肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

药时代直播间第73期,点击下图了解更多↓

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略




前言 



在过去的20年里,包括CAR-T和TCR-T等疗法的细胞治疗从概念性的验证试验到目前上千个注册的临床试验,经历了翻天覆地的变化。2017年,美国食品药物监督管理局(FDA)首次批准了两种CAR-T疗法,即tisagenlecleucel(Kymriah®)和Axicabatagene ciloleucel(Yescarta®),分别用于治疗急性淋巴细胞白血病和弥漫性大B细胞淋巴瘤。到目前为止,已有5种CAR-T疗法得到了批准。细胞疗法作为癌症治疗方面革命性的生物技术产品,展现出未来征服癌症的卓越潜力。

然而,以CAR-T为主的细胞疗法针对实体瘤依然存在诸多挑战,例如如何克服耐药性,如何解决肿瘤的异质性,如何克服免疫抑制性的肿瘤微环境(TME),如何避免T细胞耗竭保持持久性,这些问题都亟待解决。

目前,针对实体瘤细胞治疗的新概念和策略正在出现,这些进展包括通过从肿瘤相关抗原转移到个性化的肿瘤特异性新抗原来更好地选择靶点,通过打破基质屏障来增强T细胞的运输,以及通过靶向TME中的免疫抑制机制使耗竭的T细胞再生。尽管仍然存在重大挑战,但可以相信,由于T细胞工程、靶点选择和T细胞输送技术的成熟,细胞治疗不久将再次引领并彻底改变癌症免疫治疗。

血液瘤CAR-T细胞治疗的新进展


除了目前批准的针对淋巴细胞白血病和淋巴瘤的CD19的CAR-T细胞外,一些新的靶点正在出现。

在血液学中,新靶点最丰富的管线是多发性骨髓瘤。信号转导淋巴细胞活化分子(SLAM)家族的一些成员正被作为潜在的靶点,包括SLAMF7(CD319,CRACC,CS-1)和SLAMF3(CD229,Ly9)。SLAMF7和SLAMF3在未治疗和耐化疗的多发性骨髓瘤患者的肿瘤细胞上均匀表达,靶向任一抗原的CAR-T细胞在体外和体内实验中都表现出高效的杀伤作用。因此,SLAMF7 CAR-T细胞目前已经进入临床试验。

CD37是一种四次跨膜蛋白(TSPAN26),在细胞膜组织和共信号传导中发挥作用,调节细胞粘附、迁移和增殖,并提供促生存和促凋亡信号。在临床前动物模型中,CD37 CAR-T细胞与CAR19一样有效。目前正在开展了一项早期临床试验(NCT04136275),以探索CD37+血液系统恶性肿瘤的CD37 CAR-T细胞。下表列出了多发性骨髓瘤、B细胞和T细胞恶性肿瘤以及急性髓性白血病(AML)中CAR-T细胞的一些其他新靶向抗原。

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

目前针对血液系统恶性肿瘤的CAR-T疗法突破的另一个方面是对CAR进行结构修饰,包括添加具有不同亲和力和不同抗原结合的结合域,测试不同的铰链以连接抗体与跨膜结构域,优化不同的共刺激结构域(4-1BB、CD28、GITR、CD27),并结合信号结构域中的突变来调节信号强度。其次,基于基因编辑,测试不同的免疫效应细胞以替代传统T细胞,包括γδT细胞、NK细胞和通用的CAR-T细胞。此外,不同的基因递送技术可用于工程化CAR-T细胞。第三,通过额外的转基因进一步修饰CAR-T细胞,以表达细胞因子刺激CAR-T细胞功能并维持其持续性,通过基因编辑敲除检查点分子,并通过“开关”机制控制CAR的表达。第四,设计CAR-T细胞以提高安全性并减少耐药的策略。

从TIL到TCR-T


实体瘤区别于血液瘤的一些特性给开发有效的过继细胞疗法带来重大挑战。首先,实体瘤的高度异质性使得很难找到针对所有肿瘤细胞的理想靶点,针对单一肿瘤抗原通常导会致抗原丢失或更具攻击性的克隆复发。其次,即使过继转移大量T细胞,大部分实体瘤也很难浸润。还有,TME存在多种免疫抑制机制,使T细胞的功能很难充分发挥。

