安霖 綜述,張宏偉 審校
1.山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院,山西太原 030001;2.山西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院血液科,山西太原030013
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是漿細胞惡性增殖性疾病,是常見的血液系統(tǒng)惡性腫瘤[1],其特征為骨髓中克隆性漿細胞異常增生,絕大部分病例存在單克隆免疫球蛋白或其片段(M 蛋白)分泌,導致相關(guān)器官或組織損傷,常見臨床表現(xiàn)為骨痛、貧血、腎功能損害、血鈣增高和感染等。近年來,MM患者普遍接受化療、自體干細胞移植、蛋白酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)藥物和單克隆抗體治療,但大多數(shù)患者最終會復發(fā)[2]。
免疫療法已經(jīng)發(fā)展為一種實用的癌癥治療方法[3-4]。嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor,CAR)-T 細胞免疫療法是一種快速出現(xiàn)且極具前景的免疫治療方法,在B 細胞惡性腫瘤中顯示出前所未有的效果[5-8],延長了患者的生存期和緩解期,因此激發(fā)了包括MM 在內(nèi)的其他癌癥上CAR-T 細胞免疫療法的研究。CAR 是通過基因工程技術(shù)獲得的嵌合蛋白,主要由3 部分組成:細胞外抗原識別結(jié)構(gòu)域[通常為單克隆抗體的單鏈可變片段(single-chain variable fragment,scFv)、鉸鏈區(qū)]和CD8 的跨膜結(jié)構(gòu)域以及細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導結(jié)構(gòu)域;CAR-T 細胞免疫療法是一種使用轉(zhuǎn)基因效應(yīng)T 細胞治療腫瘤的新策略,識別并殺死表達特定抗原的癌細胞,且不受主要組織相容性復合物(major histocompatibility complex,MHC)限制。
本文對CAR-T 細胞免疫療法在MM 中的研究進展、治療MM的局限性及其優(yōu)化作一綜述。
1.1信號淋巴細胞活化分子受體家族7(signalling lymphocyte activation molecule family 7,SLAMF7)/白細胞分化抗原2亞集1(cluster of differentiation 2 subset 1,CS1)/白細胞分化抗原319(cluster of differentiation 319,CD319) CS1/SLAMF7/CD319蛋白在造血干細胞上不表達,表達僅限于造血系統(tǒng),包括成熟的NK 細胞、樹突細胞、漿細胞和一些T 細胞[9-10],由于在MM中過度表達,因此是CAR-T 細胞免疫療法治療的合理靶點。Elotuzumab是一種人源化CS1抗體(克隆體HuLuc63),在對復發(fā)/難治性MM(relapsed or refractory multiple myeloma,RRMM)患者進行的1b-2 期研究中,實驗組采用Elotuzumab、來那度胺和地塞米松聯(lián)合治療,隨機分配321 名患者;對照組單用來那度胺和地塞米松治療,隨機分配325 名患者。在中位數(shù)為24.5 個月的隨訪后,實驗組1 年無進展生存率為68%,而對照組為57%;2 年后,這2 個比率分別為41%和27%。實驗組的中位無進展生存期為19.4個月,而對照組為14.9 個月,實驗組相對于對照組進展或死亡的風險比(hazard ratio,HR)為0.70(95%CI:0.57 ~0.85,P<0.001)。實驗組總有效率為79%,而對照組為66%(P<0.001)。2 組中常見的3 或4級不良事件為淋巴細胞減少、中性粒細胞減少、乏力和肺炎。實驗組有33 名患者(10%)出現(xiàn)輸注反應(yīng),29名患者出現(xiàn)1或2級反應(yīng)。接受實驗組治療RRMM患者的疾病進展或死亡風險顯著相對降低30%,并且無嚴重相關(guān)毒性[11-12],表明用CAR-T細胞靶向CS1是一種安全、有效的抗骨髓瘤療法。
