3月22日,Nature Reviews Clinical Oncology發(fā)表了題為“Driving CAR T-cells forward”的綜述。文章指出,靶向CD19的CAR-T療法治療B細胞惡性腫瘤的早期臨床試驗結果令人印象深刻,并引發(fā)了科學(xué)界對這一技術(shù)的研究熱情。目前,一些正在進(jìn)行的臨床試驗也在研究針對血液學(xué)和實(shí)體惡性腫瘤相關(guān)的新靶點(diǎn)。
這一綜述中,作者們討論了能夠增加CAR-T細胞療法抗腫瘤效力和安全性的這些試驗和治療策略。作者們還表示,鑒于這一領(lǐng)域快速發(fā)展的現狀,他們只討論目前直接轉化應用的研究或者不久將進(jìn)行臨床試驗的研究。文章主要包括以下7部分的內容:
1CAR結構的設計特點(diǎn)
圖1:CAR-T-cell design(圖片來(lái)源:Nature Reviews Clinical Oncology)
CARs包含一個(gè)細胞外的抗原識別域和一個(gè)細胞內的信號域(圖1)??乖R別域最常由一個(gè)scFv組成,通過(guò)鉸鏈結構域和/或跨膜結構域固定在細胞上,用于結合腫瘤相關(guān)抗原(TAA)。細胞內部分由激活T細胞必需的信號域組成。第一代的CARs通常使用CD3ζ信號鏈,稱(chēng)為“信號1”(signal 1)。第一代的CAR-T細胞在臨床試驗中表現出了有限的功效,這可能是由于移植T細胞激活誘導的細胞死亡(activation-induced cell death,AICD),或者缺乏長(cháng)期的T細胞擴增。
第二代的CARs利用第一代的CARs作為一種支柱,增加了一個(gè)額外的共刺激信號域,稱(chēng)為“信號2”;因此,相同的受體需傳遞“信號1”和“信號2”以?xún)?yōu)化T細胞的激活。第二代靶向CD19的CAR-T細胞包括了CD3ζ和CD28信號,與一代CD19-CAR-T相比,回輸到非霍奇金淋巴瘤患者中的持久性和擴增性增強了。在過(guò)去的5年中,包含CD28或4-1BB (CD137)共刺激信號域的二代CD19- CAR-T療法被證明對B-ALL患者臨床有效。但是究竟哪一種是最佳的第二信號還有待確定。另一個(gè)需要解決的問(wèn)題是,當比較不同的CAR-T細胞設計時(shí),是否持久性和/或擴增性的閾值對產(chǎn)生有效臨床結果是必須的。
第三代CARs的信號域包含CD3ζ域和兩個(gè)共刺激域,包括CD28、4-1BB或OX40 (CD134)。臨床前研究表明,三代CAR-T細胞比二代CAR-T細胞具有更強的抗腫瘤效力。
2靶向CD19的CAR-T療法臨床試驗
CAR-T細胞療法的臨床試驗大部分用于治療CD19陽(yáng)性的血液學(xué)腫瘤,如B細胞急性淋巴細胞白血?。˙-ALL)、慢性淋巴細胞白血?。–LL)、 濾泡性淋巴瘤(FL)、彌漫型大B細胞淋巴瘤(DLBCL)和套細胞淋巴瘤(MCL)。該綜述具體介紹了CAR-T療法治療這些疾病的臨床結果。
3血癌中的新靶點(diǎn)
新的CAR靶點(diǎn)對治療不表達CD19的血液學(xué)惡性腫瘤患者是必須的。此外,一些利用CD19-CAR-T療法治療的患者由于CD19陰性腫瘤逃逸突變病情會(huì )再次復發(fā)。目前,最有潛力的治療血液學(xué)惡性腫瘤的CAR-T細胞靶點(diǎn)包括用于治療B細胞惡性腫瘤的CD22、CD20、ROR1、Igκ(Immunoglobulin kappa chain),用于治療Plasma惡性腫瘤的BCMA(B-cell maturation antige)和 CD138,以及用于治療髓系惡性腫瘤的CD33、CD123 和LeY(Lewis Y antigen)?!綯able2】
4實(shí)體惡性腫瘤的新靶點(diǎn)
