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CAR-T治疗B细胞恶性肿瘤与实体瘤的临床经验概述 | 星耀研究院

熊彩风 医麦客 2021-05-31



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2019年9月24日/医麦客 eMedClub/--当前,用于B细胞恶性肿瘤的CAR-T疗法已经超出了预期,推动了越来越多的临床试验的实施。尽管CAR-T疗法在实体瘤中的结果还不那么理想,但其临床疗效的几个早期迹象暗示即将来临的成功。对影响CAR-T反应和耐药性因素的进一步了解推动了下一代CAR-T疗法的发展。而对影响CAR-T疗法治疗患者预后的主要因素的分析作为了解将其应用于其他癌症(包括实体瘤)中挑战的有价值的参考依据。


近日,在Nature Medicine上发表一篇名为Clinical lessons learned from the first leg of the CAR T cell journey的研究论文。该项论文阐明了对CAR-T疗法功效一些普遍要求,研究人员回顾了迄今为止积累的CAR-T临床经验,强调了与CAR-T功效、耐药性和成功相关的主要障碍因素,并针对这些障碍提升CAR-T功效给出一些策略。

在临床上,影响CAR-T细胞治疗后肿瘤反应和持久性的最重要因素包括给药后T细胞的扩增能力、疾病组织学和疾病内在因素、易使肿瘤产生与抗原丢失或下调相关的抗性等。


 ▲ 不同CAR结构仅包含CD3-ζ内结构域的CAR被称为第一代CAR,包含一个共刺激结构域(如CD28或4-1BB)被称为第二代CAR,包含两个或多个共刺激域称为第三代CAR。


影响CAR-T细胞临床行为、毒性和功效的主要因素

CD19-CAR治疗B细胞恶性肿瘤的大量临床经验涵盖了使用可变CD19识别域的CAR构建体;跨膜结构域和共刺激分子;用逆转录病毒和慢病毒载体构建体和转座子转导的非选择及选择的T细胞亚群;不同药剂和剂量的淋巴清除制备方案;制造过程的持续时间,不同细胞因子辅助和T细胞活化方法。

这些临床试验还包括了显著的患者间异质性、年龄差异、疾病组织学、基因型多样性、以及个体间的遗传多样性等。尽管有许多潜在因素会影响CAR-T细胞行为,但CAR-T试验结果却非常相似。迄今为止,疾病组织学、淋巴清除方案和共刺激结构域这几个因素被一致确定会影响CAR-T对患者的治疗效果。

  • 疾病组织学

疾病组织学已成为影响CAR-T治疗B细胞恶性肿瘤预后的主要因素。比如:在B-ALL中,CD19-CAR疗法可诱导很高的完全缓解率,但是长期的随访时间却显示出很高的复发率,因而最终限制了其总体成功率。在LBCL中,CD19-CAR治疗的完全缓解率不高,但复发很少,因而可实现相似的长期疾病控制率。在CLL中,原发耐药仍是CD19-CAR-T疗法的主要障碍。

▲CD19 CAR-T细胞治疗后的失败模式和潜在原因

  • 其中制造失败是治疗失败的重要原因,制造失败率与潜在疾病或共刺激领域无关,随着制造工艺的改进,此故障可以限制在在10%以下;
  • 原发性耐药与潜在疾病高度相关;


  • 淋巴制备清除方案

临床经验清楚地表明,过继转移后CAR-T细胞的扩增强度对临床疗效至关重要。有效的CAR-T细胞疗法的重要组成部分是用淋巴结消减术进行预处理。


淋巴清除的作用

  • 增加稳态细胞因子(例如IL-7和IL-15)的水平,从而增强T细胞的扩增;

  • 暂时减少调节性T细胞和潜在的髓样抑制细胞;


  • 改变TME,以增强T细胞运输;


  • 抑制抗CAR免疫反应;


  • 共刺激域

  •   共刺激域与T细胞持久性

CD28与4-1BB共刺激域的结合已成为持续影响CAR-T细胞行为的因素。表达结合了CD28内域的CAR的T细胞表现出更快和更高的扩展,但很少持续超过1至2个月。相比之下,那些掺入4-1BB内域的分子则显示出较慢和较低的扩展,通常持续数月甚至数年。


  • 共刺激域与毒性

迄今为止,在CARs的临床试验中,针对B细胞恶性肿瘤的主要毒性是细胞因子释放综合征(CRS)以及与CAR相关的神经毒性。与含4-1BB的CAR相比,CD28诱导不同CAR-T细胞扩增速率和幅度似乎也会影响急性毒性,因为CRS和CAR相关的神经毒性与更高的CAR-T细胞扩增相关。 

此外,B-ALL中非随机试验显示,结合CD28和4-1BB共刺激域的CAR的CRS或神经毒性的发生率或严重程度无明显差异。且在用于B-ALL的CD19 CAR所有试验中,毒性通常与疾病负担和T细胞扩增密切相关,而不与CAR共刺激域相关。

