新综述探究CAR-T细胞治疗实体瘤的潜力
来源：本站原创 2019-05-04 23:27
2019年5月4日讯/生物谷BIOON/---为过继性免疫疗法设计的人工受体需要具备双重功能：抗原识别和激活经过重编程的效应T细胞的裂解性复合物（lytic machinery）的能力。通过这种方式，CAR-T细胞将它们的细胞杀伤作用传递给表达靶肿瘤抗原的癌细胞，从而绕过HLA限制性抗原识别的限制。不断发展的技术已提出了一系列可溶性和细胞“免疫武器（immunological weapons）”来
2019年5月4日讯/生物谷BIOON/---为过继性免疫疗法设计的人工受体需要具备双重功能：抗原识别和激活经过重编程的效应T细胞的裂解性复合物（lytic machinery）的能力。通过这种方式，CAR-T细胞将它们的细胞杀伤作用传递给表达靶肿瘤抗原的癌细胞，从而绕过HLA限制性抗原识别的限制。不断发展的技术已提出了一系列可溶性和细胞“免疫武器（immunological weapons）”来杀死肿瘤细胞；它们包括识别肿瘤细胞表面上的肿瘤相关抗原的单克隆抗体和肿瘤特异性T细胞表面上表达的免疫细胞检查点抑制受体。为了维持经过基因改造的T细胞传递的信号的质量、强度和持续时间，一系列强大的嵌合抗原受体（CAR）被设计出来用于特异性地靶向肿瘤细胞，同时将脱靶毒性最小化。细胞免疫武器在治愈白血病方面表现出明显的效果，但是在治疗实体瘤方面表现出有限的效果和持久性。针对免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞免疫疗法的一般经验已确定了一系列变量、弱点和优势，从而影响了肿瘤疾病的临床结果。在一篇新的综述类型论文中，来自意大利罗马第一大学和罗马第三大学的研究人员针对这些方面进行了概述，旨在确定当前仍然“缺失的策略”来对抗上皮癌。相关论文发表在2019年4月的International Journal of Molecular Sciences期刊上，论文标题为“CAR-T with License to Kill Solid Tumors in Search of a Winning Strategy”。
直到不久前，癌症治疗的重点在于使用最大治疗剂量（MTD）的化疗和放疗来杀死肿瘤细胞的假设，结果有时令人沮丧，有时令人鼓舞，但是都伴有毒副作用和一般免疫受损状态的后遗症。
免疫检查点抑制剂（ICI）在临床中的引入以及CAR-T细胞疗法在治疗血液肿瘤中的出色结果已彻底改变了免疫肿瘤学领域的整个局面，这表明免疫治疗是癌症治疗的一种不可分割的强有力工具。
这一观点颠覆了以往直接杀死肿瘤细胞的模式，支持更复杂的治疗方法，即利用免疫系统---特别是T细胞---的内在能力来识别和杀死癌细胞。明显的是，当与具有免疫调节能力的其他疗法组合使用时，免疫疗法具有更好的抗肿瘤结果。理想的治疗方法必须在杀死坏细胞（癌细胞）和维持好细胞（免疫细胞和内皮细胞）之间进行权衡，以确定所需的效果和不想要的效果。
截至2018年6月，对利用CAR-T细胞治疗实体瘤的疗效进行的统荟萃分析表明CAR-T细胞治疗实体瘤的合并反应率达到9%，其中对神经母细胞瘤的治疗效果最好（反应率为33%）。
虽然这些令人鼓舞的结果，CAR-T细胞工程对于治疗实体瘤还需要进一步的发展，总的方向是促进免疫细胞的招募、保护和激活，从而有可能消灭它们的目标。另一方面，有必要制定旨在减轻肿瘤负担的协同多任务疗法；避免肿瘤血管生成；增加新抗原的释放以便刺激免疫反应；维持健康的免疫细胞区室以获得最佳的CAR-T细胞反应，同时减少免疫抑制细胞的数量和活性。
令人满意的免疫系统激活取决于多个参数。它们中的一些参数通常取决于年龄、肥胖和性激素，这些性激素通过诱导促炎状态，维持抑制性的未成熟骨髓细胞的生长和增殖。更重要的是免疫系统的整体适应性和肿瘤的生物学特性；它们一起通过多种方式确定肿瘤部位的浸润性免疫细胞组成及其微环境中的炎性/免疫反应的特征。
