以下文章來源于BiG生物創(chuàng)新社 ，作者BiG專欄
 

 
圖1 2020年中國癌癥新發(fā)病例數(shù)前十的癌癥類型

 

令人期待的是，CAR-T療法不僅開始嘗試CAR-NK、CAR-NKT、CAR-Treg等其他類型免疫細(xì)胞的工程化改造。另外，由于受限于腫瘤抗原的異質(zhì)性，單靶點CAR-T也逐步開始向多靶點CAR-T細(xì)胞療法進行轉(zhuǎn)變，并獲得了不錯的抗腫瘤治療效果。本文將梳理近期有關(guān)多靶點CAR-T細(xì)胞療法的進展，以饗讀者。

01 多靶點CAR-T作用機制

首先, 讓我們簡單回顧下CAR-T療法的作用機制， CAR（嵌合抗原受體）是一種基因工程技術(shù)制造的人工受體分子，它可以賦予免疫效應(yīng)細(xì)胞（如T淋巴細(xì)胞）針對某個靶點抗原表位的特異性，從而增強T淋巴細(xì)胞識別抗原信號與活化的功能，繼而回輸淋巴細(xì)胞以實現(xiàn)抗腫瘤的作用。

 

圖2 CAR結(jié)構(gòu) ^[1]

而所謂的多靶點CAR-T細(xì)胞，主要是設(shè)計用于靶向不同的腫瘤抗原，包括具有兩個CAR的雙CAR-T細(xì)胞或具有多個單鏈抗體（scFv）的串聯(lián)CAR-T細(xì)胞。這種多靶點CAR-T, 理論上能夠克服腫瘤抗原異質(zhì)性與腫瘤抗原逃逸

 

圖3 多靶CAR-T, 克服腫瘤抗原逃逸 ^[2]

02  CD19/CD22 CAR-T
   
   CAR-T在臨床應(yīng)用中同樣存在耐藥現(xiàn)象。

以B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病(B-ALL)為例，接受CD19靶向CAR-T細(xì)胞治療的患者中，多達(dá)25%的患者復(fù)發(fā)，表現(xiàn)為CD19陰性或低CD19。這種現(xiàn)象被稱為抗原逃逸。主要原因就在于單靶點存在下調(diào)或丟失，治療效果并非如預(yù)期所想，而如若設(shè)計可以靶向CD19和CD22的雙重定向CAR-T，理論上能夠有效解決單靶點耐藥的弊端。這種設(shè)想在臨床上已經(jīng)得到了驗證。

2021年10月12日，Nature Medicine期刊上公布了抗CD19和抗CD22 CAR的自體轉(zhuǎn)導(dǎo)T細(xì)胞（AUTO3）在復(fù)發(fā)性或難治性B-ALL（n=15）的兒童和年輕成年患者中的I期試驗，以評估AUTO3的療效。

研究結(jié)果表明：AUTO3具有良好的安全性，沒有劑量限制性毒性或AUTO3相關(guān)的嚴(yán)重細(xì)胞因子釋放綜合征或神經(jīng)毒性病例報告。在治療后1個月時，緩解率（即完全緩解或完全緩解但骨髓恢復(fù)不完全）為86%（15名患者中的13名）。1年總生存率和無事件生存率分別為60%和32%。

 

圖4 AUTO3的結(jié)構(gòu)與流式細(xì)胞結(jié)果 ^[3]

 

其實，早在2019年，AUTO3就獲得了治療ALL的孤兒藥物資格。良好的療效和前景來源于AUTO3是一種自體富集T細(xì)胞，經(jīng)單個逆轉(zhuǎn)錄病毒載體修飾表達(dá)2個獨立的嵌合抗原受體（CAR），分別靶向B淋巴細(xì)胞抗原CD19和CD22，并且每個CAR都針對單個靶點活性進行了獨立優(yōu)化。通過同時針對2種B細(xì)胞抗原，AUTO3旨在減少B細(xì)胞惡性腫瘤患者因單一抗原丟失導(dǎo)致的復(fù)發(fā)。

通過解決抗原逃逸（這類患者復(fù)發(fā)的一個常見原因），AUTO3有機會成為治療兒科ALL的同類最佳療法。與目前已上市銷售的CAR-T療法相比，AUTO3還可以提供更好的安全性，在臨床研究中觀察到低水平的嚴(yán)重細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）和神經(jīng)毒性。


