新一代CAR-T細胞治療的臨床概況
概述
近年來,嵌合抗原受體(CAR)T細胞療法治療血液惡性腫瘤成為細胞治療的一項重大突破。迄今為止,美國食品和藥物管理局(FDA)已經(jīng)批準了六種CAR-T療法,用于治療非霍奇金淋巴瘤、B細胞急性淋巴細胞白血病和多發(fā)性骨髓瘤。
目前,注冊的大多數(shù)臨床試驗都基于所謂的第二代CAR,其由一個細胞外抗原結(jié)合區(qū)、一個共刺激域和一個CD3z信號域組成。不幸的是,盡管總體治療效果顯著,但仍有相當高比例的患者沒有從CAR-T治療中獲益,總體應(yīng)答率在50%至100%之間,由于應(yīng)答的持久性有限,后續(xù)復(fù)發(fā)率高達66%。此外,它還與細胞因子釋放綜合征和神經(jīng)毒性等不良反應(yīng)有關(guān)。
免疫學和分子工程的進展推動了新一代CAR-T細胞的構(gòu)建,這些細胞武裝了各種分子機制,包括額外的共刺激域、安全開關(guān)、免疫檢查點調(diào)節(jié)、細胞因子表達或治療干擾分子的敲除等。從而可以克服CAR-T療法當前的局限性,增強療效并減少不必要的副作用。目前,許多臨床試驗?zāi)壳罢谠u估新型CAR-T療法的安全性和有效性。
CAR的結(jié)構(gòu)
隨著CAR-T細胞技術(shù)越來越成熟,CAR結(jié)構(gòu)的組成,特別是細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域也在不斷進化。第一代CAR-T細胞結(jié)構(gòu)包含腫瘤相關(guān)抗原的高親和力單鏈抗體(scFv)、跨膜結(jié)構(gòu)域和唯一的細胞內(nèi)TCR-ζ或FcR-γ結(jié)構(gòu)域。G1 的臨床益處有限,主要是由于其增殖能力低和體內(nèi)細胞毒性有限。為了克服這一缺點,第二代CAR結(jié)構(gòu)配備了額外的細胞內(nèi)共刺激結(jié)構(gòu)域,最顯著的是CD28或TNFRSF成員4-1BB。這些CARs被證明是非常有效的,幾種CAR-T產(chǎn)品在治療血液瘤方面獲得了監(jiān)管部門的批準。
第三代CAR-T結(jié)構(gòu)包含了共刺激結(jié)構(gòu)域的組合,而第四代和第五代CAR-T細胞包含額外的共刺激結(jié)構(gòu)域,在抗原識別時誘導(dǎo)表達細胞因子(例如IL-12),或包含某些細胞因子受體的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(例如,截短的IL-2受體β鏈和STAT3結(jié)合部分)。
免疫檢查點調(diào)節(jié)的武裝CAR-T細胞
CAR-T治療中的免疫檢查點調(diào)節(jié)旨在規(guī)避抑制性的腫瘤微環(huán)境。在血液腫瘤方面,評估該方法的所有臨床試驗都明確依賴于破壞程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)途徑。盡管試驗數(shù)量相對較少(n=8),但個別研究顯示了調(diào)節(jié)PD-1信號的獨特方法。
在NCT03258047臨床試驗中,研究人員使用了一種創(chuàng)新方法,其中PD-1融合到細胞內(nèi)CD28激活域。因此, PD-L1與PD-1的結(jié)合轉(zhuǎn)化為激活信號,預(yù)期會產(chǎn)生更有效的抗腫瘤效果。該研究涉及17名患有B細胞非霍奇金淋巴瘤的受試者。結(jié)果顯示,完全緩解率(CR)和客觀緩解率(ORR)分別為41.2%和58.8%。與已批準的復(fù)發(fā)/難治性(r/r)DLBCL的第二代CAR-T療法相比(CR52%,ORR 72%),沒有顯示出優(yōu)勢。此外,NCT03932955臨床試驗正在研究相同的免疫檢查點調(diào)節(jié)方法,目前沒有任何結(jié)果。
破壞PD-1信號的另一種探索方法是重編程CAR-T細胞以分泌PD-1-Fc融合蛋白。目前,兩項研究正在評估這種方法在r/r多發(fā)性骨髓瘤(NCT04162119)和r/r B細胞淋巴瘤(NCT0416 3302)中的安全性和有效性。然而,目前尚未發(fā)表任何臨床數(shù)據(jù)。