1.2B細胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)BCMA 是一種Ⅲ型跨膜蛋白,屬于腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)家族,主要在終末分化的正常B 細胞和漿細胞上表達,同時也是MM 細胞上高度表達的表面抗原[13-15]。美國國家癌癥研究所BRUDON 等[16]進行了抗BCMA-CAR-T 細胞的第1次人體試驗,總緩解率(overall response rate,ORR)為81%,63%表現(xiàn)出非常好的部分緩解(very good partial remission,VGPR)或完全緩解(complete remission,CR),中位無進展生存時間(progression-free survival,PFS)為7.1個月(NCT02215967)。目前主要的BCMA CAR-T細胞臨床試驗見表1[17-22]。
表1 BCMA CAR-T細胞臨床試驗背景資料Tab.1 Background information of clinical trial of BCMA CAR-T cells
1.3白細胞分化抗原19(cluster of differentiation 19,CD19) CD19(也稱B4)是一種B細胞特異性跨膜蛋白,屬于免疫球蛋白超家族。CD19 是一種增強B 細胞受體反應(yīng)的共刺激分子[23],在B 細胞發(fā)育的幾乎所有階段均有表達,僅在一小部分骨髓瘤細胞上表達。研究表明,抗CD19 CAR-T(anti-CD19 CAR-T cell,CTL019)可在體外消除CD19 陽性骨髓瘤細胞[24]。一項研究中納入的所有受試者均患有RRMM,且之前接受過自體造血干細胞移植(autologous stem cell transplant,ASCT)患者的PFS 不到1 年。受試者在補救性高劑量美法侖和自體干細胞移植后接受CTL019治療,結(jié)果顯示,CTL019 可通過靶向和促進針對骨髓瘤增殖細胞的2 次免疫應(yīng)答來延長對MM 治療的應(yīng)答持續(xù)時間[25]。
1.4G 蛋白偶聯(lián)受體家族C 組5 成員D(G proteincoupled receptor class C group 5 member D,GPRC5D)GPRC5D 屬于一種孤兒受體,暫未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)源性配體,為7 次跨膜蛋白,在正常組織的表達僅限于毛囊區(qū)域[26]。2019 年,紀念斯隆凱特琳癌癥中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center,MSKCC)和瑞典癌癥研究所(Swedish Cancer Institute)的科學家公布了一項GPRC5D CAR-T 細胞免疫療法的驗證性研究成果,顯示GPRC5D 在MM 上表達。其結(jié)果還進一步表明,在BCMA 抗原丟失導致的腫瘤復發(fā)模型中,GPRC5D 靶向的CAR-T 細胞免疫療法可抑制腫瘤逃逸,證實了GPRC5D 和BCMA 獨立表達的特點[27-28]。目前針對CD3 和GPRC5D 的雙特異性抗體的劑量遞增研究正在進行中(NCT03399799)。
1.5白細胞分化抗原138(cluster of differentiation 138,CD138) CD138是一種細胞表面表達的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖,屬于黏結(jié)蛋白聚糖(Syndecan)家族,在前體B細胞和漿細胞上表達[29]。一項針對anti-CD138 CAR-T 細胞免疫療法治療的5 名RRMM 患者的臨床試驗結(jié)果顯示,4名患者病情穩(wěn)定(NCT01886976)[30];另一項使用anti-CD138 CAR-T 細胞免疫療法治療RRMM患者的臨床試驗正在進行中(NCT036723-18)[31]。
