Nature综述:多发性骨髓瘤的CAR-T治疗最新进展

多发性骨髓瘤(MM)是一种浆细胞恶性肿瘤,其特征是不可控的浆细胞克隆性增生,该病多发于老年,目前仍无法治愈。随着新药的不断问世和治疗手段的革新,MM的诊疗逐渐得以改进和完善。CAR-T疗法是近年来研究较热门的治疗MM的方案之一,目前处于各阶段和靶点的在研项目达50多个。

本文旨在介绍CAR-T细胞治疗在MM中的现状,包括CAR-T覆盖靶点、CAR设计、最新进展,以及CAR-T细胞疗法的主要挑战和改善策略,以期能够进一步改善MM患者的预后。

靶点选择

众所周知,理想情况下CAR特异性靶向在肿瘤细胞上均匀表达但在正常细胞中不存在的表面抗原,以做到精准打击。然而对于MM来说,单个患者中的MM细胞可能具有遗传性和表型异质性,导致表面抗原可变。由于抗原表达的个体间差异,因此有必要针对多种抗原进行研究以优化CAR-T细胞的抗MM活性。表1 列出了在clinicaltrials.gov注册的正在进行的CAR-T细胞研究项目,反映了人们在该领域的积极探索,同时也能看出MM治疗领域的复杂性,以及开发此类产品的国际差异。

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表1 正在进行中的CAR-T细胞研究概况

1、BCMA为主要治疗靶点

CAR-T治疗MM聚焦最多的靶点非BCMA莫属。B细胞成熟抗原(BCMA)在浆细胞和B细胞上广泛且几乎特异性表达,使BCMA成为CAR-T细胞的诱人靶点。临床前研究表明,靶向BCMA的CAR-T细胞具有良好的活性。不同BCMA CAR-T细胞构建体的临床试验正在进行,并提供了令人鼓舞的初步数据,目前传奇生物和杨森合作开发的JNJ-4528以及BMS与蓝鸟生物合作开发的Ide-cel均为靶向BCMA的CAR-T细胞疗法,且这两款药物均处于上市前阶段。

表2  20个抗BCMA单靶点 研究的数据

2. NKG2D

NKG2D受体与感染细胞和多种肿瘤细胞(包括MM)表达的一组配体结合后,激活NK细胞和T细胞亚群。在正常健康组织上未观察到明显的NKG2D表达。在少数MM患者中研究了靶向NKG2D的CAR-T细胞,并且开发了在MM中具有有希望的临床前活性的NKG2D CAR-NK细胞。

3. CD38

CD38是一个有潜力的靶标,因为它在浆细胞上高度表达,并有大量使用靶向CD38的CAR-T细胞的临床前数据。但是,CD38也在正常的血细胞上表达,例如红细胞,自然杀伤(NK)细胞和其他组织,增加了“非肿瘤靶向”毒性的可能性。CD38 CAR-T细胞的临床试验正在进行中(NCT03464916)。

4. CD19

靶向CD19的CAR-T细胞疗法已获得美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,可用于治疗急性淋巴细胞白血病和大细胞淋巴瘤。CD19在恶性浆细胞上未广泛表达;然而,一小部分骨髓瘤细胞可能以低水平表达CD19。据推测,这些细胞是骨髓瘤“干细胞”,负责恶性浆细胞的增殖。已经在临床试验中进行了CD19 CAR-T细胞的测试,然而仅观察到适度的临床反应。

5. GPRC5D

GPRC5D在浆细胞以及某些正常细胞(例如毛囊和肺组织)上表达,并且其表达是可变的。但是浆细胞上的表达是正常细胞上的500到1000倍。靶向GPRC5D开发的CAR-T细胞显示出良好的临床前活性。

6. CD138

CD138在浆细胞上表达。但是,它也在正常组织(如上皮细胞)中表达,可能会增加“非肿瘤靶向”的毒性。在临床前研究中,靶向CD138的CAR-T细胞对上皮细胞无毒性。在5例接受CD138 CAR-T细胞治疗的患者的临床报告中,未观察到过度的脱靶作用。CD138 CAR-T细胞的1期临床试验正在进行中(NCT03672318)

7. NKG2D

NKG2D受体与感染细胞和多种肿瘤细胞(包括MM)表达的一组配体结合后,激活NK细胞和T细胞亚群。在正常健康组织上未观察到明显的NKG2D表达。在少数MM患者中研究了靶向NKG2D的CAR-T细胞,并且开发了在MM中具有有希望的临床前活性的NKG2D CAR-NK细胞。

以上所述所有CAR-T细胞疗法均为自体疗法,尽管该疗法仍在如表1所示的临床试验中继续得到深入研究,但也存在一定局限性,如从采集到成品所耗费的时间对于MM患者来说是一个巨大的挑战。此外,自体T细胞的功效可能受到与源自MM微环境的免疫抑制相关的T细胞功能障碍的限制。与自体产品相比,使用来自健康供体的异体CAR-T细胞具有许多潜在的优势。在时间上,储存有冷冻保存批次的同种异体CAR-T细胞可以立即进行治疗,在生产上,同种异体产品可以在供体选择和加工方面实现标准化生产,能为多种细胞修饰(例如多靶点,剂量调整等)提供足够的时间。总而言之,这种工业化的制造过程或能使整体成本降低,对整个医疗体系和社会都有价值。

