CAR-T医治实体瘤规划战略解析

menbetx万博 来历:唠嗑Immunology 作者:挑食的免疫喵

经过肿瘤特异性抗原/肿瘤相关抗原辨认肿瘤

运用NGS及蛋白质组学发现更多特异性的肿瘤抗原(TAAs/TSAs)

免疫蛋白质组学发现肿瘤相关抗原(TAAs)。这些抗原或许是彻底不知道的蛋白质(新抗原)或从野生型骤变的肽(新表位)。运用蛋白质组学判定的TAAs的几个比如包含PSMA1、PAP3、ANXA3和MASPIN,这几个符号被一组判定为结肠癌的生物标志物。其他具有潜在靶向性的TAAS包含olfactomedin4、CD11b和整合素α-2,它们在结直肠癌肝搬运中被发现过度表达。

肿瘤抗原也能够经过DNA或RNA测序或整个外显子挑选来辨认肿瘤中的体细胞骤变。一项对黑色素瘤样本进行整个外显子测序的研讨发现,8例患者中有5例存在多个骤变表位,9个新表位中有8个T细胞克隆存在。另一项研讨运用全基因组测序来判定多形性胶质母细胞瘤(Gbm)样本中的体细胞骤变,并在一切5名研讨患者中发现新表位特异性肿瘤滋润淋巴细胞。最近在一项对PDA患者的长时刻研讨中运用了用于肿瘤抗原猜测的整个外显子序列,作者发现,更多的新抗原,加上更多的CD8 TILs,与进步生计率相关。许多对长时刻存活者具有耐久免疫原性的新抗原包含肿瘤相关的MUC16抗原;跟着搬运的展开,MUC16克隆消失,标明这些新抗原的丢掉在肿瘤的展开和搬运中起着重要作用。

CD 40激动剂增强T细胞对实体肿瘤的免疫力(CD40在树突状细胞和其他抗原提呈细胞(APC)上表达,并与T细胞上的CD40配体结合以影响免疫反响。运用CD40激动剂增强T细胞对弱免疫原性肿瘤抗原或冷肿瘤的反响。

肿瘤抗原异质性和处理

实体肿瘤往往表现出很大程度的抗原异质性。许多肿瘤只要一部分细胞表达靶抗原。即便在一同表达的TAA的布景下,也存在着抗原丢掉或抗原逃逸的或许性,在这种状况下,方针抗原从存活的肿瘤中消失。CAR-19T细胞搬运后,CD19阴性复发证明了这一点。精确机制尚不清楚。一项研讨发现了一种剪接骤变,导致CD19的变异表达,缺失了CD-19CAR所针对的特定表位。

回路或串联CARS辨认两种抗原,以处理抗原异质性和抗原丢掉的要挟。这种双CARs已进入针对CD 19/CD 20和CD19/CD22的血液体系恶性肿瘤的临床试验(NCT03241940)。关于实体肿瘤,HER2和MUC1特异性的CAR在乳腺癌模型中具有杰出的体外作用,而针对HER2和IL-13Rα2的双靶点CAR在异种移植胶质瘤模型中表现出比单靶点CAR更大的成功。

抗原异质性相关的还有抗原表位扩展,这种现象使曾经中枢耐受的抗原的一个不同表位,改动成为T细胞的靶点。CAR-T细胞医治时,即便肿瘤开端没有靶向抗原表达,CARs对某些细胞裂解能够开释肿瘤特异性肿瘤抗原或抗原表位。这些抗原或表位将由APC处理并出现给TILS,以诱导对肿瘤的二级免疫应对。在黑色素瘤中发现了表位分散的依据,在接种黑色素瘤抗原(MAGE)后发现了肿瘤新抗原的反响性。

进一步了解和诱导抗原表位的扩展对增强CAR-T细胞的有用性具有重要的含义,尤其是在高异质性、低骤变负荷和有抗原逃逸现象的病例。

其他抗原及安全性问题

为了与T细胞结合,有必要在细胞外表表达靶抗原。但是,只要约1%的细胞总蛋白在细胞外表表达,这意味着很多潜在的肿瘤靶抗原无法呈递给CART细胞。

最近,一些临床研讨打开了运用CART细胞靶向细胞内抗原的大门,在一项体内骨髓瘤研讨中,CAR/TCR混合反响在HLA-A2布景下辨认抗原NY-ESO-1,取得了成功。这些TCR-CARs被证明能有用地结合HLA-A2 T细胞。辨认MHC结合的TCR-CARS能够像野生型或改进TCRs那样辨认胞外抗原和细胞内抗原。

