作为在癌症领域崛起的新星,CAR-T治疗在近几年呈现井喷式发展。在Clinical trials网站上,以“CAR-T”作为关键词,进行临床实验的搜索,截止到6月15日,可以发现有多达952项研究登记。
全球目前共有七款CAR-T疗法获批上市,国内有三款(包含与外企共同开发)。最新获批上市的是传奇生物与强生合作开发的靶向BCMA的西达基奥仑赛(Ciltacabtagene autoleucel,商品名Carvykti),用于治疗复发/难治性多发性骨髓瘤(R/R MM)患者,定价46.5万美元,使用的是患者自身的T细胞,经过分离、培养、改造、扩增之后回输到癌症患者体内,找到对应的癌细胞,并且杀死他们。
01
基本概念
CAR-T全称嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,英文名Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy。CAR-T疗法的原理是把病人的T淋巴细胞分离出来,在体外扩增,然后把T淋巴细胞上带上肿瘤细胞的抗原特异性CAR基因,生成CAR-T细胞后进行体外扩增至一定数量回输至病人体内。T淋巴细胞经过加工以后,携带着特殊抗原的T淋巴细胞就会特异性的攻击人体肿瘤细胞,达到快速准确,精准的治疗肿瘤的目的。
被转导的嵌合抗原受体CAR基因编辑的功能是CAR-T细胞能够特异性结合肿瘤细胞,实现靶向治疗的重要原因,因此,CAR的结构设计成为CAR-T治疗的关键步骤。
CAR的基本结构包括识别胞外抗原的单链可变区片段(single-chain fragment variable , scFv)、源于CD8α或CD28等序列连接胞外抗原和胞内信号肤区的跨膜结构域及激活和传递T细胞活化信号功能的胞内共刺激信号结构域,其中共刺激信号结构域通常由CD28受体家族的CD28、可诱导共刺激分子或肿瘤坏死因子受体家族的4-1BB, OX40, CD27以及CD3ζ等相关序列组成。
目前,研究者们根据胞内共刺激序列的种类、数量以及是否经过特定的基因修饰(如连接细胞因子白细胞介素(interleukin ,IL7, IL12, ILK8以分泌丫干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α等或连接表达抗程序性细胞死亡配体1 ( programmed cell death-ligand 1 ,PD-L1)单抗的seFv)将CAR-T细胞分为四代。
第一代 CARs 包含胞外单链可变片段 scFv、跨膜区和单个胞内激活信号 CD3ζ 或 FcεRIγ ,第一代 CAR-T 细胞只能引起短暂的 T 细胞增殖和较少的细胞因子分泌,其体内抗肿瘤活性受到极大限制,T 细胞增殖减少最终导致 T 细胞的凋亡;
第二代 CARs 在一代基础上引入了一个共刺激分子,提高了肿瘤杀伤效力;
第三代 CARs 中则搭载了多个共刺激因子,如 CD28、CD134(OX40)和 CD137 (4-1BB)等,共刺激分子可以激活 T 细胞内的 JNK、ERK、NF-κB 等信号通路,在延长 T 细胞抗肿瘤活性、增殖活性、存活周期及细胞因子(如 IL-2、TNF-α 和 IFN-γ)的分泌等方面均有显著提高;
第四代 CARs 在第三代的基础上增加了可选择性的标记及编码 CARs 扩增、自杀的启动子。
02
适应症
目前上市的CAR-T治疗是以CD19和BCMA抗原为靶点,主要面向B细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤等血液肿瘤疾病。
CD19抗原在急性淋巴细胞白血病(Acute Lymphocytic Luckemia, ALL)的大多数病例上都有表达,并且在从前B细胞到成熟的B细胞的整个B细胞的发展过程中都是高表达的。由于抗原在几乎所有B细胞中都有表达,而在干细胞上不表达,所以它是很好的靶抗原。已上市的7款CAR-T产品有5款靶向CD19。
除CD19外,CD20,CD22,K轻链、ROR1蛋白对于B细胞淋巴瘤治疗也是具有一定潜力的靶点,多发性骨髓瘤抗原包括B细胞成熟抗原(BCMA)、CD138 , CD38 , CD56 , CD44、信号淋巴细胞激活分子家族成员7 ( SLAMF7)和K轻链作为CAR靶点正在研究中,其中BCMA在大多数多发性骨髓瘤恶性细胞中都有表达,靶向BCMA的CAR-T细胞具有很强的抗骨髓瘤活性。已上市的7款CAR-T产品有2款靶向BCMA。
03
副作用及管理
CAR-T细胞疗法比较常见的副作用,包括细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome, CRS)、免疫效应细胞相关神经毒性综合征(immune effector cellassociated neurotoxicity syndrome, ICANS)和器官功能衰竭等,此外还可能出现的副作用包括:严重感染、血细胞计数低等。
CRS起因是CAR-T细胞在识别体内肿瘤细胞后被激活,继而促进大量细胞因子释放,触发一系列全身炎症反应的发生,所释放的细胞因子进一步激活免疫细胞(巨噬细胞、单核细胞、T细胞、B细胞等)释放大量炎性细胞因子进而促使CRS的发生)。这些炎症介质和细胞因子可促进内皮细胞活化,导致血液动力学不稳定、毛细血管渗漏和消耗性凝血病。CRS通常表现为高热、寒战、肌肉痛、全身乏力、食欲不振,严重时可发生全身器官功能衰竭。研究显示血清中细胞因子IL-6水平与CRS严重程度密切相关,IL-6通过信号转导会导致严重的CRS症状,如血管渗漏、补体和凝血级联反应的激活导致弥散性血管内凝血及心肌病。由于IL-6受体抗体(Tocilizumab)与IL-6受体结合阻断T细胞活化下游单核细胞和巨噬细胞产生的IL-6,因此用IL-6受体抗体早期干预可以减轻CRS的严重程度,并且至今仍没有发现其对CAR-T细胞抗肿瘤作用的不良影响。
ICANS也是CAR-T细胞疗法中常见的严重不良反应之一,通常表现为神经毒性,其症状包括识字困难、失语和混乱,严重时进展为意识模糊、昏迷、癫痈、运动障碍和脑水肿。神经毒性的严重程度与CRS的严重程度相关,这表明与CRS相关的全身炎症反应可能会促使神经毒性的发生。对急性神经毒性患者脑脊液的研究显示部分细胞因子在血清中的浓度通常高于脑脊液,这表明可渗透性的血脑屏障导致了脑脊液中的高细胞因子水平。然而,与血清相比,脑脊液中IL-8,IP10和MCP-1的浓度更高,这表明中枢神经系统内的局部产生也可能有贡献。
宿主和肿瘤因素也可能与CRS和ICANS的严重性相关,如高肿瘤负荷和高基线炎症状态会导致严重的CRS和ICANS。此外,治疗的相关因素也会影响不良反应的等级,如高剂量CAR-T细胞输注和不同CAR结构设计可能会导致体内CAR-T细胞的扩增及毒性的增加。
CRS和ICANS的管理对CRS和ICANS的早期诊断及干预对于预防CAR-T细胞治疗后的严重不良后果是至关重要的。CRS管理的关键方面包括支持护理和干预措施,以消除潜在有害的CAR-T细胞效应子功能或下游免疫效应。神经毒性通常出现在CRS后,根据ASTCT共识标准,神经毒性的治疗包括支持疗法、抗癫痈治疗和/或联合皮质类固醇,如果存在并发的CRS,可以给予IL-6受体抗体;但是,在没有发生CRS时不建议使用IL-6受体抗体,因为在这种情况下使用无效。
下一期
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