嵌合抗原受体修饰 T 细胞(CAR-T)的出现,掀起了一场肿瘤免疫治疗的革命。然而目前为止,其临床疗效仅在 CD19+B 细胞淋巴瘤中得到证实。尚缺少临床证据支持 CAR-T 疗法用于多发性骨髓瘤(MM)。暂时没有找到合适靶向结构及肿瘤局部较强的免疫抑制微环境影响过继免疫疗效,是 CAR-T 治疗 MM 受阻的重要原因。
为了解决上述问题,美国犹他大学 Huntsman 癌症研究所 Atanackovic 博士对 CAR-T 治疗 MM 的潜在靶点及解除免疫抑制微环境效应两方面进行综述,发表在近期的 British journal of haematology 杂志上。
以往 MM 过继免疫疗法的局限性
针对 MM 最常见的过继免疫治疗是在接受异基因干细胞移植后(alloSCT),进行供体淋巴细胞(DLI)输注,从而产生 T 细胞介导的移植物抗淋巴瘤效应。但由于 DLI 可引发移植物抗宿主病(GVHD),导致严重后果 ,因此特异性更强的抗骨髓瘤 T 细胞较 DLI 具有明显的优势。
如在黑色素瘤等实体瘤治疗中,自体肿瘤反应性 T 细胞过继输注已取得很好的临床疗效。遗憾的是,自体肿瘤浸润 T 细胞(TIL)治疗仍存在许多技术性难题制约了其应用,如生产制备技术要求严格,费用高,且 TIL 仅能作用于单一个体。
嵌合抗原受体安全性及应用前景
嵌合抗原受体 T 细胞可很好的解决上述问题, 并有研究显示其治疗 CD19+B 细胞淋巴瘤及淋巴母细胞白血病是通过不依赖人类白细胞抗原(HLA)特异性肿瘤杀伤作用实现。但 CAR-T 应用于 CD19+B 细胞淋巴瘤以外的肿瘤时,可对非靶组织产生毒性,限制了其应用。
因此,找到特异性表达于肿瘤细胞的抗原作为 CAR 治疗 MM 的靶点最为关键。此外,通过肿瘤特异性的 CARs 可与正常细胞表面抗原结合的,可产生抑制性信号的嵌合受体共同表达于 T 细胞表面,可抑制其对健康组织的伤害。
大量表达 CAR 效应细胞及伴随肿瘤细胞大量死亡的过度免疫反应可造成细胞因子释放综合征这一危及生命急性反应。目前针对细胞因子释放综合征主要通过 IL-6 中和抗体及糖皮质激素治疗。
针对上述情况,可采取诱导自杀基因使 CAR-T 细胞条件性死亡。这一方法在之前临床试验中已得到评估。尽管应注意使用 CAR-T 的安全性,但其特异性靶向抗肿瘤的作用显示出较好的早期临床效果表明其治疗如 MM 等疾病具有潜在应用价值。
CAR 治疗骨髓瘤的潜在靶点
识别合适的靶向结构是使 CAR-T 发挥临床疗效的首要条件。理想的靶向分子应具有以下特点:
1. 必须表达于 MM 细胞表面;
2. 仅在极少组织中表达;
3. 在 MM 患者中表达比例高;
4. 在个体患者的肿瘤细胞中表达情况一致;
5. 在 MM 中具有重要的生物学/病理生理学功能,从而防止在免疫治疗的选择压力下出现下调;
由于 CAR-T 治疗的毒性可能致命,除上述标准外,靶抗原不在重要组织中表达是最重要的选择依据。
可作为靶抗原的分子总结如下:
表面受体 | MM 中表达比例(%) | 在正常 WBC 中的表达 |
CD38 | 80-100 | 嗜碱性粒细胞、单核细胞、早期 B 细胞、NK 细胞、活化的 T 细胞 |
CD40 | 70-100 | 细胞、DC 细胞 |
CD44 | >30 | 浆细胞、其他白细胞 |
CD47 | 90-100 | 广泛表达于血细胞 |
CD54(ICAM 1) | 90-100 | 浆细 胞、其他白细胞 |
CD56(NCAM 1) | 60-80 | K 细胞、NK 型 T 细胞 |
CD74 | >50 | DC 细胞、浆细胞、淋巴细胞 |
CD81 | 0-43 | 细胞、T 细胞 |
CD86 | 54-100 | DC 细胞、单核细胞、浆细胞 |
CD138(SDC 1) | 90-100 | 浆细胞 |
CD200 | 80 | 胸腺细胞、活化 T 细胞、B 细胞、DC 细胞 |
CD221(IGF1 R) | 85 | 广泛表达 |
CD269(TNFRSF 17) | - | 成纤维细胞、浆细胞、生发中心 B 细胞 |