1.6白細胞分化抗原38(cluster off differentiation 38,CD38) CD38的組織細胞分布很有特點,在漿細胞、T 細胞、NK 細胞、樹突細胞等中表達量較高,研究表明,這些免疫細胞中的CD38對于T細胞、樹突細胞和中性粒細胞的遷移均不可或缺[32]。在非實體瘤中,如慢性淋巴細胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)、套細胞淋巴瘤、急性髓系白血病、急性淋系白血病等腫瘤細胞中均有較高的表達,但CD38表達最高的為MM,且與MM 預后負相關(guān),這使得CD38成為MM 靶向治療的良好靶點。目前正在招募一項針對RRMM 患者的抗CD38 CAR-T 細胞免疫療法的開放性Ⅰ期單劑量遞增安全性研究(NCT0346-4916)[33]。
1.7κ 輕鏈 B 淋巴細胞和大多數(shù)低度惡性淋巴瘤細胞表達帶有κ 或λ 輕鏈的單克隆免疫球蛋白。研究表明,抗κ 輕鏈CAR-T 細胞在體外和體內(nèi)對免疫球蛋白腫瘤細胞系均具有細胞毒活性[34]。在一項臨床試驗中,使用抗κ輕鏈CAR-T 細胞免疫療法治療7例MM患者,4名患者病情穩(wěn)定,持續(xù)2 ~17個月(NCT-00881920)[30]。
綜上所述,與其他針對MM 和RRMM 的CAR-T細胞免疫療法相比,抗BCMA CAR-T 細胞免疫療法具有一定優(yōu)勢:①BCMA 在終末分化的B 細胞上表達,因此抗BCMA CAR-T 細胞免疫療法在臨床試驗中具有更好的抗腫瘤功效;②BCMA 的表達幾乎僅限于B 細胞,且在惡性漿細胞上的表達高于正常細胞[35-36],有利于降低抗BCMA CAR-T 細胞免疫療法的靶向脫瘤毒性,從而增加安全性;③用于治療MM和RRMM 的抗BCMA CAR-T 產(chǎn)品較多,臨床經(jīng)驗也相對較多。但抗BCMA CAR-T 細胞免疫療法仍存在局限性。
CAR-T 細胞免疫療法是治療MM 的新型療法,盡管取得一定效果,但CAR-T細胞免疫療法的改進仍然存在重大挑戰(zhàn)和機遇。雖然大多數(shù)患者對治療有反應(yīng),但最終會發(fā)展為復發(fā)或難治性疾病。毒性也仍然是CAR-T 細胞免疫療法的主要限制。抗原逃逸、CRS 和免疫效應(yīng)細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征(immune effector cell associated neurotoxicity syndrome,ICANS)通常需要住院治療,加重了經(jīng)濟負擔。
2.1抗原逃逸 CAR-T 細胞免疫療法最具挑戰(zhàn)性的局限性之一是腫瘤對單抗原靶向CAR構(gòu)建體的耐藥性的發(fā)展。盡管最初單抗原靶向的CAR-T細胞免疫療法可提供高應(yīng)答率,但用其治療的患者中,大部分的惡性細胞顯示出靶抗原表達的部分或完全喪失,這種現(xiàn)象被稱為抗原逃逸。在接受BCMA靶向CART 細胞免疫療法治療的MM 患者中,也觀察到BCMA表達下調(diào)或缺失。
2.2CAR-T細胞免疫療法治療的相關(guān)毒性 CRS是最常見的嚴重急性CAR-T 細胞相關(guān)毒性。CRS 是由活化的T 細胞或腫瘤細胞本身大量釋放IFNγ 觸發(fā)的[37]。分泌的IFNγ 誘導其他免疫細胞的激活,最重要的是巨噬細胞[8]?;罨木奘杉毎麜a(chǎn)生過量的額外細胞因子,如IL-6、TNF-α 和IL-10,從而導致發(fā)熱、疲勞、血管滲漏、心肌病、低血壓和凝血障礙等臨床癥狀[38-40]。