需要指出的是,同种异体的CAR-T细胞会导致移植物抗宿主病(GVHD),严重者甚至会导致死亡。其次,对于同种异体细胞来讲,由于患者的免疫系统会识别这些细胞是“外来”细胞,从而对它们产生免疫排斥反应。这种免疫排斥最终会将输入患者体内的异体CAR-T细胞完全消灭。因此,如何提高同种异体CAR-T疗法的持久性是这一领域急需解决的问题。

增强CAR-T细胞疗法有效性和实用性的策略

针对CAR-T治疗MM产生的耐药性机制大致可以分为以下三类:首先,免疫原性对CAR-T细胞持久性或扩展能力的影响;第二,微环境诱导的免疫抑制;第三,由于抗原丢失或下调引起的内在MM。

免疫原性和结构优化

临床试验已经证实,受体体内针对CAR-T细胞治疗的几种免疫反应最终会限制降低CAR-T细胞的存活。使用人或人源化的scFv而非动物序列或是降低CAR结合域免疫原性的方法之一。正在进行的试验目前已在其CAR-T设计中采用了这种策略。为进一步限制CAR的免疫原性,可以通过仅包含重链的结合域来实现,从而简化无需轻链结构域的CAR抗原结合结构域。

有研究表明,抗原识别区域仅由一个完整的人重链可变区域(FHVH33) + 4-1BB和CD3基因突变区域组成的CAR,与具有传统scFv的相同CAR相比,在小鼠中表现出相似的细胞分裂率和肿瘤根除能力。进一步评估发现,包含4-1BB对于减少活化诱导的细胞死亡和使表达FHVH33-CAR的T细胞得以存活至关重要。

抗原丢失和多靶点

尽管在当前的MM CAR-T试验中观察到的ORR一直很高,但是仍有近50%的患者出现复发。直到最近,一项使用白血病小鼠模型的研究表明,CARs通过吞噬作用促进了可逆的抗原丢失。靶抗原被转移到T细胞,随后降低肿瘤细胞上靶细胞的密度,并通过促进杀伤性T细胞的杀伤和衰竭来减轻T细胞的活性。这些机制使用CD28或4-1BB影响不同的CAR构建体,而效果取决于抗原密度。该研究进一步表明,多靶点CAR-T细胞疗法可以克服这些特征,增强肿瘤反应。

对于MM,通过共转导,共融合或串联CAR设计靶向更多抗原的多靶点CAR-T细胞的试验已经在复发或难治性MM患者中进行(如表3)。一项已经发表的对22名使用抗CD19 /BCMA CAR-T细胞产品的患者的试验显示,中位随访6个月,报告的ORR高达95%,CR率为57%,CRS率相对较低,为3级或更高(4%)。另一项最近的试验显示了CAR-T细胞同时激活CD38和BCMA的初步结果。16例评估患者的中位随访为9个月,所有患者的ORR为88%,EMD患者在融合时ORR为100%。3级或3级以上的CRS率较高(25%),PFS在9个月时为75%。

表3 双靶点试验的初步结果

制造成本和生产灵活性

在CAR-T产品制造方面,由于大多数当前在研的CAR-T疗法是自体的,这就限制了此类疗法的普适性。时间是另一个关键限制因素,因为收集和制造过程要分别针对每个患者进行调整,因此延长了对患者使用CAR-T细胞疗法的临床决策与实际输注之间的时间间隔。

根据CAR-T细胞供应链模型的当前模式,样本被从医院直接转移到制造工厂,然后被运回医院大约需要3周的时间,在此期间需要控制疾病,并对患者进行仔细随访,以最大程度地降低由于疾病进展和不良表现而导致治疗失败的风险。

尽管如此,研究者们认为,CAR-T市场仍将不断增长,这意味着当前的制造或营销策略尚待优化,以建立足够的疗法供应。近期报道的一种动态性模型可能有助于确保将该疗法及时递送至患者,且不会影响疗效和安全性。该模型在白细胞分离中心和生产设施之间引入了一个中间站点,可用于冷冻保存和存储,这种模式可由制造商控制和操作。未来,在筛查患者,产品设计等MM CAR-T细胞疗法相关研究中或可考虑采用这种疗法。

总结

CAR-T细胞治疗领域正在迅速发展,潜在靶点不断被发现,为MM治疗开辟了一个新领域。迄今为止,抗BCMA CAR-T细胞疗法的疗效和安全性数据最为亮眼,反应率高,严重不良事件发生率低。另一方面,已经发表的研究结果表明,与现有的药物相比,CAR-T细胞治疗可能对某些亚群(如EMD患者)有益。在研究中应明确纳入和筛选这些亚群,并根据特征(如年龄、疾病阶段和表现状态)对亚群进行分析。

除了CAR-T细胞产品设计本身之外,另一个尚未解决的主要问题是将这些疗法与MM治疗模式相结合。目前研究的患者通常是难治性的,这挑战了CAR-T细胞制造过程中的桥接治疗,而临床进展和性能恶化可能会阻碍实际输注。因此在早期的MM治疗中是否包括CAR-T治疗还需要评估。

总的来说,研究者认为还需要关于安全性和有效性评估、人群和试验设计的统一报告信息。未来在对MM CAR-T细胞治疗的研究中,筛选患者、设计新产品和确定治疗算法等因素,都应纳入考虑范畴。

参考资料:

Development of CAR-T cell therapies for multiple myeloma