而随着CAR技术的迭代升级和实体瘤靶点的研究深入,CAR-T细胞疗法在实体瘤领域的突破离临床实践越来越近。
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CAR-T技术迭代历程
CAR-T(ChimericantigenreceptorT-cell,嵌合抗原受体T细胞)疗法属于过继性T细胞转移(adoptiveT-celltransfer,ACT)的一种。
CAR(嵌合抗原受体)是一种基因工程技术制造的人工受体分子,它可以赋予免疫效应细胞(如T淋巴细胞)针对某个靶点抗原表位的特异性,从而增强T淋巴细胞识别抗原信号与活化的功能,继而回输淋巴细胞以实现抗肿瘤,抗病毒或抗炎作用。与免疫检查点抑制剂一样,也是依托于T淋巴细胞发挥主要作用。
图1CAR结构[1]完整的CAR-T结构包括抗原结合区、跨膜链接区和胞内信号区三个部分。目前,CAR-T细胞疗法已经实现了5次技术迭代,总结如下:
图CAR-T技术的迭代[]
◆第一代的CAR仅依赖于CD3ζ介导T细胞激活,由于缺乏胞内共刺激信号,并不能提供长时间的T细胞扩增信号和持续的抗肿瘤效应,临床疗效有限;
◆第二代的CAR结合了激活和共刺激信号,如CD8/CD;
◆第三代的CAR结合了两个共刺激和激活信号,如CD8、CD、CD等
◆第四代的CAR则是引入了粗盐症细胞因子IL-1等和共刺激配体,主要目的是克服肿瘤免疫微环境的抑制。
◆第五代的CAR是在第二代的基础上,添加了激活其他信号通路的共刺激结构域,目前仍处于研发阶段。
CAR-T疗法靶点突破
目前,FDA批准上市的CAR-T产品有五款,以CD19为靶点的有四款,分别是诺华的Kymriah?、吉利德的Yescarta?和Tecartus?、施贵宝的Breyanzi?,以BCMA为靶点的施贵宝与蓝鸟开发的Abecma?。
FDA获批上市CAR-T产品BCMA靶点在CAR-T疗法的突破CAR-T细胞疗法在血液肿瘤中能够获得治愈可能,与CD19靶点的选择密不可分。CAR-T细胞疗法也不满足于CD19靶点的成功。BCMA靶点就是一个成功的选择。
图3MM细胞表面的有效靶点[3]作为血液系统仅次于非霍奇金淋巴瘤的第二大常见血液学恶性肿瘤,多发性骨髓瘤(MM)的复发和难治性一直是医学上的难题。
基于BCMA靶点的CAR-T疗法在复发或难治性多发性骨髓瘤(r/rMM)患者上的临床试验也逐步增多。01年3月6日,施贵宝和Bluebird共同研发的CAR-T细胞治疗产品Abecma?正式被FDA批准上市,适应症为治疗之前至少接受过三种治疗(免疫调节剂、蛋白酶体抑制剂和抗CD38抗体)的复发/难治性多发性骨髓瘤(r/rMM)成人患者。
这是首个获FDA批准上市的靶向BCMA的CAR-T疗法。
靶向Claudin18.的实体瘤CAR-T疗法目前,越来越多的临床试验开始尝试将CAR-T细胞疗法用于实体瘤,关键点就是实体瘤靶点的选择,下图汇总了常用的靶点。
其中值得一提的是,国内企业在胃癌中高度表达的Claudin18.靶点上,CAR-T进度处于全球领先水平。
Claudin18.在所有胃癌患者中的阳性率可以达到近60%,具有更广泛的患者获益可能。从而在胃癌领域,针对Claudin18.的治疗性抗体理论上具有更大的抗癌潜力和更低的毒性。全球范围内靶向Claudin18.靶点的产品类型涉及单克隆抗体、双特异性抗体、CAR-T以及ADC,几乎包含了当下主要的产品形式。
国内布局该靶点的CAR-T公司除了科济药业,还有南京传奇。
