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带你了解异基因CAR-T细胞治疗

前言

目前,使用嵌合抗原受体(CAR)T细胞进行治疗已成为治疗某些血液系统肿瘤患者的有力工具。然而,所有FDA批准的CAR-T细胞疗法均基于从患者身上分离的自体T细胞,尽管有显著的临床效果,该策略仍有几个重要的局限性,即治疗成本非常高,个别生产过程可能存在问题。

与使用自体CAR-T细胞的治疗相比,由同种异体供体材料产生的CAR-T细胞具有三个主要优势。首先,根据个体患者的既定治疗方案,可以提前生产同种异体CAR-T细胞,并毫不延迟地交付。其次,异基因供体来源的T细胞不会暴露于多轮抗白血病治疗中,因此它们更容易接受体外操作。第三,一小部分患者最终可能永远无法获得质量良好、数量有治疗意义的自体CAR-T细胞产品。

目前,已有多项异基因CAR-T细胞疗法进入临床阶段,其中一些临床试验展现出良好的应用前景,可能为更多更广泛的患者带来福音。

异基因CAR-T细胞的制造

同种异体CAR-T细胞可以并且应该代替自体CAR-T细胞或与自体CAR-T细胞结合使用时,有几种情况:i)有阻碍自体产品制造的物流问题;ii)制造失败,其中同种异体产品可以替代自体产品,而不会延迟计划的输注;iii)当自体产品在患者体内无法扩增时,输注同种异体CAR-T细胞产品;iv)由于患者的T细胞数量较低和/或疾病进展迅速,无法预先制造自体CAR-T细胞产品;v) 异基因CAR-T细胞产品通过设计成为造血干细胞移植的桥梁。

带你了解异基因CAR-T细胞治疗

尽管使用同种异体CAR-T细胞进行治疗有许多优点,但这种技术有两个主要缺点。首先,受者的细胞对所给予CAR-T细胞的天然T细胞受体(TCR)可能诱导其激活并导致急性移植物抗宿主病(GvHD)。其次,CAR-T细胞对宿主免疫系统是外来的,这可能会导致它们迅速从循环中清除。

因此,异基因CAR-T细胞的制造主要是通过各种手段破坏CAR-T细胞的TCR和MHC-1分子。破坏TCR可以通过三种不同的方式进行:抑制蛋白的表达;通过使用TALENS或CRISPR/Cas9敲除编码TCR链的基因;通过shRNA介导mRNA的沉默。

上面的方法均不能从细胞群中100%的去除TCR。因此,剩余TCR+细胞的额外消耗是制造同种异体CAR-T细胞的一个重要部分,这在很大程度上决定了GvHD的发生和治疗效果。最先进的消除TCR +细胞的方法是基于CliniMACS™的装置。简言之,在引入CAR和TCR消除后,首先用生物素化的抗TCR抗体孵育T细胞,然后用与磁性微球结合的抗生物素抗体孵育T细胞。随后,残留的TCR+细胞被CliniMACS清除。带你了解异基因CAR-T细胞治疗

此外,为了增加异基因CAR-T细胞的持久性,可以考虑通过基因敲除免疫排斥的关键介质MHC-I分子,这可以通过破坏编码β-微球蛋白的基因来实现。

异基因CAR细胞的来源

根据临床经验,同种异体CAR-T细胞清除肿瘤细胞的能力取决于初始扩增、持续时间、GvHD的发生以及宿主免疫系统排斥这些细胞的能力。在制定管理异基因CAR-T细胞的策略时,可以选择不同来源的细胞及细胞亚群。

αβT细胞

用于制造同种异体CAR-T细胞的T细胞主要来源于外周血单个核细胞,尤其是具有由α和β链组成的TCR的细胞,其构成健康供体循环T细胞的约90%。由于αβT细胞在外周血中的相对丰度和快速增殖的能力,它是制造同种异体CAR-T细胞的一个有吸引力的靶点。然而,该细胞亚群在急性和慢性GvHD的发病机制中起主要作用。因此,需要通过基因编辑手段破坏TCR,以减少发生GvHD的风险。