03  多靶向CAR-T與實體瘤
 

與單靶點抗原逃逸導(dǎo)致的耐藥相比，由于物理屏障和/或免疫抑制腫瘤微環(huán)境(TME)所導(dǎo)致的耐藥或者藥物不響應(yīng)問題則是臨床上較為棘手的瓶頸。因此，CAR-T細(xì)胞成功治療實體腫瘤至少需要確定合適的靶抗原，使CAR -T細(xì)胞能夠進入腫瘤的所有部位，并克服腫瘤微環(huán)境(TME)的免疫抑制作用。 

而在實體瘤中，最為棘手的應(yīng)該是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM），由于腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性高和血腦屏障通透性低等特征，治療藥物鮮有進展。值得期待的是，2021年9月的一項來自美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的研究，結(jié)果令人興奮。研究人員發(fā)現(xiàn)一種新開發(fā)的使用經(jīng)過基因改造的T細(xì)胞來鎖定和攻擊癌細(xì)胞上的兩種抗原的（CD28和4-1BB）CAR-T細(xì)胞免疫療法，對植入人類神經(jīng)母細(xì)胞瘤組織的小鼠非常有效。這種雙重靶向限制了腫瘤的重新生長，并防止神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞躲避這些攻擊性的T細(xì)胞。

 

圖5 共聚焦顯微鏡成像示意圖 ^[4]

 

在共聚焦顯微鏡成像顯示CARs在表達(dá)GFP標(biāo)記的GD2.28ζ（綠色）和B7-H3.BB（紅色）的T細(xì)胞中聚集，能夠靶向神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞，并觀察殺傷效果。在隨后植入了神經(jīng)母細(xì)胞瘤的小鼠上，也驗證了雙靶向CAR-T細(xì)胞療法的優(yōu)異抗腫瘤結(jié)果。

圖6 三種多靶向CAR的設(shè)計策略 ^[5]
 

 但我們也知道，人體的腫瘤微環(huán)境和異質(zhì)性，要遠(yuǎn)高于小鼠。可能即使采用雙靶向 CAR-T也無法覆蓋足夠的靶抗原。

因此，結(jié)合多個靶抗原的CAR-T細(xì)胞療法才有可能在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）上有所突破。有研究團隊，針對GBM患者開發(fā)了三價的CAR-T細(xì)胞（同時靶向HER2、IL13Rα2和EphA2），最終癌細(xì)胞的清除率接近100%。Trivalent CAR之所以具有如此強大抗腫瘤活性，是由于可以覆蓋多個靶抗原并具備三條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可高強度激活T細(xì)胞，以及Trivalent CAR與靶抗原結(jié)合時形成的三價免疫突觸提高了抗腫瘤活性。

總結(jié)

盡管多項研究數(shù)據(jù)顯示，多靶向CAR-T治療多種惡性腫瘤的療效顯示積極，成為預(yù)防抗原逃避的有效手段，但這種類型的CAR-T細(xì)胞可被多個靶抗原識別并高強度激活T細(xì)胞，容易引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，并對低表達(dá)靶抗原的正常細(xì)胞過度殺傷。

因此需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能上進一步的優(yōu)化，在確保安全的情況下有效發(fā)揮腫瘤殺傷作用。我們衷心期待CAR-T療法能夠?qū)崿F(xiàn)實體瘤領(lǐng)域的新突破。

參考文獻

[1]Gill, S., M.V.Maus, and D.L. Porter, Chimeric antigen receptor T cell therapy: 25years in the making. Blood Reviews, 2016. 30(3): p. 157-167.

[2] Abreu, T.R., et al., Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies. Journal of Controlled Release, 2020. 319: p. 246-261.

[3] Nature Medicine | VOL 27 | Octob er2021 | 1797–1805 |.

[4] Koichi Hirabayashi et al. Nature Cancer, 2021, doi:10.1038/s43018-021-00244-2.

[5] Han X, Wang Y, Wei J, Han W. Multi-antigen-targeted chimeric antigen receptor T cells for cancer therapy. J Hematol Oncol. 2019;12(1):128.