神經(jīng)毒性現(xiàn)被稱為ICANS,是CAR-T 細胞輸注后第二常見的不良事件[41],目前病理生理學機制尚不完全清楚,但更多的數(shù)據(jù)為細胞因子介導的內(nèi)皮激活提供了強有力的證據(jù),這些激活會導致凝血障礙、毛細血管滲漏和血腦屏障(blood brain barrier,BBB)破壞,從而導致高濃度的全身性細胞因子進入腦脊液[42]。其臨床癥狀多種多樣,最常見的癥狀包括腦病、頭痛、譫妄、焦慮、震顫、失語,在CAR-T細胞免疫療法的臨床試驗中也觀察到了其他神經(jīng)毒性表現(xiàn),如意識水平下降、困惑、癲癇發(fā)作和腦水腫[43]。
脫靶毒性包括在大多數(shù)患者中發(fā)生的血細胞減少,并且在患者中還報告了主要出血的并發(fā)癥,包括胃腸道出血,顱內(nèi)出血和血胸[44-45]。BCMA 幾乎在成熟的B 淋巴細胞、漿細胞和MM 細胞上獨家表達,這可能導致繼發(fā)性低丙種球蛋白血癥,因為健康的漿細胞也可能受到BCMA 指導的CAR-T 細胞的影響,而另一個潛在的非靶點并發(fā)癥是插入性腫瘤發(fā)生的可能性[46-47]。研究表明,在造血干細胞基因治療X 連鎖嚴重聯(lián)合免疫缺陷和慢性肉芽腫疾病的背景下,已確定人類細胞中插入腫瘤發(fā)生的風險[48-52]。在大多數(shù)情況下,與逆轉(zhuǎn)錄病毒載體插入原癌基因LMO-2(LIM domain only 2)附近有關(guān)[52],將轉(zhuǎn)基因插入分化的T 細胞也有誘發(fā)惡性轉(zhuǎn)化的風險。但至今仍未見報道在輸注轉(zhuǎn)基因T 細胞后發(fā)生轉(zhuǎn)化的案例。值得注意的是,LMO-2致癌基因在T 細胞中沉默,使得該位點不太可能成為逆轉(zhuǎn)錄病毒整合的位點。在實踐中,使用轉(zhuǎn)基因T 細胞具有長達10 年的安全性,但并無證據(jù)表明載體誘導的永生化、克隆擴增或與生長控制或轉(zhuǎn)化有關(guān)的基因附近的整合位點富集。綜上,插入的風險基因轉(zhuǎn)移至T 細胞后的腫瘤發(fā)生率似乎很低,但研究人員必須遵守當前臨床試驗設(shè)計中規(guī)定的嚴格監(jiān)測流程,與此同時需要對接受CAR-T 細胞免疫療法治療的患者進行長期監(jiān)測[53]。
2.3免疫抑制微環(huán)境 在腫瘤微環(huán)境中,許多驅(qū)動免疫抑制的細胞類型可浸潤實體瘤,包括髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)、腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophages,TAMs)和調(diào)節(jié)性T 細胞(T-regulatory cells,TREGs),這些驅(qū)動免疫抑制細胞浸潤腫瘤細胞從而使腫瘤促進細胞因子、趨化因子和生長因子的產(chǎn)生[54]。此外,免疫檢查點途徑如程序性死亡受體-1(programmed cell death-1,PD-1)或細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白-4(cytotoxic T-lymphocyte associated protein-4,CTLA-4)可降低抗腫瘤免疫。對CAR-T細胞免疫療法治療無反應(yīng)或反應(yīng)弱的主要原因之一是T 細胞增殖不良或T 細胞在患者體內(nèi)的持久性。因此,結(jié)合CAR-T 細胞和檢查點阻斷的免疫治療被認為是下一個免疫治療的前沿,因為其提供了強大的免疫反應(yīng)所需的2 個元素:CAR-T 細胞,提供浸潤;PD-1/程序性死亡受體-配體1(programmed cell death-ligand 1,PD-L1)阻斷,確保T細胞的持續(xù)存在及功能[55]。