病毒特异性T细胞

除了基因编辑方法外,减轻GvHD的策略之一是使用基于病毒特异性T细胞的CAR-T细胞,这些细胞结合了CAR的抗肿瘤活性和降低GvHD风险。GvHD风险与TCR多样性相对应,因此,输注病毒特异性记忆T细胞后GvHD减少可能是由于病毒特异性记忆T细胞中TCR的功能受到限制。此外,这种策略的一个可能的不足是初始病毒特异性记忆T细胞的数量较低。

γδT细胞

供体来源的γδT细胞通过利用其固有受体以不依赖于MHC分子的方式识别多种肿瘤抗原,并且可以在没有TCR清除的同种异体环境中应用。此外,一旦激活,它们可以通过促进其他免疫细胞的功能,进而产生进一步的适应性免疫反应。

诱导多能干细胞(iPSC)

诱导多能干细胞应用于CAR-T具有显著的优势:iPSC具有自我更新能力,能够在体外长期培养,可以在体外进行各种复杂和精确的基因改造;iPSC具有分化为人体所有细胞类型的能力,可产生大量的功能性T细胞。尽管存在一些限制,但IPSC仍具有均匀和大规模生产的CAR-T细胞的潜力。

NK细胞

异基因NK细胞对于过继性细胞治疗ACT)是相当安全的,因为它们通常不介导发生GVHD。此外,NK细胞仅分泌少量IFN-γ和GM-CSF,不产生启动CRS的IL-1和IL-6。其次,除了通过单链抗体识别肿瘤表面抗原来抑制癌细胞外,NK细胞还可以通过多种受体识别各种配体来抑制癌细胞,例如自然细胞毒性受体(NKp46、NKp44和NKp30)、NKG2D和DNAM-1(CD226)。最后,NK细胞在临床样本中非常丰富,可以从外周血(PB)、脐带血(UCB)、人类胚胎干细胞(HESC)、iPSC甚至NK-92细胞系中产生。

异基因CAR细胞治疗的临床试验

ALLO-715抗BCMACAR-T细胞(NCT04093596)

这是一项1期临床试验,招募患有r/r多发性骨髓瘤患者。截至2020年10月,共有31名患者纳入安全人群。疗效人群包括26名患者,分为四个剂量水平的细胞(40、160、320和480×106),平均随访时间为3.2个月。

ALLO-715的CAR-T细胞受体包括具有4-1BB共刺激结构域的单链可变抗BCMA片段。为了防止移植物排斥反应,并在不影响ALLO-715 CAR-T细胞的情况下允许选择性淋巴细胞耗竭,引入了CD52和TRAC的KOs。

26名患者的所有剂量组和淋巴清除方案的总有效率(ORR)为42%(11/26)。在接受320×106细胞ALLO-715治疗的10名患者中观察到了优越的抗癌活性。对于该队列,ORR为60%(6/10),其中4名患者(40%)观察到非常好的部分响应。

在45%(14/31)患者中报告了CRS。一名患者在ALLO-715输注后一天出现非中性粒细胞减少性发热和多灶性肺炎,一次5级发作导致呼吸衰竭和死亡。研究认为这一事件与进行性骨髓瘤以及环磷酰胺和ALLO-647预处理方案有关。研究报告,42%(13/31)患者在治疗期间出现了感染性疾病,其中13%的患者出现了3级感染。未观察到GvHD或ICAN病例。

ALLO-501抗CD19CAR-T细胞(NCT03939026)

ALLO-501是一项针对复发/难治性非霍奇金淋巴瘤(r/r NHL)患者的I期临床试验,ALLO-501CAR-T基于小鼠CD19特异性单链抗体(4G7)。截至2021年4月19日,41例患者接受了ALLO-501治疗,有效人群包括32例患者,共三个剂量组(40, 120和360×106)。治疗包括先前的淋巴清除,包括使用氟达拉滨加环磷酰胺和ALLO-647。