在臨床試驗NCT04836507中,研究人員在r/r大B細胞淋巴瘤(LBCL)患者中測試了anbalcabtagene autoleucel (Anbal-cel)。這種新型CAR-T細胞產(chǎn)品敲除PD-1和TIGIT受體。Anbal-cel顯示出令人印象深刻的結(jié)果,CR為78%。此外,還在NCT03208556臨床試驗中評估了PD-1的敲除。
除PD-1通路調(diào)節(jié)外,NCT04037566臨床試驗正在評估另一種武裝CAR-T細胞構(gòu)建。造血祖細胞激酶1(HPK1)表達降低的CAR-T細胞——一個陰性的細胞內(nèi)免疫檢查點,顯示了有希望的初步結(jié)果。在所有入選患者中,72.7%的患者達到CR或CRi,與FDA批準的抗CD19療法相當。
TRUCKs–表達細胞因子的CAR-T細胞
重定向用于通用細胞因子介導(dǎo)殺傷的T細胞(TRUCKs)是新一代CAR-T細胞,被設(shè)計為表達某些細胞因子,以增強CAR-T細胞的抗腫瘤效力,提高其持久性,并改變腫瘤微環(huán)境的特征。
目前,六項臨床試驗正在評估TRUCKs治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤。四項臨床試驗(NCT04381741、NCT03929107、NCT04833504、NCT03778346)正在評估表達IL-7和趨化因子CCL19的CAR-T細胞。IL-7促進T細胞的增殖和存活,而CCL19引導(dǎo)CAR-T細胞的腫瘤歸巢。研究結(jié)果顯示, r/r DLBCL的患者的CR率為4/7,ORR為5/7。此外,NCT03778346在r/r多發(fā)性骨髓瘤(MM)患者也探索了相同的方法,其中兩名入選患者獲得了CR(100%)。
另一種分泌細胞因子IL-18的CAR-T細胞正在NCT04684563臨床試驗中進行評估。IL-18在CAR-T細胞中表達以增強CAR-T細胞增殖和抗腫瘤活性。然而,IL-18也與腫瘤進展相關(guān),因此,關(guān)于表達IL-18的CAR-T細胞在臨床中的安全性的長期結(jié)果有待觀察。
NCT03602157臨床試驗代表了在CAR-T細胞中利用細胞因子信號的不同方法。研究人員構(gòu)建了一種表達CCR4的抗CD30 CAR-T細胞,用于治療r/r霍奇金淋巴瘤和皮膚T細胞淋巴瘤(CTCL)。該受體與CCL17結(jié)合,進而改善CAR-T細胞向腫瘤部位的運輸;羝娼鹆馨土鲫犃性囼灥某醪浇Y(jié)果是樂觀的,6名入選患者獲得CR(75%),而所有患者均獲得ORR(100%)。不幸的是, CTCL組沒有人獲得緩解。
安全開關(guān)的CAR-T細胞
常規(guī)CAR-T療法伴隨的治療相關(guān)毒性促進了安全開關(guān)CAR-T細胞的構(gòu)建。新技術(shù)使研究人員能夠結(jié)合安全開關(guān),通過在給予外源藥物后誘導(dǎo)細胞凋亡、補體依賴性細胞毒性(CDC)或抗體依賴性細胞細胞毒性(ADCC)來清除CAR-T細胞。
將截短的表皮生長因子受體(EGFRt)結(jié)合到CAR-T細胞中是臨床試驗中常見的安全開關(guān)方法。EGFRt被cetuximab靶向,其能夠通過CDC或ADCC去除。截至2022年8月,20項臨床試驗正在研究多種血液系統(tǒng)惡性腫瘤中基于EGFRt的CAR-T細胞。目前,沒有關(guān)于在人體中啟動EGFRt安全開關(guān)機制的可用數(shù)據(jù)。缺乏此類報告的原因可能是調(diào)查期間沒有危及生命的不良事件。
在藥效方面,在CD19陽性的惡性腫瘤中,臨床試驗顯示了不同的初步結(jié)果。NCT03085173研究報告的總CR率為57%,DLBCL患者的CR率為88%,而CLL患者為22%。在關(guān)于B-NHL患者的臨床試驗中,NCT02706405的完全應(yīng)答率為42%,NCT02153580中為45%,NCT01815749中為75%。
RQR8自殺基因是治療給藥后控制CAR-T細胞的類似方法。RQR8基因編碼源自CD20和CD34抗原表位的細胞表面蛋白。該策略能夠在給予rituximab后通過CDC或ADCC清除CAR-T細胞。目前,NCT03590574臨床試驗正在研究外周T細胞淋巴瘤(PTCL)中基于RQR8的CAR-T細胞。初步結(jié)果顯示,ORR為67%,56%的患者實現(xiàn)了完全代謝反應(yīng)(CMR)。另一項試驗NCT03287804因治療多發(fā)性骨髓瘤的初步療效不理想而終止。
