自然middot医学CART向

6月23日,国家药监局批准了国内首个细胞治疗类产品上市(阿基仑赛注射液,用于治疗复发或难治性大B细胞淋巴瘤)[1],实现了国内细胞治疗产品“零的突破”!

由于临床试验结果显示CAR-T细胞疗法治疗血液系统肿瘤确实效果不错,早在年,美国FDA批准上市了世界首个CAR-T细胞疗法,然而,CAR-T细胞疗法在实体肿瘤(包括CNS肿瘤)中的疗效不尽如人意。

近日,来自华盛顿大学BenTowne儿童癌症研究中心的NicholasA.Vitanza?团队,在著名期刊《自然·医学》杂志发表一项重要研究成果[2]。

他们开发了靶向人HER2的CAR-T细胞(以下称为HER2CAR-T细胞)疗法,并在临床试验中验证了HER2CAR-T细胞治疗复发或难治性中枢神经系统(CNS)肿瘤的可行性和安全性。CNS肿瘤有望迎来新疗法。

论文首页截图

HER2的靶向药目前常用来治疗乳腺癌等,同时也是治疗CNS肿瘤的一个潜在的靶点。虽然HER2不在正常的CNS组织中表达,但它在一系列CNS肿瘤(室管膜瘤、胶质母细胞瘤和髓母细胞瘤等)中都有表达[3]。

由于CAR胞外间隔结构域(其作用是把抗原受体结构和T细胞隔开)长度会影响CAR与靶抗原的结合,进而影响治疗效果,研究人员首先探究了短(S)、中(M)和长(L)三中不同长度的间隔结构域对CAR-T细胞功能的影响。

研究人员发现:M-和L-间隔结构域的HER2CAR-T细胞,对HER2阳性髓母细胞瘤细胞系D和MedFH有相似的特异性杀伤作用,并能产生抗肿瘤细胞因子(白介素2、干扰素γ和肿瘤坏死因子α),但对HER2阴性D细胞则没有杀伤作用(图1)。

值得注意的是,S-间隔结构域的HER2CAR-T细胞不能杀伤HER2阳性的肿瘤细胞,也不能产生相应细胞因子(图1)。

图1采用不同间隔结构域的HER2CAR-T细胞处理的不同肿瘤细胞的裂解率及相应细胞因子含量

紧接着,研究人员进一步在体内验证S-、M-和L-间隔结构域的HER2CAR-T细胞的治疗效果,他们首先使用D细胞(携带有荧光基因)构建了髓母细胞瘤原位异种移植模型。

在模型构建7天后,对小鼠进行单剂量瘤内注射对照(Mock)或S-、M-或Lmut-(Lmut是对两个关键残基修饰的L-间隔结构域,以支持体内功能)间隔结构域的HER2CAR-T细胞。

结果显示:注射Mock和S-间隔结构域的HER2CAR-T细胞,对小鼠无治疗作用,肿瘤荧光信号迅速增加;而所有接受M-间隔结构域的HER2CAR-T细胞治疗的小鼠,和部分接受Lmut-间隔结构域的HER2CAR-T细胞治疗的小鼠,均有明显治疗作用,且治疗效果持续到肿瘤移植后超过90天,M-间隔结构域组的治疗优于所有其他组(图2)。

图2接受不同间隔结构域的HER2CAR-T细胞治疗小鼠的肿瘤生长情况及生存曲线

根据以上结果,研究人员在之后的研究均采用了具有M-间隔结构域的HER2CAR-T细胞。

考虑到对于孤立的CNS肿瘤,手术切除效果较好,而复发或难治性CNS肿瘤往往由于肿瘤进展(主要是转移)而很难通过单一手术进行治疗。

为了验证HER2CAR-T细胞对于进展期CNS肿瘤的疗效,研究人员通过脑室内注射D细胞(携带有荧光基因)构建了软脑膜转移扩散模型,M-间隔结构域的HER2CAR-T细胞治疗,显著减少了小鼠脑部和脊柱部肿瘤的生长(图3),并将中位生存期延长了44.1天。