结果显示,整体ORR为75%(24/32),50%(16/32)完全缓解(CR)。研究报告11例(27%)患者出现轻度至中度CRS,1例(2%)出现3级神经毒性,登记患者中无GvHD。感染率为61%(25/41),与使用自体CAR-T细胞的试验中观察到的感染率相似。

UCART19抗CD19CAR-T细胞

UCART19是一种基于慢病毒转导CAR19并使用TRAC/CD52特异性TALENs的CAR-T细胞产品。TALENs用于在编码TCR和CD52α恒定链的基因中引入KOs,以最小化GvHD风险。用磁珠去除残留的TCR+细胞后,只有0.7%的细胞具有可检测的细胞表面TCR。

在7名儿童的PALL试验和14名成人的CALM试验中,评估了UCART19的安全性和有效性。患者必须有CD19+B细胞急性淋巴细胞白血病的证据,在UCART19输注前,所有患者均进行了淋巴清除:17名患者(81%)给予了氟达拉滨、环磷酰胺和alemtuzumab,4名患者(19%)给予了氟达拉滨和环磷酰胺。

PALL试验中的儿童接受UCART19(1.1–2.3×106/kg),CALM试验包括剂量递增阶段(106细胞、6–8×107细胞或1.8–2.4×108细胞)。全体患者和接受含alemtuzumab的淋巴清除患者的ORR分别为67%(14/21)和82%(14/17)。14名患者中有10名(71%)获得完全缓解,并继续进行异基因造血干细胞移植(HSCT)。研究报告,在2019年8月的数据截止日期,14名获得响应的患者中有10名(71%)随后复发或死亡。6个月时无进展生存率为27%。

UCART19观察到的副作用似乎与报道的自体抗D19 CAR-T细胞的副作用相似。CRS是UCART19治疗最常见的不良事件(91%的患者),等级≥3的CRS出现在三名患者中。只有两名患者(10%)在UCART19输注后出现1级GvHD。

CTX110抗CD19CAR-T细胞(NCT04035434)

UCART19和其他CAR-T细胞使用随机整合的病毒将编码CAR结构的基因传递给T细胞DNA。CRISPR Therapeutics使用CRISPR/Cas9将CAR结构精确插入TRAC位点。CTX110是使用该技术靶向CD19+B细胞恶性肿瘤的CAR-T细胞。

目前,正在进行的1期CARBON临床试验评估了CTX110在11例患有r/r NHL患者中的安全性和有效性。11名患者在使用氟达拉滨和环磷酰胺进行淋巴细胞清除后,以四种剂量水平(30、100、300或600×106)输注CTX110细胞。

结果显示,在30–300×106 剂量组中,没报告有GvHD病例。其它不良反应包括3例等级≤2的CRS(30%)和1例2级ICAN(10%)。36%(4/11)的患者获得CR。

PBCAR0191抗CD19CAR-T细胞(NCT03666000)

Precision BioSciences公司的同种异体产品PBCAR0191使用了基于I-CreI归巢内切酶的通用基因组编辑平台ARCUS,将CD19特异性CAR插入TRAC位点。I期临床研究的初步数据显示, 27例患者(16例为r/r NHL,11例为r/r B-ALL)中,所有剂量组的ORR和CR分别为55%(15/27)和37%(10/27)。

最近,另一项研究报告了PBCAR0191高剂量(106个细胞)并伴有增强淋巴清除(氟达拉滨加环磷酰胺)的患者队列的临床结果。试验共纳入21例患者,包括16例非霍奇金淋巴瘤患者和5例B-ALL患者,对其中13例NHL患者和5例ALL患者的治疗效果进行了评估。结果显示,ORR为83%(15/18),CR为66%(12/18)。大多数不良事件是轻微的,在1例NHL患者中观察到ICANS 3级,在31%(5/16)NHL患者中观察到3级感染,在80%(4/5)B-ALL患者中观察到3级感染,未观察到GvHD的证据。

CYAD-101(NCT03692429)