现在运用的肿瘤抗原大都短少特异性,也称之为肿瘤相关抗原(TAAs),添加了非肿瘤毒性的潜在危险。2010年Morgan等报导一例搬运性结肠癌患者接受了针对HER 2抗原(ERBB2)的CART细胞输注,5天后逝世,导致逝世的原因是肺部上皮细胞HER2含量较低,遭到CAR-TS进犯。2018年Richman等报导另一个方针脱靶毒性的比如是对神经母细胞瘤具有高亲和力的抗GD2-CAR,其间脑中GD2的低水平导致致命性脑炎。这些灾难性事情强调了寻觅安全的TAA的重要性。根据NGS等技能,寻觅肿瘤重生抗原等肿瘤特异性抗原(TSA)也成为CAR-T等规划的考量要点。适合的结合力,而非高结合力和与CAR-T的安全性和有用性相关。

自杀基因是与CAR结构协同表达,是安全性操控的一个重要技能。

自杀基因关于进步CAR-T细胞的安全性是不可或缺的,特别是在他们进入临床试验的时分。这些基因包含诱导型caspase 9(iC9)和截短的EGFR(tEGFR或EGFRt),它们可触发抗体介导的细胞逝世,以及单纯疱疹病毒胸苷酸激酶(HSV-tk),后者损坏DNA仿制,并经过Fas介导的细胞逝世诱导细胞凋亡。

CAR-T需求打破一系列屏障进入实体瘤

即便确认了实体肿瘤的靶抗原,CAR-T细胞也有必要跨过多个妨碍才干抵达肿瘤部位。趋化因子受体错配能够阻挠移行淋巴细胞遵从趋化梯度;内皮细胞上的挑选素(Selectins)等外表符号物与循环淋巴细胞结合,并诱导信号级联,以便随后向炎症部位外渗是必要的;T细胞表达相应受体也是必要的。此外,肿瘤相关成纤维细胞(CAFS)和肿瘤部位血管反常等物理屏障也能够阻挠T细胞进入。

趋化因子梯度树立

高内皮静脉(HEVS),被认为是T细胞滋润的要害,在黑色素瘤等癌症中与肿瘤衰退有关。但是,这些血管在许多实体肿瘤中都是歪曲和不成熟的,尤其是在肿瘤的中心部位,所以发现的肿瘤滋润淋巴细胞最少。针对VEGF、CD276或内皮素b受体的抗血管生成疗法已被证明可使肿瘤血管正常,并可与CAR-T细胞等靶向医治结合运用,以添加肿瘤滋润。值得注意的是,一项对黑色素瘤病变进行qPCR的研讨发现,高HEV密度与已知的趋化因子编码基因数量呈正相关,这些基因包含CCL 2、CCL 5、CXCL9-13、CCL19和CCL 21。在结直肠癌中,CXCL9、10和11的表达与CD8和CD4TILs的存在及术后生计呈正相关。

鉴于趋化因子在淋巴细胞搬迁和归巢中的重要作用,人们选用不同的办法将趋化因子经过瘤内传递来招引TIL。一项研讨运用痘苗病毒将趋化因子CXCL11在皮下MPM小鼠模型中传递,并调查到静脉打针mesothelin-CART细胞后T细胞滋润水平缓抗肿瘤作用明显添加。同一组人还开发了一种CXCL11/mesothelin-CAR,它能进步肿瘤内CXCL 11的水平,但并没有进步抗肿瘤活性。研讨人员估测,这是由于缓慢趋化因子排泄导致T细胞功用低下和/或CXCL11对周围环境的抗血管生成作用所造成的。但是,另一项mesothelin-CART细胞的研讨显现细胞因子IL-7和趋化因子CCL19在实体瘤小鼠模型中彻底衰退并延伸存活时刻。研讨还显现,CAR-T细胞打针前的淋巴耗竭下降了作用,提示IL-7和CCL19也吸收了内源性抗肿瘤药物。CAR-T细胞也被转导以表达趋化因子受体,并取得了有利的作用。

成纤维细胞活化蛋白

另一种增强CAR-T细胞滋润肿瘤的办法是开发一种针对FAP(成纤维细胞活化蛋白)的CAR靶向蛋白,该蛋白在简直一切上皮性肿瘤相关的基质细胞上表达。FAP在胰腺导管腺癌(PDA)和其他类型的肿瘤中扮演着上皮间充质转化(EMT)的人物。在一项研讨中,人MPM肿瘤标本和成纤维细胞标本免疫组化显现FAP阳性,FAP CAR-T细胞在体外对MPM细胞有用的杀伤作用。相同的CAR-T细胞按捺肿瘤成长,延伸免疫缺点小鼠腹腔移植瘤的存活时刻。

