胞癌患者肿瘤中 CD70 表达的表观遗传特征

   为明确 CD70 在原发性患者样本中是否受表观遗传调控，作者收集了 6 例肾切除术时获取的肾透明细胞癌（ccRCC）肾肿瘤样本（表 2），并使用 10x Multiome 平台同时对单个细胞进行染色质可及性和基因表达谱分析。与作者的肾肿瘤 PDX 模型结果一致（图 4A），患者肿瘤中 CD70 的表达呈现异质性（图 4B、C）。

   为验证那些常规检测呈 CD70 阴性的患者肿瘤细胞，其 CD70 启动子是否仍存在可检测的染色质开放状态，作者根据转录本表达水平在计算机上将细胞分为 CD70 阴性（CD70^NEG）和 CD70 阳性（CD70^POS）两个群体，并分析其染色质可及性。CD70^NEG与 CD70^POS肿瘤细胞之间的染色质可及性差异，与作者在 PDX 模型中观察到的结果完全吻合（图 3C 和图 4D）。相比之下，内皮细胞、肌成纤维细胞等正常组织中，CD70 启动子始终处于关闭状态（图 4D）。

   作者还观察到，患者肿瘤细胞中上皮 - 间质转化（EMT）相关基因集（图 S12E）和 EZH2 相关基因集（图 S12F）显著富集，这与作者在肾肿瘤 PDX 模型中的发现一致。这些数据表明，在异质性 ccRCC 患者肿瘤中，染色质可及性特征预示着常规检测看似 CD70 阴性的肿瘤细胞，仍存在低水平的 CD70 表达。

6. 利用染色质可及性预测靶向 / 脱瘤毒性

   鉴于常规检测方法的灵敏度已接近极限，无法检测到低水平但可被 HIT 受体识别的 CD70 表达，作者利用包含 30 种不同人体正常组织、222 种不同细胞类型的单细胞 ATAC 图谱，分析 CD70 的染色质可及性，以预测可被 HIT 受体识别的 CD70 表达（图 4E）。作者使用 ArchR R 包计算了所有组织中各细胞类型的平均基因得分（32），当细胞的 CD70 基因得分大于 0 时，即判定 CD70 基因座处于开放状态。分析显示，CD70 染色质开放状态仅局限于少数特定细胞类型，且在这些细胞类型中，开放状态的细胞比例也极低（<5%）。正如预期，免疫细胞亚群中 CD70 开放状态的细胞比例最高：记忆 B 细胞约为 5%、浆细胞约为 3%、CD4⁺T 淋巴细胞约为 2.5%、CD8⁺T 淋巴细胞约为 3%，这与外周血单个核细胞（PBMCs）的流式细胞术 CD70 检测结果一致（图 S14）。

图 5. CD70 - HIT T 细胞能够清除 CD70 - 多样性的卵巢和胰腺肿瘤

   为评估 CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞在发挥抗肿瘤作用时，对正常造血细胞和免疫细胞亚群的脱瘤活性，作者构建了人源化透明细胞肾细胞癌（ccRCC）模型（图 4F）。NBSGW 小鼠经粒细胞集落刺激因子（G-CSF）动员的健康成人供者 CD34⁺造血干 / 祖细胞（HSPCs）移植实现人源化后，再肾包膜原位接种了经修饰表达 CD19（用于激活对照 CD19 靶向 T 细胞）的 K5 肾癌细胞。CAR-T 和 HIT-T 细胞均从与 CD34⁺细胞同一供者的 T 细胞制备。荷 K5^CD19肿瘤的人源化小鼠分别接受每只 2.5×10⁶剂量的 CD19-1XX、CD70-1XX、CD70-HIT+CD80/4-1BBL 或 CD19-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞治疗。CD19 靶向 CAR（CD19-1XX）为临床已使用的方案（33），作为阳性对照，用于评估预期的人 CD19⁺B 细胞清除效果，并作为评估对不表达 CD19 的正常造血细胞脱瘤毒性的参照。

   T 细胞输注后第 7 天，与 CD70-1XX 治疗组相比，CD70-HIT+CD80/4-1BBL、CD19-1XX 和 CD19-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞在人源化小鼠中均实现了快速的肿瘤清除（图 S13A），这使作者得以在 CAR-T 和 HIT-T 细胞应答高峰期评估其对正常造血细胞的影响。T 细胞输注后第 9 天的骨髓分析显示，CD70-HIT+CD80/4-1BBL 治疗组与 CD19-HIT+CD80/4-1BBL 治疗组小鼠的 CD11c⁺树突状细胞、常规 CD1c⁻CD141⁺ cDC1 型树突状细胞亚群、CD11c⁻CD123⁺浆细胞样树突状细胞、经典 CD14⁺CD16⁻和非经典 CD14⁺CD16⁺单核细胞数量相近（图 4G），证实树突状细胞和单核细胞未被清除。CD70-HIT+CD80/4-1BBL 治疗组小鼠的 B 细胞区室有所减少，但并未出现 CD19-1XX 或 CD19-HIT+CD80/4-1BBL CAR-T 治疗组小鼠中观察到的 B 细胞发育不全（图 4G）。因此，在 CD70-CAR 和 CD70-HIT T 细胞浸润水平相当的情况下（图 S13B），CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞展现出更强的抗肿瘤疗效，且未表现出比 CD70-CAR 更强的髓系细胞清除作用，也未表现出比 CD19-CAR 更强的 B 细胞清除作用。