許多科學(xué)家正在研究利用CAR-T細胞療法治療實(shí)體瘤。這些研究需要優(yōu)先鑒定新的抗原,開(kāi)發(fā)相應的實(shí)體瘤臨床前模型。該綜述中,作者們匯總了即將進(jìn)行的治療實(shí)體瘤的CAR-T臨床試驗,涉及的靶點(diǎn)包括PSMA、Mesothelin、FAP、EGFRvIII、EGFR、CEA、CD171、GD2、Glypican 3、HER2及IL-13,涉及的癌癥類(lèi)型包括前列腺癌、間皮瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肉瘤等?!綯able 3】
5改善CAR-T細胞的方法
圖2:Approaches to improve CAR-T-cell therapy
目前,科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了多種改善CAR-T療法抗腫瘤效力的途徑。這一綜述中,作者們匯總了目前正在被轉向臨床的一些策略(圖2)。
1)改裝CARs,即將CAR-T細胞進(jìn)一步修飾,使其能夠分泌促炎細胞因子,從而在抑制性的腫瘤微環(huán)境中保護CAR-T細胞;其中分泌IL-12的改裝CARs在臨床上取得了令人鼓舞的成果。
2)雙重受體CARs:為了改善CAR-T的持久性,倫敦國王學(xué)院的科學(xué)家們使工程T細胞表達了兩個(gè)人工受體,一個(gè)用于TAA識別,另一個(gè)為T(mén)細胞提供細胞因子介導的生長(cháng)刺激。
3)自然殺傷細胞受體CARs:自然殺傷細胞表達的受體與腫瘤細胞和非惡性細胞的不同,這些受體(如NKG2-D)也可用作CARs上的抗原識別域,從而改善T細胞的腫瘤識別能力。
4)聯(lián)合檢查點(diǎn)阻斷:CAR-T細胞受制于腫瘤微環(huán)境中抑制性的免疫檢查點(diǎn)信號,如PD-1配體或CTLA-4配體。這些抑制性受體-配體的相互作用可以通過(guò)單克隆抗體阻斷,從而解除對T細胞的抑制。
5)改善CAR-T細胞持久性:失敗的CAR-T細胞療法一個(gè)潛在的原因是持久性的降低。這是由于機體對CAR衍生的外源多肽的免疫識別,以及隨后產(chǎn)生的對工程T細胞的破壞。事實(shí)上,這種影響已經(jīng)在多個(gè)臨床試驗中被注意到。對抗這種免疫介導的破壞的一種途徑是耗盡B細胞。
6)靶向腫瘤血管的CAR-T細胞:CAR-T細胞靶向腫瘤血管的這一方法正被研究用于治療黑色素瘤和腎癌。腫瘤微環(huán)境中血管生成生長(cháng)因子(如VEGF)的存在以及腫瘤細胞中它們受體的過(guò)表達與不良的預后和轉移相關(guān)。
6改善CAR-T細胞療法的安全性
與CAR-T療法相關(guān)的嚴重毒性風(fēng)險變得越來(lái)越明顯。該綜述從3個(gè)方面討論了在實(shí)現最大抗腫瘤效力的情況下平衡這些毒性需要考慮的3方面因素:1)細胞因子釋放綜合征(CRS)的毒性和相應的管理。CRS的癥狀包括低血壓、發(fā)燒和可逆的神經(jīng)系統并發(fā)癥,如神經(jīng)錯亂等;2)mRNA介導的CAR瞬時(shí)表達(Transient mRNA-mediated CAR expression)。靶向新抗原的CAR-T細胞的安全性最初可借助瞬時(shí)的基因改造T細胞來(lái)評估;3)消除基因的表達(Expression of elimination genes)。高劑量的Lymphotoxic類(lèi)固醇能夠限制CAR-T細胞介導的毒性,但也會(huì )消除CAR-T細胞,對患者的臨床結果產(chǎn)生不利影響。這一現狀的一個(gè)潛在改善策略是表達一個(gè)消除基因,使它能夠特異性的消除CAR-T細胞。
7結論
許多研究人員正在積極開(kāi)發(fā)CAR-T療法,以期在其它血液學(xué)惡性腫瘤和實(shí)體瘤中取得同樣成功的結果。這一過(guò)程面臨的挑戰包括,靶抗原的選擇、毒性的管理以及免疫抑制腫瘤微環(huán)境的調節。這一綜述中討論的臨床試驗結果希望最終能夠為開(kāi)發(fā)更安全、更有效的CAR-T療法提供指導。