CYAD-101是由Celyad Oncology开发的一款基于NKG2D受体和TCR抑制分子(TIM)的非基因编辑同种异体CAR-T细胞。NKG2D受体可以识别表达在大多数实体瘤和血癌细胞表面的8种不同的配体,使其可以同时靶向多种不同的癌症;TIM旨在消除负责GvHD的免疫反应,从而避免GvHD。

CYAD-101在不可切除转移性结直肠癌患者的alloSHRINK I期研究中进行了评估。在标准预处理化疗(FOLFOX)后,15名患者接受三种剂量水平中的一种(每次输注1×108、3×108或1×109细胞)。研究没有报告剂量限制性毒性或GvHD。在15名患者中,2名(13%)患者获得部分缓解(PR),9名(60%)患者病情稳定(SD)。

CIK抗CD19细胞(NCT03389035)

有研究提出了一种基于“睡美人”转座子系统的异基因CAR-T细胞,用CARs产生CIK细胞。根据CIK细胞方案,刺激细胞分化为记忆T细胞亚群。在多中心临床研究中(NCT03389035),对13例HSCT后复发的B-ALL患者使用CARCIK-CD19细胞。研究没有报告ICANS或GvHD病例,唯一的严重不良事件是接受最高剂量治疗患者出现的两例1级和2级CRS。61.5%的患者出现完全缓解,而在接受两种最高剂量的6名患者中,85.7%的患者出现完全缓解。

ATA188(NCT03283826)

ATA188是一款由Atara公司开发的异基因EBV特异性T细胞免疫疗法。在针对多发性硬化症的的I期试验中评估了ATA188这种EBV特异性T细胞亚群的初步疗效和安全性。结果显示,在输注ATA188细胞后无GvHD或CRS的记录,进行性多发性硬化症患者对ATA188耐受性良好,未见剂量限制性毒性。

Vγ9Vδ2 T细胞

异基因Vγ9Vδ2 T细胞治疗在晚期恶性肝癌(NCT03183232)、肺癌(NCT03183219)、胰腺癌(NCT03183206)或乳腺癌(NCT03180437)中进行了临床评估。输注异基因Vγ9Vδ2 T细胞后未报告重大不良事件(CRS、GvHD)。

NK细胞

关于工程化异基因CAR-NK细胞,有研究报告了一期和二期试验的结果,其中11名r/r NHL或CLL患者接受了来自脐血的HLA不匹配的抗CD19 CAR-NK细胞治疗。研究没有报告CRS、ICAN和GvHD,所有患者都有可逆的血液毒性事件,主要与淋巴细胞清除有关。在平均13.8个月的随访中,7名患者(64%)完全缓解。

在唯一完成的针对AML患者靶向CD33的CAR-NK-92试验中,在输注CD33-CAR NK-92细胞后仅有两例I级CRS,无GvHD病例。然而,不幸的是,两名患者复发,一名患者对治疗无反应。

小结

显然,使用来自健康捐赠者的CAR-T细胞产品是有利的,因为它对患者的免疫状态依赖性较小,更标准化,并且由于生产成本较低,大大扩大了患者获得治疗的机会。此外,还必须考虑到,在疾病迅速发展时,自体CAR-T细胞制造所需的时间是一个关键因素;另外,一小部分患者可能永远无法获得数量、质量良好的自体CAR-T细胞。

然而,异基因CAR-T细胞可能导致GvHD,并且自身可能被受体的免疫系统排斥。此外,与自体CAR-T细胞相比,同种异体CAR-T细胞的疗效和应答率较低,这在很大程度上归因于其较低的持久性。但从长远来看,这也可能是一种安全优势。

目前,多项研究正在临床中检验不同靶点和不同技术平台开发的异基因CAR-T细胞疗法,随着现有技术的进一步成熟和新技术的开发,相信异基因CAR-T细胞疗法终将会使更多的肿瘤患者受益。

参考文献:

1.Strategies to Circumvent the Side-Effects of Immunotherapy Using Allogeneic CAR-T Cells and Boost Its Efficacy: Resultsof Recent Clinical Trials. Front Immunol. 2021; 12: 780145.

编辑:小果果,转载请注明出处:https://www.cells88.com/cells/myxb/12107.html

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