图3M-Spacer结构域的HER2CAR-T细胞治疗转移扩散模型小鼠

由于HER2CAR-T细胞在动物实验中疗效显著,研究人员紧医院启动了名为BrainChild-01(NCT)1期单中心临床试验,以评估该治疗方法的可行性、耐受性以及安全性(图4)。

图4临床试验研究流程

受试者被分成两组:一组通过CNS导管将HER2CAR-T细胞输送至肿瘤腔,另一组输送至脑室系统。在每个剂量方案(DR)中,患者有机会进行升阶梯治疗,DR1最大剂量等级(DL)为2,DR2最大DL为DL3,DR3最大DL为DL4(图5)。

图5不同剂量等级对应的输注细胞数

研究人员研究了最初三名患者的治疗可行性、耐受性相关数据(S、S和S,年龄分别为19岁、16岁和26岁)。

在确诊时,三名患者年龄都在19岁以下。按照临床试验方案,每4周为1疗程(第1、2和3周输注细胞),评估患者接受两个疗程内出现的剂量依赖毒性症状(DLT)。如果患者在符合研究标准的情况下,也可以选择继续最多达到6个疗程的治疗。

最终S接受了2个疗程共6次治疗,而S和S接受了3个的疗程共9次治疗,所有患者均未出现DLT。观察到的一些可能与CAR-T细胞输注有关的不良事件包括发热、头痛、疼痛(在脊髓的转移部位)或基线神经功能缺损的一过性恶化,所有患者均观察到C反应蛋白升高,且与头痛和/或疼痛的时间重叠。

研究人员还试图检测患者输注后脑脊液和外周血中的CAR-T细胞,并分析脑脊液和血清中潜在的抗肿瘤CAR-T细胞活性的生物标志物。但是,在输注后的任何时间点,研究人员在所有患者的脑脊液中和外周血液中都没有检测到CAR-T细胞。目前还不清楚这是因为细胞迅速死亡、细胞分散在脑脊液、细胞进入肿瘤或CNS间质,还是由于检测的技术限制。

由于CAR-T细胞治疗最常见的严重不良反应为细胞因子释放风暴,研究人员检测了患者在CAR-T细胞输注过程中不同时间点的脑脊液和血清中的细胞因子/趋化因子水平(图6)。

图6CAR-T细胞输注后脑脊液和血清中的细胞因子/趋化因子水平

与其他测量的细胞因子相比,CCL2和CXCL10在三个患者的血清中的浓度都是最高,且与患者出现的与治疗介导的CNS免疫激活相一致的症状存在时间上的相关性。在CAR-T细胞输注过程中,三名患者的血清细胞因子水平都相对稳定,与脑脊液相比波动较小。

不过,由于CAR-T细胞治疗的效果可能最终取决于肿瘤的靶抗原密度,因此在可能的情况下,还需评估靶抗原密度与临床毒性和治疗反应之间的关系。

此外,考虑到肿瘤异质性也是阻碍单一抗原靶向CAR-T细胞治疗的重要因素,因此研究人员还设计了另外两个不同抗原靶向的CAR-T细胞治疗的临床试验(试验正在进行中):BrainChild-02(NCT,靶向人EGFRCAR-T细胞治疗复发或难治性EGFR+CNS肿瘤的儿童)和BrainChild-03(NCT,靶向人B7-H3CAR-T细胞治疗复发或难治性CNS肿瘤和弥漫性固有桥脑胶质瘤的儿童)。

研究人员指出,在今后进一步的临床试验中,或将考虑使用多重策略来克服肿瘤异质性和抗原逃逸。

综上,研究人员成功开发了靶向人HER2CAR-T细胞并将其用于治疗复发或难治性CNS肿瘤,且临床试验初步结果显示该治疗具有可行性且较为安全。

此外,研究人员还评估了相关的脑脊液和血清中的细胞因子/趋化因子水平,这对CAR-T细胞治疗CNS肿瘤来说具有重要意义,为其最终的临床转化奠定了坚实基础。

参考文献

1.国家药监局批准阿基仑赛注射液上市.-06-23.


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