但是,另一项研讨标明,FAPCAR在选用多种肿瘤类型的同基因小鼠模型中作用甚微,并调查到致命性毒性,这归因于FAP在骨髓来历干细胞(BMSCs)上的表达。

肿瘤部分打针

一种彻底绕过T细胞归巢妨碍(并有或许防止非肿瘤毒性)的办法是区域/部分CAR-T细胞打针,这种办法现已在不同程度上成功的实体肿瘤患者中进行了测验。对搬运性乳腺癌患者进行的一个0期临床研讨标明,肿瘤内打针c-met CAR-T细胞是安全的,并导致肿瘤细胞逝世,并显现了其他抗肿瘤炎症的痕迹,包含巨噬细胞征集。

最近,在一项运用人乳腺癌脑搬运的异种移植小鼠模型的研讨中,颅内和瘤内打针HER2特异性的CAR-T细胞显现,与静脉给药比较,抗肿瘤活性进步,即便在肿瘤复发后,也能彻底铲除肿瘤并100%存活。另一项研讨标明,HER2-BBζCAR-T细胞的区域传递铲除了NSG小鼠的髓母细胞瘤,所需剂量明显低于静脉给药。一项运用CEA-CAR医治腹膜癌(结直肠癌搬运到腹腔)的小鼠研讨标明,区域腹腔内(IP)打针比静脉打针发作更好的抗肿瘤反响,即便在肿瘤复发和远端肿瘤部位也是如此。终究,用pan-erbB/il-4 CAR-Tt细胞在SCID小鼠体内给药,效果显现一切小鼠肿瘤衰退或治好。

CAR-T肿瘤微环境中存活才干发挥抗肿瘤活性

习惯肿瘤微环境糖代谢

CAR-T细胞进入实体肿瘤微环境,战役还远未结束,很多研讨显现肿瘤微环境(TME)对T细胞的歹意。

肿瘤细胞的糖酵解代谢使环境低氧、酸性、低养分,简单发作氧化应激。在炎症环境中,肿瘤细胞通常会上调配体,如PD-L1和Galectin-9。肿瘤微环境还依靠肿瘤相关成纤维细胞(CAF)和按捺性免疫细胞等基质细胞,包含髓源性按捺细胞(MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(TAMS)、肿瘤相关中性粒细胞(TANS)、肥大细胞和调理性T细胞(Tregs)。这些细胞和肿瘤细胞排泄血管内皮成长因子(VascularEndothelialGrowthFactor,VEGF)和转化成长因子(TransformingGrowthfactorβ,TGF-β)等可溶性因子,导致肿瘤血管变形,促进TAMS等免疫细胞的抗炎极化,并与EMT有关。它们还发作活性氧(Ros)和比如乳酸、吲哚胺2,3-双加氧酶(Ido)、前列腺素e2(PGE2)、可溶性脂肪酸和腺苷等分子,它们有助于按捺T细胞的免疫应对。

当CAR-T激活后,从氧化磷酸化发作糖酵解,以促进更快增殖,而回忆T细胞和调理性T细胞在活化时依靠于氧化磷酸化和脂肪酸氧化(FAO)。但是,这两种代谢资源都是有限的,由于葡萄糖被肿瘤细胞耗尽,导致糖酵解T细胞养分被掠夺。缺少葡萄糖会导致Akt/mtor信号下降、葡萄糖受体谷蛋白1下谐和糖酵解才能下降。TME极限氧化磷酸化中的低氧浓度也是。总体上,这导致T细胞养分素的两个首要来历的明显耗尽。

TME中的低氧状况给回忆性T细胞供给了特别的应战,这些细胞的代谢严峻依靠于氧。最近,一些研讨开端辨认和测验对CAR-T细胞的润饰,以改进其在低氧条件下的功用。Kawalekar等人发现BBζCAR-T细胞比28ζCAR-T细胞具有更高的线粒体呼吸才能(SRC),即便在缺少养分、缺氧的条件下(如TME),也能进步代谢功率。由于BBζ共影响参加了促进回忆相关代谢途径,如脂肪酸氧化和添加耐久性,这些T细胞中调查到的SRC添加是为了协助他们在低氧条件下生计。

旨在维护T细胞免受氧化应激的一种办法是规划一种CAR-T细胞一同表达过氧化氢酶,这种酶能够将过氧化氢还原成水和氧气。作者在体外对CEA和HER2CAR-T细胞进行了检测,发现与单纯CAR比较,此CAR-T具有较低的氧化状况,并具有较好的增殖和细胞毒性。

另一项研讨运用与TME相关的低氧,开宣布一种一同表达HIF1α的氧灵敏结构域的CAR,这是一种在缺氧后安稳的转录因子。在体外,该战略使CAR在正常氧水平下的表达十分低,但在低氧条件下与HIF1α一同添加了CAR的表达水平。尽管这种办法并没有处理低氧或低氧的有害影响,但它确实为一种新式的安全开关供给了概念证明,该开关运用低氧疗法取得了医治上的优势。