   考虑到 CD70 在静息免疫细胞上不表达，但可在细胞激活时被诱导表达，作者测试了 CD70-CAR 或 CD70-HIT T 细胞对未激活和激活状态的 T 细胞、B 细胞及树突状细胞的细胞毒性。与人源化小鼠模型中的发现一致，也进一步验证了作者预测的基因得分结果：未激活的免疫细胞为 CD70 阴性，不会被 CD70-HIT 或 CD70-CAR T 细胞裂解（图 S14 至 S16）；而激活后诱导表达 CD70 的免疫细胞，则会被 CD70-HIT 和 CD70-CAR T 细胞同等清除（图 S15 和 S16）。

   食管上皮细胞是唯一一种在超过约 1% 的细胞中表现出 CD70 基因得分 > 0 的非免疫细胞类型，比例接近 3%。流式细胞术检测显示，1%-3% 的正常食管细胞表达 CD70（图 S14E），这一小部分细胞在细胞毒性实验中会被 CD70-HIT 和 CD70-CAR T 细胞裂解（图 S14E），但其余的原代人食管上皮细胞则不会被杀伤（图 4H），降低了人们对 CD70-HIT T 细胞靶向食管上皮细胞的担忧。这些发现支持利用 CD70 染色质可及性，来筛选正常组织中潜在的高灵敏度 CD70 靶向免疫治疗的相关毒性和脱瘤毒性。

7. CD70-HIT T 细胞可清除胰腺癌和卵巢癌

   据报道，卵巢癌和胰腺癌等其他实体瘤中，CD70 的表达同样具有异质性（19）。为明确其他癌种的 CD70 异质性肿瘤中，是否同样存在低水平的 CD70 表达，作者在卵巢癌和胰腺癌模型中测试了 CD70-HIT T 细胞的疗效。在高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）患者来源异种移植模型 OV4，以及卵巢癌细胞系 SK-OV3 中，卵巢部位的肿瘤均呈现 CD70 异质性表达（图 5A 和图 S17F）。与 CD70-CAR T 细胞相比，CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞在两种卵巢癌模型中均实现了肿瘤的完全根除（图 5B、C 和图 S17H）。

   作者进一步评估了 HGSOC 模型中 CD70 是否受表观遗传调控。对卵巢部位 CD70 低表达（CD70^LO）和高表达（CD70^HI）肿瘤细胞的 CD70 染色质可及性分析显示，二者存在差异（图 S18F）。表观遗传谱分析显示，CD70^HI与CD70^LO卵巢肿瘤细胞中，上皮 - 间质转化（EMT）和多梳抑制复合物 2（PRC2）靶基因相关的基因集存在富集差异（图 S18E）。与作者在肾透明细胞癌（ccRCC）模型中的发现一致，CD70^LO卵巢癌细胞的 CD70 启动子区域富集了 EZH2 和抑制性组蛋白标记 H3K27me3，而 CD70^HI卵巢癌细胞的 CD70 启动子区域则富集了转录激活标记 H3K4me3（图 S18G）。同时，与 ccRCC 模型中的结果一致，卵巢癌细胞 CD70 启动子的 CpG 岛同样未发生甲基化（图 S18H）。

   在 KRAS 突变型胰腺导管腺癌患者来源异种移植模型 PDAC2，以及胰腺癌细胞系 PANC-1 中，胰腺部位的肿瘤同样呈现 CD70 异质性表达（图 5D 和图 S19F）。与 CD70-CAR T 细胞相比，CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞在两种胰腺癌模型中均实现了肿瘤的完全根除（图 5E、F 和图 S19G-I）。PANC-1 模型中 CD70 表达水平更高（图 S19F），对应 CD70-CAR T 细胞的疗效也有所提升，但常规 CAR-T 细胞仍无法实现肿瘤的完全清除（图 S19H、I）。值得注意的是，PDAC2 胰腺 PDX 模型在体外培养中同样表现出 CD70 异质性表达，约 20% 的肿瘤细胞为 CD70 阳性，这与原发性胰腺癌样本的报道比例相近（13）。用 EZH2 抑制剂处理（图 S20G、H），而非阿扎胞苷（图 S20I），可上调 CD70 的表达，解除其表观遗传下调状态，进一步证实部分 CD70 异质性肿瘤中存在 EZH2 介导的 H3K27me3 对 CD70 表达的抑制。这些结果表明，CD70-HIT+CD80/4-1BBL T 细胞对常规染色技术检测呈部分 CD70 阳性的多种实体瘤均具有治疗潜力。

结论：

   目前已有超过 20 种实体瘤表现出 CD70 异质性表达（19）。作者的研究揭示了一种新的可能性：那些经常规染色方法检测仅含部分 CD70 阳性细胞的肿瘤，其实际表达 CD70 的细胞数量可能比传统方法识别的更多，因此这类肿瘤有望被 CD70-HIT T 细胞等高灵敏度免疫疗法靶向清除。作者的研究结果将 CD70 定位为一种泛癌种治疗靶点，同时也为在面对表观肿瘤抗原异质性时，发掘更多可被高灵敏度免疫治疗手段靶向的 “隐形靶点” 提供了研究模型。

参考文献：

Hanina, S. A., Park, T., Lopez, M., Rajasekhar, V. K., Mansilla-Soto, J., Haubner, S., Zhao, H., Kogel, F., Nataraj, S., Banerjee, P., Koche, R., Hamard, P. J., Tarcan, Z. C., Chi, D. S., Zamarin, D., Healey, J. H., de Stanchina, E., Motzer, R. J., Kotecha, R. R., Hakimi, A. A., … Sadelain, M. (2026). Sensitive CAR T cells redefine targetable CD70 expression in solid tumors. Science (New York, N.Y.), 391(6788), 896–905. https://doi.org/10.1126/science.adv7378