双靶点CAR-T细胞!

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2021年3月26日,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了蓝鸟生物公司的bb2121(Idecabtagene Vicleucel, ide-cel)作为第一个BCMA CAR-T细胞用于治疗复发性或难治性多发性骨髓瘤(MM)的成年患者。


然而,在使用这种疗法后仍会出现抗原逃逸和肿瘤复发,一些临床试验报告了患者肿瘤细胞BCMA抗原丢失或表达下调。设计同时针对多种抗原的CAR-T疗法似乎是避免抗原逃逸的一种可行方法。

除BCMA外,CD38最近被确定为MM可行的抗原靶点,因为骨髓瘤细胞在不同疾病阶段表现出强大而一致的CD38表达。此外,抗CD38 CAR-T细胞治疗目前也正在临床试验中进行测试(NCT03464916,NCT03754764)。

这里介绍一种同时靶向BCMA和CD38的新型双靶点CAR-T细胞,其在体外表现出比单一靶点CAR-T更高的细胞毒性和增殖能力,有可能克服当前单一靶点CAR-T容易复发的问题。



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 Tan CAR-T细胞


BCMA-OR-CD38-Tan-CAR或CD38-OR-BCMA-Tan-CAR的抗原结合域由抗BCMA单链抗体(VL连接子VH)和抗CD38单链抗体(VH连接子VL)组成,通过连接肽(Gly4Ser)4串联连接。


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BCMA-OR-CD38-Tan-CAR+T的转导效率为85.7%,CD38-OR-BCMA-Tan-CAR+T为74.0%,BCMA-CAR+T为78.2%,CD38-CAR+T为87.3%。Tan-CAR的表达效率与BCMA-CAR或CD38-CAR相似,这意味着这种双抗原CAR修饰的靶向性并不影响这种CAR的转导效率。



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 Tan CAR-T的细胞毒性

为了评估Tan-CART细胞对骨髓瘤细胞的特异性细胞毒性,将BCMA-OR-CD38 Tan-CAR-T、CD38-OR-BCMA-Tan-CAR-T、BCMA-CAR-T、CD38-CAR-T和Pan-T细胞分别与BCMA-K562或CD38-Raji细胞共孵育8小时。Annexin-V染色检测肿瘤细胞凋亡。

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TanCAR-T细胞对BCMA-K652和CD38-Raji细胞显示出显著的细胞毒性,而单靶向CAR-T细胞仅分别对BCMA+或CD38+靶细胞产生反应。值得注意的是,BCMA-OR-CD38-Tan-CAR-T的细胞毒性显著高于CD38-OR-BCMA-Tan-CAR-T细胞。

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Tan CAR-T细胞的增殖反应

用CFSE标记CAR-T和Pan-T细胞,并与BCMA-K562+CD38-Raji(1:1混合)或PRMI-Luc细胞共培养,通过流式细胞术评价T细胞的增殖反应。

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结果表明,Tan-CAR-T细胞,尤其是BCMA-OR-CD38 Tan-CAR T细胞,其增殖显著高于单个靶向的CAR-T细胞和CD38-OR-BCMA-Tan-CAR T细胞。此外,无靶细胞刺激的T细胞增殖和存活曲线表明,Tan CAR-T细胞增殖的程度与单一靶向CAR-T细胞相似。


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Tan CAR-T细胞的体内活性


从体外试验来看,BCMA-OR-CD38-TanCAR-T细胞比CD38-OR-BCMA-TanCAR-T细胞具有更强的抗肿瘤和增殖活性。接下来评估BCMA-OR-CD38-Tan CAR-T细胞在异种移植瘤小鼠模型中对多发性骨髓瘤细胞的疗效。

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肿瘤注射后,将肿瘤大小相似的荷瘤小鼠随机分为5组,并在第12天和第19天静脉注射Pan-T、BCMA-CAR-T、CD38-CAR-T或BCMA-Tan-CAR-T细胞。

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生物发光成像显示,单个靶向CAR-T细胞或BCMA-or-CD38-Tan CAR-T细胞在第23天产生完全的肿瘤清除。

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值得注意的是,在第二次CAR-T注射后两周,测量血清中的IFN-γ水平,发现BCMA-OR-CD38 Tan CAR-T细胞治疗的小鼠明显高于单一靶向CAR-T细胞治疗的小鼠。此外,通过检测外周血中CD3+T细胞的百分比来评估CAR-T细胞的扩增。结果表明,与Pan-T或CD38-CAR-T细胞相比,BCMA-T或CD38-Tan-CAR-T细胞在小鼠体内经历了更广泛的扩增。

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最后,生存率结果表明, Tan CAR-T细胞治疗组的小鼠的中位生存时间明显长于未治疗组或Pan-T组。然而,与单一靶向CAR-T细胞之间没有显著差异。

小结


目前,靶向两种不同抗原的串联双CAR-T已成为一种有效的方法,可避免因抗原逃逸而导致的肿瘤复发,有可能改善抗BCMACAR-T的疗效问题。CD38是一种有吸引力的靶抗原,可与BCMA-CAR结合使用双CAR-T细胞靶向策略。

除Tan-CAR外,还有多种方法可实现双特异性信号识别,例如在一个T细胞中共同表达两种不同的CAR或混合两种CAR-T细胞系,每种细胞系针对不同的抗原。与双CAR相比,Tan CAR的基因有效载荷明显更小,这导致更有效的病毒载体包装、更高的转导效率和增加抗原刺激的增殖。这些因素有利于临床T细胞的生产和CAR-T细胞的基因修饰。

此外,虽然混合两种CAR-T细胞也可以避免低转导效率的问题,但需要制造两种CAR-T产品,这会显著增加治疗成本和时间。更重要的是,这两个工程化T细胞群可能会争夺循环中可用的有限营养素和稳态细胞因子。并且CD38也在T细胞表面表达,这可能导致CAR-T细胞的自相残杀。

因此,TanCAR-T有其独有的特殊优势,未来需要进一步评估在人体内的有效性和安全性,可能为复发的MM患者带来希望。
 

参考文献:

1.Novel BCMA-OR-CD38tandem-dual chimeric antigen receptorT cells robustly control multiple myeloma.Oncoimmunology. 2021; 10(1):1959102.


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