对立肿瘤微环境中的免疫查亮点

对立T细胞衰竭最盛行和最成功的战略之一是运用查亮点按捺剂,针对PD-L 1(Atezolizumab)、PD-1(pbrobrolizumab、nivolumab)和CTLA-4(Ipilimumab)的药物现已独自运用,并与CART细胞医治相结合,在许多患者中取得了成功。

在临床前,结合CAR-T和查亮点阻断抗体现已显现出有希望的效果。CAR-T细胞自身也被规划成排泄查亮点按捺剂抗体。在人CCRCC小鼠模型中,排泄抗PD-L1抗体的抗CAIX CAR-T细胞与规范的CAR-T细胞比较表现出明显的进步活性,添加了细胞因子的发作和免疫细胞的吸收,并明显地缩小了肿瘤的巨细。在另一项研讨中,一种规划用于构成性排泄抗PD-1的CAR19T细胞在CD19肺癌异种移植模型中也显现出更强的抗肿瘤活性,其T细胞增殖和细胞毒性增强,存活时刻延伸。

在许多临床前研讨中,IRs的显性阴性基因也被成功地引进到CAR-T细胞中,例如mesothelin CAR-T细胞(CD 28或4-1BB共影响结构域)过度表达显性阴性PD-1。以PD-1CARs为主,调查肿瘤铲除状况,重复剂量PD-1阻断抗体联合mesothelin-28ζ或mesothelin-BBζCAR均能阻挠肿瘤成长,但不能铲除肿瘤。近年来,CRISPR/Cas 9技能已被广泛运用于CD19-BBζt细胞的PD-1和LAG-3基因敲除。在这两种状况下,运用IR基因敲除的CAR-T细胞在小鼠异种移植模型中均铲除了肿瘤。PD-1基因敲除进入临床I期(NCT03298828).

战胜其他肿瘤微环境按捺要素

在临床前和临床试验中,运用细胞因子来极化肿瘤环境,使其对T细胞更具招引力,改进CAR-T细胞的吸收和功用。部分打针IL-12可诱导炎症免疫细胞的集合,增强过继搬运的抗VEGFR-2 CAR-T细胞的抗肿瘤活性,并导致五种不同皮下肿瘤类型小鼠的长时刻存活。在本研讨中,联合运用IL-12+VEGFR 2的CAR-T细胞,但两者均不能独自下降VEGFR 2阳性的瘤内MDSCs,为IL-12与CAR-T细胞的联合运用供给了有力的支撑。由于这样的阳性反响,现已树立了CAR-T细胞来增强T细胞的滋润和在实体肿瘤中的功用。CART细胞能够排泄细胞因子,称为“armored” CARs。特别是,细胞因子IL-12一直是这方面的一个有招引力的东西。在小鼠异种卵巢癌移植模型中,MUC16 CAR/IL-12T细胞延伸了存活时刻,并显现出更强的耐久性和肿瘤细胞毒性。

其他促进TME细胞功用的战略包含按捺比如腺苷、IDO 1和VEGF等按捺性可溶性因子,以及维护TME中的非肿瘤细胞(如MDSCs、TAMS和基质细胞)免受免疫按捺。在一项在同基因肿瘤模型中运用HER2 CAR-T细胞的研讨中,阻断腺苷2a受体经过增强激活和促进细胞因子的发作,明显进步了CAR-T细胞的作用。此外,作者还报导了PD-1的阻断进一步增强了T细胞的免疫应对.另一项研讨标明,阻断IDO1(与结肠癌患者生计呈负相关)与EGFRvIII CART细胞搬运相结合,可明显减缓异种移植结肠癌模型中的肿瘤成长。VEGF阻断医治黑色素瘤等实体瘤已取得成功,VEGF靶向CARs在多种临床前实体瘤模型中显现出作用。

添加抗肿瘤战略也可包含耗尽抗炎细胞或在其他免疫按捺细胞,诱导炎症表型。对小鼠乳腺癌模型的研讨标明,靶向TAMs或许对医治展开性癌症有用,由于TAMs与更多的抗炎活性和肿瘤免疫躲避有关。

在卵巢癌的皮下小鼠模型中,HER2 CAR-T细胞的肿瘤排挤反响要求基质细胞上存在M1(炎性)巨噬细胞和干扰素γ受体,这标明T细胞,乃至功用性细胞的肿瘤特异性进犯或许不足以铲除肿瘤;基质细胞靶向(例如用FAP CARS)和招募其他类型的炎症免疫细胞或许是必要的。

来历:唠嗑Immunology   作者:挑食的免疫喵

menbetx,共享创业的艰苦与高兴,假如您是创业者,希望被更多的人重视和了解,请猛点这里  寻求报导

定见
反应

扫码
重视

扫码重视menbetx微信

手机拜访

扫码拜访手机版

回来顶部