TIL在治疗实体瘤方面可能有一些独特的优势。首先,TIL由具有多个TCR克隆的T细胞组成,能够识别一系列肿瘤抗原,因此与其它过继性细胞治疗(如CAR-T和TCR-T)相比,TIL在处理肿瘤异质性方面可能更具优势。与此相一致,TIL在含有高突变负荷的实体瘤(如黑色素瘤)中显示出比CAR-T更好的临床疗效。其次,在体内受肿瘤抗原刺激后,TIL往往主要由效应记忆T细胞(Tem)组成,其表面表达趋化因子受体,如CCR5和CXCR3。与肿瘤特异性TCR一起,TIL在转移到患者体内后,可以很容易地定位于表达抗原的组织,包括肿瘤。最后,在TIL治疗中很少报道靶向毒性,这可能是由于在T细胞免疫的早期发展过程中,TIL的TCR阴性选择所致。

在2011年至2020年间,共有79项TIL治疗的临床试验,包括22种TIL产品,其中一些研究显示了令人鼓舞的结果。

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

TCR-T免疫治疗技术通过与MHC特别是Ⅱ类分子的有效相互作用激活宿主的免疫系统,后者被TCR-T细胞和CAR-T细胞特异识别。TCR-T细胞可以识别细胞内的肿瘤特异性抗原,而CAR-T细胞主要识别肿瘤表面的特异性抗原。这使得TCR-T细胞在肿瘤治疗中更有效。

与CARs相比,TCRs在基于T细胞的治疗中具有一些结构性优势,例如其受体结构中有更多的亚单位(10:1),免疫受体基于酪氨酸的激活基序(ITAMs)更多(10:3),对抗原的依赖性更小(1:100),以及更多的共刺激受体(CD3,CD4,CD28等等)。具有低MHC亲和力范围(104-106M-1)的TCR就可以有效的激活T细胞,相反,CARs需要更高的亲和力范围(106-109M-1)。此外,与TCR相比,CARs识别肿瘤抗原具有某些缺点,如肿瘤外毒性。

提高CAR-T细胞的有效性


目前,已经在CARs中探索了许多工程策略来克服TME中的障碍,包括武装CAR-T以增强CAR-T细胞向肿瘤的渗透,以及通过基因编辑工具(如CRISPR/Cas9)从CAR-T细胞中删除免疫检查点分子以避免耗竭。

一些研究探索CAR-T细胞的递送技术,在动物模型的临床前研究中,向胸膜局部注射CAR-T细胞比静脉注射CAR-T细胞显示出明显更好的疾病控制和存活率。此外,局部给予CAR-T细胞不仅可以控制局部疾病,而且可以促进有效清除胸外肿瘤部位。这种治疗效果依赖于早期CD4+T细胞活化,与较高的肿瘤内CD4/CD8细胞比率和CD28依赖性CD4+T细胞介导的细胞毒性相关。

两项I期临床试验分别针对恶性胸膜间皮瘤(NCT02414269)和三阴性乳腺癌(NCT02792114),分别采用胸腔内给药和全身给药。共有41名患者(4名患者接受重复剂量)接受胸腔内治疗,10名患者(1名患者接受重复剂量)接受系统治疗。无CAR-T细胞产生问题,无3级或以上不良事件,无靶向非肿瘤毒性。一项关于胸腔内给药的II期随访试验正在进行中。

最近,开发了新一代CAR,命名为M28Z1XXPD1DNR CAR,在CAR-T细胞表面表达PD-1显性负性受体,以克服PD-L1对肿瘤的抑制作用。新一代的CAR-T细胞显示出增强的体外细胞毒性和体内肿瘤杀伤作用,延长了动物模型的存活时间。与传统的CAR-T细胞相比,M28Z1XXPD1DNR CAR-T细胞的效力更高,CAR-T细胞的剂量更低,在体内的功能持续时间更长。使用这种CAR的临床试验于2020年9月开始,用于间皮瘤患者(NCT04577326)。

引导CAR-T细胞主动调节TME中的细胞因子环境是另一种增强疗效的有效策略。最近有报道称,使CAR-T细胞产生IL-15,或IL-15和IL-21或IL-23的联合通过自分泌机制可以提高CAR-T细胞的持久性和抗肿瘤能力。对于产生IL-18的CAR-T细胞或通过溶瘤病毒向肿瘤靶向输送IL-2和TNF-a也观察到类似的效果,两者都具有参与先天性和内源性适应性免疫反应的额外效果。同样,在CAR-T细胞上表达CD40L可以使抗原呈递细胞招募内源性肿瘤靶向T细胞。