CD307 | 100 | 细胞 |
CD317(BST 2) | 90-100 | 浆细胞、晚期 B 细胞、DC 细胞、单核细胞 |
CD319(SLAMF) | 95 | 浆细胞、T 细胞、NKT 细胞、T 细胞 |
MM,多发性骨髓瘤; WBC,白细胞;NK(T),自然杀伤性(T)细胞 ;DC, 树突状细胞 |
提高 CARs 治疗 MM 疗效的方法
靶向作用于肿瘤微环境方法:红色标记及绿色箭头示提高 CAR-T 疗效的作用靶点与途径(MM,多发性骨髓瘤;MDSC,髓样抑制细胞;Treg,调节性 T 细胞;DC,树突状细胞;CTL 及 NK、细胞毒性 T 淋巴细胞及自然杀伤细胞;Th1 细胞,1 型辅助性 T 细胞;PDE5,磷酸二酯酶 5 型;HAT,组蛋白/蛋白乙酰转移酶;TGF-β,转化生长因子-β;IL-6、IL-10、;白细胞介素 6、10)
大多数接受 CAR T 治疗的患者可获得持久的疗效,但在 B 细胞淋巴瘤以外的肿瘤中治疗反应率不高。因此 CAR-T 治疗需要进一步改进,如引入新的共刺激结构或联用细胞因子。
在众多与 MM 免疫治疗有关的新疗法中,靶向作用于肿瘤微环境的药物联合 CAR 治疗最有前景。肿瘤微环境免疫功能异常是 MM 的特点之一,包括骨髓基质细胞抑制 T 细胞裂解肿瘤细胞的效应及其他免疫抑制细胞的共同作用。
免疫抑制性 Foxp3 阳性 CD4+ 及 CD8+ 调节性 T 细胞(Treg)数量的增加均与疾病进展及生存期缩短有关。值得注意的是,有一些方法可以改变 Tregs 介导的局部免疫抑制的微环境,如抑制吲哚胺 2,3-双加氧酶 1(IDO)。IDO 可以促进 Treg 分化,且在 MM 患者中高表达。抑制 IDO 可以逆转 Tregs 在 MM 中的增殖。
另外,最近研究表明,组蛋白/蛋白乙酰转移酶(HAT)可增加 T 细胞受体诱导的 Treg 细胞的凋亡,在小鼠模型的抑制肿瘤的生长。
髓样抑制细胞(MDSC)升高,也在 MM 患者的外周血及骨髓中被多次报道,并可能与 MM 进展有关。MDSC 可抑制 T 细胞介导的免疫应答。其中磷酸二酯酶-5(PDE5)抑制剂,如西地那非、他达拉非和伐地那非,可下调 MDSC 免疫抑制性效应分子,如蛋白质精氨酸酶 1 和一氧化氮合成酶-2。一种新的肽-Fc 融合蛋白(抗体)可耗竭荷瘤小鼠的 MDSC,抑制肿瘤生长。
PD-1 也在 MM 患者免疫抑制机制方面起到了重要的作用。在动物实验中证实,抑制 PD-1 信号可防止肿瘤特异性杀伤 T 细胞疗效减弱。
有研究显示过继性基因工程 T 细胞在输入患者体内后,156 个免疫功能有关的基因表达改变,多数发挥免疫抑制效应。这些发现提示仅根据亲和力选择 T 细胞是不够的,还要结合不同策略改善肿瘤免疫抑制的微环境。
去乙酰化酶抑制剂帕比司他证实对 MM 患者有效,该药也可降低霍奇金淋巴瘤患者 T 细胞 PD-1 的表达,提示可应用于过继性 T 细胞治疗。
最近,一类新的酪氨酸激酶抑制剂显示出调节肿瘤微环境,更加有效的促进抗肿瘤免疫应答的作用。集落刺激因子 1(CSF1)可招募髓样抑制细胞,因此也可作为治疗靶点,如通过 CSF 1 抑制剂 PLX3397 提高过继性免疫细胞的疗效。
相似的,靶向作用于激活性癌基因的小分子抑制剂,如作用于 MAPK 途径可与过继性免疫细胞治疗发挥协同治疗作用。
总结与展望
CAR-T 细胞在治疗 CD19 阳性 B 细胞淋巴瘤的疗效已得到证实,同时也极有可能应用于其他肿瘤。可根据所治疗肿瘤的生物学特征来找到提高过继性免疫疗效的途径。本文提出了 CAR-T 应用于 MM 患者的两个重要思路,即找到合适的靶向结构和改善肿瘤免疫抑制微环境。
如前述,已有许多靶点可供应用,进一步临床试验将揭示其治疗效用。研究者认为,将会找到与 CAR-T 治疗 B 细胞非霍奇金淋巴瘤的靶点疗效相似的其他表面分子治疗 MM。可通过检测持续表达于骨髓瘤细胞或治疗后恶性浆细胞表面分子的表达水平来找到上述靶点。
此外,本文列举了一系列方法,发挥免疫调节作用,可与过继性细胞输注联合使用,逆转免疫抑制微环境,从而提高 CAR-T 疗效。