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CAR-T治疗实体瘤,任重而道远

来源:BiG生物创新社 发布时间:2022-07-25

CAR-T用于实体瘤面仍临多重挑战。

   缺乏有效靶点   

目前临床试验中使用的多为肿瘤相关抗原(TAA),如间皮素(MSLN)、表皮生长因子受体(EGFR)、紧密连接蛋白Claudin18.2(CLDN18.2)等,但TAA在部分正常组织中也有表达,这给CAR-T细胞疗法带来了脱靶风险和安全性问题。


   肿瘤异质性

血液瘤通常表达单一的、特异性的肿瘤相关抗原,因此针对相关抗原的CAR-T可以全面、高效地杀伤血液瘤细胞,而实体瘤则具有显著的抗原异质性,不同患者个体间或者同一患者体内不同部位肿瘤细胞间在免疫特性、生长速度、侵袭能力等表型方面存在显著差异,导致同一款CAR-T只能杀死部分实体瘤细胞,残存的肿瘤细胞继续增殖转移,是肿瘤抗原逃逸,复发,产生耐受的重要原因。

   肿瘤微环境的免疫抑制

肿瘤微环境存在着抑制性的免疫细胞(Treg,MDSC等)、抑制性的细胞因子(IL-10、TGF-β等)均会抑制进入肿瘤内部的CAR-T细胞活性,肿瘤细胞还能够通过抗原缺失、共刺激信号异常、MHC类分子表达低下以及表达免疫检查点分子(PD-L1,B7等)来降低CAR-T细胞活性,导致TME中的免疫耐受。此外,肿瘤细胞糖酵解使TME呈现缺氧、酸性、营养耗竭的状态,导致CAR-T效应功能因缺少能量而受损,而肿瘤血管结构不规则、间质液压力升高等特点对CAR-T细胞形成物理屏障,使其难以有效归巢和浸润到肿瘤。

但目前已经有不少探索来优化CAR-T在实体瘤上的效果,制药公司期望通过改造CAR、T细胞以及联合疗法来攻克实体瘤。
   对CAR-T进行改造   
通过对CAR进行适当改造,可提高对肿瘤组织的特异性,减少对正常组织的杀伤。如应用synNotch受体的CAR-T细胞, synNotch识别肿瘤的EGFRvIII抗原后,激活CAR基因的表达,从而对T细胞进行活化。该系统要求同时存在两个细胞表面抗原才能激活CAR-T细胞,因此健康细胞不会受到这些CAR-T细胞的攻击,从而减少了on-target、off-tumor副反应的发生。

   改造T细胞
解除免疫抑制
敲除CAR-T细胞的PD-1基因或是转换为显性负受体(DNR),让其可以结合PD-L1但无法发挥抑制作用;往CAR-T细胞引入PD-1抗体的基因,使其阻止PD-1与PD-L1的结合,并且还可招募NK细胞对肿瘤组织进行杀伤;往CAR-T细胞导入促炎分子如CD40L,既可增强CAR-T细胞对肿瘤组织的杀伤,也可招募巨噬细胞等天然免疫细胞,并释放TNF、IFNγ等促进肿瘤组织炎症反应。

延长T细胞存续时间
过度的共刺激信号会降低CAR-T细胞的持久性,可以通过突变CD28结构域的氨基酸来降低共刺激的强度,或是往CAR-T细胞引入4-1BBL基因来获得其他免疫细胞的支持以留存更长的时间。
引入自分泌细胞因子基因
往CAR-T细胞引入、 IL-2、IL-7、IL-15 或 IL-21 等细胞因子基因,这些细胞因子能够激活T细胞和NK细胞,同时还可抵抗Treg细胞产生的免疫抑制,增强CAR-T和其他免疫细胞的抗肿瘤活性,同时也可增加CAR-T细胞在体内的持久性。
引入趋化因子,增强对实体瘤的渗透
往CAR-T细胞导入CCR2b、CCR4等趋化因子受体基因,可增强CAR-T细胞向肿瘤组织的富集;而通过引入蛋白酶成纤维细胞活化蛋白(FAP)基因,使CAR-T细胞可以诱导肿瘤基质重塑,从而增强CAR-T细胞对实体瘤的渗透能力。
增加CAR种类,克服肿瘤异质性
可通过引入多个不同的CAR基因来靶向肿瘤细胞的多个表面抗原,从而实现对表达不同抗原的肿瘤细胞均能够起到杀伤作用;此外,也可将表达一种CAR的不同CAR-T细胞进行混合,以实现CAR-T的多靶标作用;或是引入双特异性T细胞衔接蛋白(BiTE)基因,让CAR-T细胞分泌BiTE,那么CAR-T细胞除了可以通过CAR识别对应的肿瘤抗原,还可以通过未经改造的TCR与BiTE连接并通过BiTE识别第二种肿瘤抗原,从而在一定程度上克服肿瘤的异质性。

   联合疗法
TME的免疫抑制不利于CAR-T细胞的归巢和杀伤肿瘤细胞,可通过联合其他疗法如溶瘤病毒、PD-1/CTLA-4抗体联用,解除TME的免疫抑制作用,增强CAR-T细胞的浸润和杀伤能力。溶瘤病毒可以诱导肿瘤细胞表达或释放钙网蛋白、热激蛋白70/90等激起细胞免疫原性的损伤相关分子模式,进而诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡,将“冷肿瘤”变为热肿瘤,从而促进CAR-T细胞的归巢浸润和杀伤,提高CAR-T产品的疗效。临床前数据显示,联合溶瘤病毒可以大大增强CAR-T细胞治疗黑色素瘤和胶质瘤小鼠的疗效,其中位生存期从单用CAR-T的30天提高到了联用的60天以上。

   小结
实体瘤CAR-T目前尚无产品获批,进度最快的仍处于II期临床中,在一些针对间皮瘤、肉瘤、胃癌和胰腺的小型研究中,CAR-T疗法已经显示出令人鼓舞的疗效,但还未有大型临床确诊其疗效。不过药企和研究机构对实体瘤CAR-T仍然是充满热情,数据显示,治疗实体瘤的细胞疗法临床试验已经占到细胞疗法临床试验总数的43%,并且数量比2021年增长44%,超过了血液瘤临床试验25%的增长幅度。

实体瘤治疗领域存在着巨大的未满足需求,虽然目前CAR-T疗法在实体瘤领域仍面临较多困难,但相信随着研究的不断深入,这些困难都将被克服,CAR-T疗法也能够像血液瘤那样,为实体瘤治疗带来变革性的影响,造福更多实体瘤患者。
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