是否有可能将“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤？这已在胶质母细胞瘤患者中得到证实。在抗EGFRvIII CAR-T细胞输注之前和之后的T细胞受体（TCR）克隆性分析揭示了通过趋化因子产生大规模地招募内源性的非修饰T细胞，这表明免疫系统对增加的新抗原产生作出反应而受到良好的激活。尽管这是有意识的，但是这提供了将免疫检查点抑制剂与过继性CAR-T细胞疗法相结合的合理性。
CAR的设计具有无限的潜力，而且充足的观察可能有助于未来的CAR设计，无论是它的胞外结构域还是它的胞内结构域。胞内结构域经设计后可维持较低分化的T细胞表型，具有增强的能力和下降的衰竭倾向。对成功用CAR-T细胞治疗的慢性淋巴细胞白血病患者的转录组学分析揭示出IL-6/STAT3信号通路的通用激活模式，这可通过IL-6、IL-17、IL-22、IL-31和CCL20的增加产生揭示出来。这为设计能够维持和最大化T细胞功能以促进临床上强效的记忆T细胞增殖的新型胞内结构域提供了合理性。
抗原丢失，或仅仅是它的下调，已激发了人们开发靶向一种以上抗原的CAR。在“通用CAR”中，CD16-CR似乎提供了一种利用CAR-T治疗实体瘤的最可靠方法，这是因为它能够将T细胞重定向与单抗的治疗活性相结合，从而可能在新的肿瘤表型出现时快速地变更靶抗原，以及可能利用B细胞产生的IgG对抗肿瘤抗原。
另一个需要加以考虑的方面是如何最大化CAR-T细胞在不友好的抑制性肿瘤微环境中的活性。令人鼓舞的结果来自IDO抑制剂（氟达拉滨和环磷酰胺），经证实它们可增强CAR-T细胞对抗CD19 B细胞白血病的疗效，而且目前正在临床试验中进行评估。如果得到验证的话，那么这种初步的信息将为组合使用这两种免疫疗法提供良好的理由。
CAR-T细胞经过基因改造后已在肿瘤部位分泌和递送PD-1、CTLA-4或PD-L1抗体。这种策略已在小鼠模型中显示出有希望的结果，并且在针对表达MUC1、EGFR、EGFRvIII和间皮素的肿瘤的临床试验中已被采用。这种组合使用有潜力抵消CD8+肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）、CAR-T细胞和其他在肿瘤部位聚集的免疫细胞的衰竭。
最后的一个考虑因素是通用CAR和免疫检查点抑制剂。尽管仍然是推测性的，但是通过阻断免疫检查点PD-L1的单抗将经过基因改造后表达CD16-CR的T细胞重定向到肿瘤细胞中，这就为至少在选定的癌症类型中组合使用免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞疗法提供进一步的可能性。这将具有通过阻断SHP2介导的近端TCR信号传感蛋白的去磷酸化来最大化T细胞反应性的优点，同时在经过CD16-CR转导后对抗PD-L1+癌细胞的T细胞中触发类似ADCC（antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用）的活性，但是在这方面还没有人做过任何实验。
从这个角度来看，如何让患者接受免疫治疗：治疗组合还是依序治疗？根据特定的肿瘤类型和它们起作用的癌症-免疫周期的阶段，这将取决于药物特异性的免疫效应。
总之，从最近完成的和正在进行的免疫肿瘤学临床试验累积的大量信息已在免疫疗法的个性化方面取得了显著进步。尽管如此，只有少数试验在临床实践中给出了有意义的见解，并且必须开展更多的研究工作才能让患者获益最大化。利用过继性CAR-T细胞疗法治疗实体瘤的前景才刚刚开始，这一前景主要是由多任务联合治疗的跨学科方法所主导的。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Benedetto Sacchetti et al. CAR-T with License to Kill Solid Tumors in Search of a Winning Strategy. International Journal of Molecular Sciences, 2019, doi:10.3390/ijms20081903.