誘導(dǎo)型半胱天冬酶9(iCasp9)的加入是CAR-T安全開關(guān)的一種獨特方法。在給予AP1903后,特別修飾的胱天蛋白酶9發(fā)生二聚并觸發(fā)凋亡途徑。目前,17項臨床試驗正在評估基于iCasp9的CAR-T細胞,但其中只有4項提供了初始數(shù)據(jù)。NCT03016377臨床試驗報告了一例ALL患者在CAR-T輸注后出現(xiàn)神經(jīng)毒性。AP1903給藥后,癥狀完全緩解,唯一的不良事件是持續(xù)三天的2級膽紅素升高。有趣的是,盡管消除了90%以上的CAR-T細胞,研究人員仍觀察到臨床上顯著的抗白血病反應(yīng)。在NCT02274584試驗中,僅發(fā)表了一例霍奇金淋巴瘤患者的病例報告,顯示暫時部分緩解。此外,NCT03125577試驗報告了4名患者的數(shù)據(jù),所有患者在CAR-T輸注后出現(xiàn)CR。
另一種可作為CAR-T療法安全開關(guān)的自殺基因是單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)Mut 2基因,其產(chǎn)物被前藥更昔洛韋(GCV)靶向。HSV-TK將GCV轉(zhuǎn)化為GCV三磷酸,通過破壞復(fù)制過程導(dǎo)致細胞死亡。在終止的NCT04097301試驗中評估了基于HSV-TK的CAR-T細胞。最終,只有兩名患者入選,且對治療無反應(yīng)。由于缺乏T細胞相關(guān)毒性,安全開關(guān)未被激活。
通用CAR-T細胞
如今,傳統(tǒng)CAR-T產(chǎn)品是由來自符合治療條件的患者的自體T細胞制造的。該方法存在若干局限性,包括制造時間長、難以動員適當數(shù)量的T細胞以及嚴重治療患者的T細胞質(zhì)量降低。然而,利用分子工程產(chǎn)生異基因CAR-T細胞可以克服上述障礙。為了構(gòu)建通用CAR-T,需要從供體來源的細胞中去除主要組織相容性復(fù)合物(MHC)和T細胞受體(TCR)分子。
CRISPR/Cas9技術(shù)在T細胞工程中的初步安全性和可行性已在首次人體試驗NCT03399448中得到證實。截至2022年8月,在ClinicalTrials.gov上已注冊了5項評估抗自相殘殺CAR-T細胞的臨床試驗。在NCT04502446中,針對CD70抗原的CAR-T細胞被設(shè)計為消除TCR、MHC-I和CD70的表達,以消除自相殘殺并提高療效。結(jié)果顯示,ORR為47%,而CR為20%,未觀察到嚴重不良事件。此外,NCT04264078試驗提供了在r/r T-ALL患者中使用通用CAR-T細胞的數(shù)據(jù)。通過CRISPR/Cas9破壞TCR和CD7基因,以防止GvHD和自相殘殺。結(jié)果顯示,CR為80%(4/5),但所有受試者的治療均與嚴重CRS相關(guān)(4名患者為3級,1名患者為4級)。后續(xù)入選患者的結(jié)果證實了該治療的高療效,CR為83%(5/6),而安全性結(jié)果與先前觀察結(jié)果一致。
小結(jié)
隨著研究數(shù)據(jù)的積累和分子工程的廣泛應(yīng)用,新一代CAR-T細胞治療在臨床上逐漸趨于成熟。最成功的新一代CAR-T細胞有可能是通用同種異體CAR-T細胞(使用CRISPR/Cas9技術(shù)制造),其特征在于免疫檢查點抗性,并表達將T細胞運輸?shù)侥[瘤部位的細胞因子。此外,這種結(jié)構(gòu)將包含用于管理潛在毒性的安全開關(guān)機制。這種組合可能克服CAR-T細胞療法當前的局限性,并有助于改善患者的治療結(jié)果。
參考文獻:
1.Nextgenerations of CAR-T cells - new therapeutic opportunities in hematology? FrontImmunol.2022 Oct 28;13:1034707.
原文標題 : 新一代CAR-T細胞治療的臨床概況
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