CAR-T治疗实体瘤的临床经验

在临床前模型中有证据表明CAR-T细胞可以介导针对实体瘤的令人印象深刻的效果,但临床试验尚缺乏明确的证据。了解CAR-T在治疗复发或难治性B细胞恶性肿瘤与实体瘤中功效的差异是该领域研究的主要重点。


用于实体瘤的CAR-T临床试验

在实体瘤中,CAR-T疗法面临的主要问题是靶标、脱靶毒性。由于肿瘤特异性细胞表面抗原较少,而靶向肿瘤相关细胞表面抗原的CAR可以靶向表达相同抗原的重要组织,这种担忧限制了已启动的试验数量,并激发了大量的临床前投资,以此用于创建增强特异性的系统。


当前CAR-T应用的主要障碍

 ▲ 克服障碍以提高CAR-T功效


a.血脑屏障
静脉注射的CAR细胞必须在整个身体中运输才能找到肿瘤部位。在脑肿瘤实体瘤中,T细胞的运输受到血脑屏障的限制,通过在CAR-T细胞上共表达趋化因子受体来可以增强T细胞运输能力(T细胞趋化因子受体可将细胞驱动到疾病部位),此外,将CAR-T细胞局部或直接施用于肿瘤部位也不失为有效方案。

b.肿瘤异质性
肿瘤异质性是肿瘤的基本特征。临床试验已经证明癌症复发与CAR-T细胞疗法诱导的CD19丢失相关。下一代CAR-T细胞将赋予多种特异性靶标或诱导天然抗肿瘤免疫反应来解决此问题。

c.T细胞功能
内在和外在因素均可使T细胞功能失调。内在功能障碍主要是由于高抗原负荷或强直信号驱动T细胞衰竭。当前正在设计下一代抗疲劳性T细胞。此外,CAR-T细胞功能也通过外在因素被抑制,如细胞因子TGF-β、抑制性受体发信号或在TME中竞争营养的配体。


d.T细胞增殖
CAR-T细胞的临床成功取决于植入和消除肿瘤的充分扩展,CAR-T细胞群体最终会消失或被保留为类似记忆的群体,以防止将来发生恶性肿瘤。共刺激域(例如4-1BB)有助于CAR-T细胞的持久性。

强CAR-T细胞功效的策略

对于当前CAR-T的一些主要障碍,也制定出针对这些障碍的相关策略,主要有以下几点:


  • 克服抗原异质性

针对一种分子的治疗药物很少能完全根除肿瘤。CD19丢失已成为CD19-CAR-T细胞治疗后复发的主要原因。Kymriah的B-ALL全球注册试验中CD19.BB.z-CAR-T细胞的长期持久性可导致持续的免疫压力,其中94%的复发归因于CD19丢失。


  • 提高CAR效能和持久性

T细胞功能障碍可由T细胞内在因素(称为T细胞衰竭)以及TME介导的外在免疫抑制驱动(T细胞衰竭正在成为限制CAR-T细胞效力的主要特征,并且由于高肿瘤负荷以及过度刺激,以及由CAR受体聚集诱导的抗原非依赖性信号传导,均可引起T细胞衰竭)。在CD19.BB.z-CAR-T细胞用于LBCL的试验中,与CR的患者相比,无反应者在肿瘤部位和骨髓的CAR-T细胞上显示出经典的衰竭标志物更高的表达。


此外,在CLL的同一患者中,发现用于改造CAR-T细胞的单采血液分离术产品和其自身制造的CAR-T细胞产物中所含T细胞的疲乏特征可预示无反应。


  • 提升T细胞运输能力

在非中枢神经系统的实体瘤和脑瘤中已证明将CAR-T细胞运至肿瘤部位。然而,有限的总体功效可能至少部分地与穿透肿瘤实质的细胞太少有关,临床前研究表明, 赋予T细胞以趋化因子受体(例如CXCR2,CXCR4和CCR2)可以增强T细胞向淋巴瘤和实体瘤中的疾病部位的转运。


临床试验正在测试CD30 + NHL与CCR4共转导的CAR-T细胞的方法。增强运输的另一种方法是在肿瘤部位直接或局部递送CAR-T细胞。局部递送对于中枢神经系统肿瘤的CAR疗法特别有吸引力,因为CAR-T细胞可以安全地递送到脑脊液中,并且临床前模型表明,使用这种方法对完整的肿瘤反应需要更低的剂量, 将CAR-T细胞直接施用到CNS中还可以潜在地降低全身毒性的风险,也可以靶向抗原。


结语


至今,CAR-T细胞治疗B细胞恶性肿瘤的人体试验已经强调了由于肿瘤异质性和T细胞功能障碍而导致的抗原逃逸的双重挑战,这是进展的主要障碍。旨在克服这些障碍的下一代疗法有望改善B细胞恶性肿瘤本已令人印象深刻的结果,并使这些疗法可用于其他血液系统恶性肿瘤和实体瘤。


参考出处:
10.1038 / s41591-019-0564-6
文中所有图片均来自该论文

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