3.1提高CAR 的設(shè)計 CAR-T 細胞的制備是通過基因工程技術(shù)在淋巴T 細胞中加入1 個能識別腫瘤細胞、同時激活T 細胞、最終殺死腫瘤細胞的嵌合受體。相關(guān)基因工程技術(shù)包括慢病毒、γ 逆轉(zhuǎn)錄病毒、mRNA 轉(zhuǎn)染、mRNA 電轉(zhuǎn)等。隨后進行免疫表型分析,以確保成功賦予T 細胞CAR 和溶細胞活性,制備完成后通過細胞培養(yǎng)技術(shù)在體外大規(guī)模培養(yǎng)CAR-T細胞,使其數(shù)量達到治療水平[56]。第1 代CAR-T 細胞僅包含CD3ζ 信號結(jié)構(gòu)域,缺乏增殖特征[57]。當前和常規(guī)生產(chǎn)的CAR-T 產(chǎn)品整合了1(第2 代)或2個(第3 代)共刺激結(jié)構(gòu)域(4-1BB、CD28 或OX-40),以促進有效的CAR-T 細胞信號傳導以及其持久性和功效。第4 代CAR 還表達可促進T 細胞增殖的細胞因子,如IL-2、IL-12,第5 代CAR 的設(shè)計旨在同時激活T 細胞表面受體(T cell receptor,TCR)、共激域CD28 和細胞因子三重信號,因為這是T 細胞結(jié)合抗原時被激活的前提條件。研究人員證實,在血液腫瘤和實體瘤模型中,與第2 代CAR 相比,第5 代CAR通過基因改造增強了T 細胞增殖、存活以及抗腫瘤效果[58-61]。
3.2替代和雙靶向CAR-T 細胞 雙特異性CAR 療法、復合CAR 療法、CAR 聯(lián)合療法以及其他抗BCMA CAR-T產(chǎn)品,如Descartes-08、ALLO-715等,均進入臨床試驗階段。但這些療法可能會增加靶向外腫瘤毒性,因此使用這些療法的最重要標準是患者自身的狀況[62]。
3.3聯(lián)合治療 許多臨床研究正在評估已建立的CAR-T 細胞免疫療法與一些潛在的添加劑或增效劑的組合,這些添加劑或增效劑被認為可增強CA 細胞的抗腫瘤活性,減少T 細胞衰竭或減輕毒性。研究CAR-T 產(chǎn)品的相關(guān)臨床試驗正在進行中,包括檢查點抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑和Bruton 酪氨酸激酶(Bruton's tyrosine kinase,BTK)抑制劑。其他旨在降低CRS 和神經(jīng)毒性風險或嚴重程度的治療也在進行中,如抗IL-1R 藥物Anakina 正在進行積極的臨床研究[56]。
通過PD-1和PD-L1 抑制劑破壞PD-1/PD-L1免疫檢查點已在包括霍奇金淋巴瘤在內(nèi)的許多惡性腫瘤中顯示出活性。一些臨床試驗正在研究檢查點抑制劑與CAR-T 細胞的聯(lián)合治療,以減少CAR-T 細胞耗竭并促進更強大的抗腫瘤反應(yīng),初步結(jié)果顯示具有足夠的安全性,但仍需大規(guī)模的研究來確定該組合是否會產(chǎn)生更好的效果[56,63]。
BTK 抑制劑Ibrutinib 聯(lián)合CAR-T 治療已在臨床前模型中被證明可減少與CAR-T相關(guān)的細胞因子的產(chǎn)生。最近將Ibrutinib 與CAR-T 細胞免疫療法一起用于Ibrutinib-難治性CLL 的Ⅰ期研究,與另一組未接受Ibrutinib 的隊列相比,顯示出相似的響應(yīng)率和較低的CRS 嚴重程度,并且具有更好的CAR-T 增殖趨勢[63],有關(guān)CLL 和NHL 的更大的前瞻性臨床試驗正在進行中,以進一步評估這些初步發(fā)現(xiàn)[56,64]。
臨床前數(shù)據(jù)還表明,來那度胺等免疫調(diào)節(jié)劑也可增強CAR 細胞的抗腫瘤作用,目前進行的研究正在評估這種免疫調(diào)節(jié)劑與其他免疫調(diào)節(jié)劑以及已建立的CAR結(jié)構(gòu)的安全性和有效性[6]。
隨著CAR-T 細胞免疫療法的發(fā)展,近年來該療法在治療MM 時,與其他化療相比取得了明顯進步。至今為止,包括雙特異性抗體在內(nèi)的眾多免疫療法,如雙特異性T 細胞Enger,使用樹突狀細胞疫苗、自體CAR-T 細胞、同種異體CAR-NK 細胞與檢查點抑制劑的雙體過繼細胞療法,已被開發(fā)用于治療MM,并且目前正在進行或預計將進行各種臨床試驗。未來將根據(jù)聯(lián)合療法以及同種異體CAR-T 或NK 細胞療法的療效,有希望改變MM 的治療模式,以提高患者生存率、改善患者生活質(zhì)量。