科济药业产品管线(来源:科济药业招股书)目前,研究还处于早期阶段。与血液肿瘤相比,实体瘤的肿瘤特异性抗原非常少,现有的靶点缺乏特异性,靶向性不足,不可避免会出现脱靶效应。另一方面,由于实体瘤的异质性,即使找到了安全的靶点,疗效也无法保证。对于Claudin18.CAR-T细胞疗法,还有很长的路要走。
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CAR-T实体瘤困境突围
目前,除了靶点的选择优化外,科学家也开始尝试多种方案突破CAR-T实体瘤困境,汇总如下:
3.1规避固有的T细胞抑制信号
T细胞具有内在的抑制机制,重要的抑制受体CTLA-4/PD-1的上调会导致T细胞耗竭。因此,克服内生抑制信号以减少CAR-T细胞的消耗也是一种很有前途的方法。
随着基因编辑技术的发展,已有研究报道,可使用CRISPR/Cas9敲除CAR-T细胞中负责表达PD-1的基因,或使用shRNA降解CAR-T细胞中的mRNA。另外,可通过PD-1开关受体、PD-1DNR(显性复性受体)和PD-1抗体的分泌来规避T细胞的内外抑制机制,增强CAR-T细胞治疗的效果。
3.多靶CAR-T,克服肿瘤抗原异质性与肿瘤抗原逃逸
与抗PD-1单抗向双特异性单克隆抗体转变一样,单靶点CAR-T细胞疗效也受限于肿瘤抗原的异质性,开始向多靶点CAR-T细胞疗法转变。
所谓的多靶点CAR-T细胞,主要是设计用于靶向不同的肿瘤抗原,包括具有两个CAR的双CAR-T细胞或具有多个单链抗体(scFv)的串联CAR-T细胞。
3.3克服肿瘤微环境的免疫抑制
对于肿瘤微环境的研究,近年来逐渐增多。实体瘤的肿瘤微环境中,免疫抑制分子和抑制性免疫细胞众多,严重影响CAR-T细胞疗法的效果。有报道称,通过CAR-T细胞修饰,可以过表达促进炎症的细胞因子(IL-1,IL-15和IL-18)。
另外,由于TGF-β信号传导是重要的免疫抑制途径,因此促进抗肿瘤反应的可行替代方法是阻断TGF-β信号传导。
有报道称,TGF-β显性负性受体(DNR)可以有效地保护CART细胞免受免疫抑制细胞因子的干扰,从而抑制信号转导。或者用受体工程改造的CART细胞将TGF-β信号转化为4-1BB或IL-1刺激信号,发挥强大的抗肿瘤作用,并对免疫抑制信号产生抵抗性。另外,注入IL-4受体胞外结构域和IL-7受体胞内结构域,也可实现细胞因子受体的倒置,将免疫抑制细胞因子信号转化为激活信号。
3.4CAR-T创新的联合疗法
鉴于免疫联合其他治疗方式存在的协同抗肿瘤效果,CAR-T细胞疗法也开始与创新疗法联用:包括病毒或树突状细胞在内的疫苗、纳米颗粒或溶瘤病毒等。
小结CAR-T细胞治疗已发展了三十余年,在血液肿瘤领域一路高歌猛进,随着CAR分子设计、转导方法、靶点优化和创新联合疗法的应用,期望在不久的将来,CAR-T细胞疗法能够在实体瘤领域带来更多患者获益。
参考文献:[1]Gill,S.,M.V.Maus,andD.L.Porter,ChimericantigenreceptorTcelltherapy:5yearsinthemaking.BloodReviews,.30(3):p.-.[]Abreu,T.R.,etal.,CurrentchallengesandemergingopportunitiesofCAR-Tcelltherapies.JournalofControlledRelease,00.:p.46-61.[3]推荐文章
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