CAR-T细胞转移到肿瘤部位的减少可能是由于CAR-T细胞上趋化因子受体的错配和肿瘤中异常表达的趋化因子引起的。因此,为了促进向肿瘤的输送,可以将CAR-T细胞转化为表达与特定肿瘤的趋化因子谱相匹配的趋化因子受体。CCR2b的表达允许CAR-T细胞向表达CCL2的肿瘤迁移。同样,最近的一项研究将IL-8受体表达与CXCR1或CXCR2结合起来,以增加CAR-T细胞的持续性和向肿瘤部位的输送能力。此外,可以想象的是,这些策略中的一些可以结合起来,以“定制”CAR-T细胞产品,以适应每个肿瘤实体的具体情况。

提高CAR-T细胞的安全性


细胞因子释放综合征(CRS)是一种全身炎症反应,也是CAR-T细胞治疗最常见的急性毒性反应。有几个因素会影响CRS的发生率和严重程度,包括肿瘤负荷、CAR-T细胞剂量、体内扩增和淋巴细胞消耗的调节。

目前,有许多策略正在努力提高CAR-T细胞的安全性。自杀基因具有控制工程细胞凋亡的能力。单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)正在CAR-T细胞中进行研究,然而,目前尚不清楚HSV-TK是否具有潜在的免疫原性。另一种免疫原性较低的方法是诱导性安全开关caspase9(iCasp9),它包含一个与FK506结合蛋白融合的修饰人caspase9。iCasp9的诱导依赖于AP1903的使用,AP1903是一种二聚化的化学诱导剂,它激活caspase分子导致细胞凋亡。

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

抑制性CARs(iCAR)可用于T细胞,以控制对健康组织的毒性。iCAR由一个对仅在正常细胞中表达的抗原特异性单链抗体组成,具有强大的急性抑制信号,尽管激活受体同时参与,但仍能限制T细胞的激活。

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

CAR-T和BsAb的结合也可以提高耐受性。例如,CAR被设计成与异硫氰酸荧光素(FITC)结合,而FITC不是靶标,而是一种通用结合,BsAb则将FITC与靶点结合。因此,在没有BsAb的情况下,CAR-T不会被激活,并且可以通过BsAb的剂量进行调节。

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

最后,组合靶抗原识别是另一种提高耐受性的方法。在这种情况下,T细胞的激活依赖于两个不同CAR的共同激活,一个与CD3转导有关,另一个与共刺激受体CD28或4-1BB有关。


小结



细胞疗法在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得了巨大成功。然而,针对实体瘤还需要面临巨大的挑战,需要进一步的技术和方法的突破才有机会获得成功。个性化新抗原导向的TCR-T、TIL、双特异性或三特异性等工程化CAR-T细胞以及与检查点抑制剂的联合应用已经成为一种有前途的新疗法。从安全性的角度来看,自杀基因的引入、抑制性CARs、CARs与BsAb的结合以及靶抗原的组合识别等都是可能改变实体瘤患者未来发展前景的一些新的研究方法。这些方法在未来的进一步发展和突破将彻底改变目前癌症治疗的现有模式。

参考文献:

1.New targets and technologies for CAR-T cells. Curr Opin Oncol. 2020 Sep;32(5):510-517. 

2. Next generation chimeric antigen receptor T cells: safety strategies to overcome toxicity. Mol Cancer. 2019 Aug 20;18(1):125.

3. Engineered TCR-T Cell Immunotherapy in Anticancer Precision Medicine: Pros and Cons. Front Immunol. 2021;12: 658753.

4. Perspectives of tumor-infiltrating lymphocyte treatment in solidtumors. BMC Med. 2021 Jun 11;19(1):140.


肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略


版权声明/免责声明

本文为授权转载文章,仅代表作者观点,版权归作者

仅供感兴趣的个人谨慎参考,非商用,非医用、非投资用。

欢迎朋友们批评指正!衷心感谢!

文中图片、视频为授权正版作品,或来自微信公共图片库,或取自网络

根据CC0协议使用,版权归拥有者。

任何问题,请与我们联系(电话:13651980212。微信:27674131。邮箱:contact@drugtimes.cn)。衷心感谢!

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

推荐阅读

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略
肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略
肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略
肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略

肿瘤免疫细胞治疗的突破性新策略点击这里,欣赏更多有价值的内容!

本篇文章来源于微信公众号:药时代

发布者:药时代,转载请首先联系contact@drugtimes.cn获得授权

分享本页
返回顶部