CART技术迭代史及实体瘤突破进展

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。

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2CAR-T技术的迭代[2]

◆第二代的CAR结合了激活和共刺激信号,如CD28/CD137;

◆第三代的CAR结合了两个共刺激和激活信号,如CD28、CD137、CD134等

◆第四代的CAR则是引入了粗盐症细胞因子IL-12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。

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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。

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。

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。2021年3月26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。

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Claudin18.2靶点上,CAR-T进度处于全球领先水平。

Claudin18.2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Claudin18.2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Claudin18.2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。

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Claudin18.2CAR-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。

3.2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-12,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-12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。

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。

THE END
1.CARCRS可在CAR-T输注后的第一周内出现,并在1-2周内进一步进展。发烧通常是CRS的第一个也是最必然的迹象。患有更严重CRS的患者会更早出现发热,发热时间延长且体温峰值较高。因此,“发热时间”及其峰值已在CRS预测量表中得到充分利用。 图2:CRS和CRES的发病机制。https://www.yxj.org.cn/detailPage?articleId=304677
2.GMP级慢病毒载体制备CAR第四代CAR-T,被认为是T细胞重定向,普遍的细胞因子杀伤型CAR-T细胞(TRUCKs ),用于解决由于癌细胞表型异质性带来的杀伤作用降低等问题。在该策略中,CAR-T被修饰成当CAR-T被激活时,诱导表达细胞因子如IL-12(如NF-AT(激活的T细胞核因子)控制的表达)。因此,IL-12在肿瘤细胞周围积累,引起固有免疫反应杀伤肿瘤。图https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=fd06199863f5
3.一文盘点:TCRT细胞免疫治疗在肿瘤治疗中的研究进展TCR-T与CAR-T作用机制的差异 目前,CAR-T在血液系统恶性肿瘤的临床治疗中效果显著。由于实体肿瘤的免疫抑制肿瘤微环境和肿瘤细胞表面的肿瘤相关抗原表达率较低(1 - 10%)等因素,限制了CAR-T在实体肿瘤的临床应用。 不同于CAR-T细胞只能识别细胞膜外的蛋白质,TCR-T细胞的主要优势是能够识别细胞外和细胞内的蛋白,而http://www.leadingpharm.com/News/desc.html?id=24&aid=375
4.科学网—[转载]膳食真菌在癌症免疫治疗中的作用:从肠道微生物群最新发表的一项研究表明,在开始CAR-T治疗前,患者的基线肠道菌群特征可以预测之后对治疗的应答情况,但前提是这些患者没有预先使用广谱抗生素,因为这会破坏菌群与治疗反应间的关联。 然而,关于肠道微生物群在CAR-T治疗结果中的作用,仍然有很大程度的未知,并且仍然缺乏对其机理的认识,需要更多相关研究阐述其机制。 https://blog.sciencenet.cn/blog-2040048-1380749.html
5.CARTCART免疫细胞疗法CART详细介绍【作用机制】 如名字的意义一致,CAR-T代表着嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor,CAR)T细胞。该程序包括: 1.提取T细胞 —— 一种来自患者的子型白细胞 2.在体外从基因方面改变细胞,因此可以显示出一种CAR,以识别一种特定的肿瘤抗原。该程序也被称为是T细胞“活化”。 3.将新的T细胞重新摄入患者体内 http://cart.kangantu.org/
6.CART疗法迎来收获期,如何突破安全性瓶颈?目前报道的用于CAR-T开关设计的小分子化合物主要有FITC、叶酸、rimiducid、雷帕霉素、蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC) 化合物和达沙替尼等。(图2)。 图2. 小分子化合物应用于安全开关的不同机制的示意图。 图片来源:参考文献 2.1 基于FITC/叶酸的安全开关介导的拟免疫突触的组装 https://newsh5.yaozh.com/newsDetail/34667
7.泛血管·学术进展李茂全:初探Trop2靶向CAR所以,为了进一步推动CAR-T疗法在实体瘤治疗中的应用,李茂全教授所在中心正在进行的研究包括: 1. 风险基因发现和作用机制研究(目前正在深化研究方案,拟提交伦理审查) (1)胰腺癌风险基因发现:大样本人群遗传学和疾病表型关联分析发现胰腺癌的遗传风险基因。 https://neuro.drvoice.cn/article/12371
8.一文读懂肿瘤免疫治疗新贵——CARCAR-T细胞免疫治疗流程图 资料来源:优卡迪官网 二CAR-T的结构 CAR通常由一个胞外抗原结合域(如识别CD19的单链抗体序列scFv),一个铰链区(促进抗原受体与肿瘤抗原的结合),一个跨膜区(用来固定CAR),一个T细胞激活结构域(CD3 ζ,提供T细胞活化的第一信号)以及一个或多个胞内共刺激结构域组成(CD28/4-1BB,提供Thttps://www.douban.com/note/700518011/
9.CART细胞疗法在实体肿瘤治疗中的五大难点一周益读4.T细胞固有的阴性调节机制(比如细胞质或细胞表面的抑制性受体的表达上调)以及抑制性分子的过度表达。 5.最后,由于它们的免疫原性和毒性CAR-T细胞自身也可以是个大的问题。 图一:CAR-T的“组件”:从单克隆抗体中获得的有特异性靶向抗体单(scFV)经穿胞膜结构域与CD3zeta的膜内结构域融合,这就是一代CAR-T的构https://www.bjsjth.cn/Html/Mobile/Articles/1011478.html