图片来自International Journal of Molecular Sciences, 2019, doi:10.3390/ijms20081903。
直到不久前，癌症治疗的重点在于使用最大治疗剂量（MTD）的化疗和放疗来杀死肿瘤细胞的假设，结果有时令人沮丧，有时令人鼓舞，但是都伴有毒副作用和一般免疫受损状态的后遗症。
免疫检查点抑制剂（ICI）在临床中的引入以及CAR-T细胞疗法在治疗血液肿瘤中的出色结果已彻底改变了免疫肿瘤学领域的整个局面，这表明免疫治疗是癌症治疗的一种不可分割的强有力工具。
这一观点颠覆了以往直接杀死肿瘤细胞的模式，支持更复杂的治疗方法，即利用免疫系统---特别是T细胞---的内在能力来识别和杀死癌细胞。明显的是，当与具有免疫调节能力的其他疗法组合使用时，免疫疗法具有更好的抗肿瘤结果。理想的治疗方法必须在杀死坏细胞（癌细胞）和维持好细胞（免疫细胞和内皮细胞）之间进行权衡，以确定所需的效果和不想要的效果。
截至2018年6月，对利用CAR-T细胞治疗实体瘤的疗效进行的统荟萃分析表明CAR-T细胞治疗实体瘤的合并反应率达到9%，其中对神经母细胞瘤的治疗效果最好（反应率为33%）。
虽然这些令人鼓舞的结果，CAR-T细胞工程对于治疗实体瘤还需要进一步的发展，总的方向是促进免疫细胞的招募、保护和激活，从而有可能消灭它们的目标。另一方面，有必要制定旨在减轻肿瘤负担的协同多任务疗法；避免肿瘤血管生成；增加新抗原的释放以便刺激免疫反应；维持健康的免疫细胞区室以获得最佳的CAR-T细胞反应，同时减少免疫抑制细胞的数量和活性。
令人满意的免疫系统激活取决于多个参数。它们中的一些参数通常取决于年龄、肥胖和性激素，这些性激素通过诱导促炎状态，维持抑制性的未成熟骨髓细胞的生长和增殖。更重要的是免疫系统的整体适应性和肿瘤的生物学特性；它们一起通过多种方式确定肿瘤部位的浸润性免疫细胞组成及其微环境中的炎性/免疫反应的特征。
是否有可能将“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤？这已在胶质母细胞瘤患者中得到证实。在抗EGFRvIII CAR-T细胞输注之前和之后的T细胞受体（TCR）克隆性分析揭示了通过趋化因子产生大规模地招募内源性的非修饰T细胞，这表明免疫系统对增加的新抗原产生作出反应而受到良好的激活。尽管这是有意识的，但是这提供了将免疫检查点抑制剂与过继性CAR-T细胞疗法相结合的合理性。
CAR的设计具有无限的潜力，而且充足的观察可能有助于未来的CAR设计，无论是它的胞外结构域还是它的胞内结构域。胞内结构域经设计后可维持较低分化的T细胞表型，具有增强的能力和下降的衰竭倾向。对成功用CAR-T细胞治疗的慢性淋巴细胞白血病患者的转录组学分析揭示出IL-6/STAT3信号通路的通用激活模式，这可通过IL-6、IL-17、IL-22、IL-31和CCL20的增加产生揭示出来。这为设计能够维持和最大化T细胞功能以促进临床上强效的记忆T细胞增殖的新型胞内结构域提供了合理性。
抗原丢失，或仅仅是它的下调，已激发了人们开发靶向一种以上抗原的CAR。在“通用CAR”中，CD16-CR似乎提供了一种利用CAR-T治疗实体瘤的最可靠方法，这是因为它能够将T细胞重定向与单抗的治疗活性相结合，从而可能在新的肿瘤表型出现时快速地变更靶抗原，以及可能利用B细胞产生的IgG对抗肿瘤抗原。
另一个需要加以考虑的方面是如何最大化CAR-T细胞在不友好的抑制性肿瘤微环境中的活性。令人鼓舞的结果来自IDO抑制剂（氟达拉滨和环磷酰胺），经证实它们可增强CAR-T细胞对抗CD19 B细胞白血病的疗效，而且目前正在临床试验中进行评估。如果得到验证的话，那么这种初步的信息将为组合使用这两种免疫疗法提供良好的理由。
CAR-T细胞经过基因改造后已在肿瘤部位分泌和递送PD-1、CTLA-4或PD-L1抗体。这种策略已在小鼠模型中显示出有希望的结果，并且在针对表达MUC1、EGFR、EGFRvIII和间皮素的肿瘤的临床试验中已被采用。这种组合使用有潜力抵消CD8+肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）、CAR-T细胞和其他在肿瘤部位聚集的免疫细胞的衰竭。
最后的一个考虑因素是通用CAR和免疫检查点抑制剂。尽管仍然是推测性的，但是通过阻断免疫检查点PD-L1的单抗将经过基因改造后表达CD16-CR的T细胞重定向到肿瘤细胞中，这就为至少在选定的癌症类型中组合使用免疫检查点抑制剂和CAR-T细胞疗法提供进一步的可能性。这将具有通过阻断SHP2介导的近端TCR信号传感蛋白的去磷酸化来最大化T细胞反应性的优点，同时在经过CD16-CR转导后对抗PD-L1+癌细胞的T细胞中触发类似ADCC（antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, 抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用）的活性，但是在这方面还没有人做过任何实验。
从这个角度来看，如何让患者接受免疫治疗：治疗组合还是依序治疗？根据特定的肿瘤类型和它们起作用的癌症-免疫周期的阶段，这将取决于药物特异性的免疫效应。
总之，从最近完成的和正在进行的免疫肿瘤学临床试验累积的大量信息已在免疫疗法的个性化方面取得了显著进步。尽管如此，只有少数试验在临床实践中给出了有意义的见解，并且必须开展更多的研究工作才能让患者获益最大化。利用过继性CAR-T细胞疗法治疗实体瘤的前景才刚刚开始，这一前景主要是由多任务联合治疗的跨学科方法所主导的。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Benedetto Sacchetti et al. CAR-T with License to Kill Solid Tumors in Search of a Winning Strategy. International Journal of Molecular Sciences, 2019, doi:10.3390/ijms20081903.
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