經(jīng)過改進的CAR-T細胞有望治療卵巢癌等實體瘤
卵巢癌是一種侵襲性實體瘤。復(fù)發(fā)性卵巢癌和其他實體瘤患者幾乎沒有有效的治療方案。為了改變這一點,來自美國希望之城的研究人員在一項新的臨床前研究中證實經(jīng)過基因改造后表達特異性識別腫瘤相關(guān)糖蛋白72(tumor-associated glycoprotein-72, TAG72)的嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor, CAR)的T細胞(TAG72-CAR-T細胞)在體外細胞模型和臨床前動物模型中對晚期卵巢癌有效。相關(guān)研究結(jié)果于2023年8月7日發(fā)表在Nature Communications期刊上,論文標(biāo)題為“Antigen-dependent IL-12 signaling in CAR T cells promotes regional to systemic disease targeting”。論文通訊作者為希望之城 T 細胞治療研究實驗室轉(zhuǎn)化科學(xué)與技術(shù)副主任 Saul Priceman 博士。
令人興奮的是,TAG72不僅存在于卵巢癌表面上,而且也存在于包括胰腺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌和腦癌在內(nèi)的其他實體瘤中。這意味著TAG72-CAR-T細胞療法有潛力治療卵巢癌、胰腺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌和腦癌等實體瘤。
這種新的治療策略的關(guān)鍵之處在于構(gòu)建識別癌細胞的CAR受體。在人體臨床試驗中,科學(xué)家們通過一種類似透析的過程提取出患者體內(nèi)的T細胞,然后在實驗室對它們進行基因修飾,將編碼這種CAR的基因?qū)?,這樣這些T細胞就能夠表達這種新的受體。這些經(jīng)過基因修飾的T細胞在實驗室進行增殖,隨后將它們灌注回患者體內(nèi)。這些T細胞利用它們表達的CAR受體結(jié)合到癌細胞表面上的分子,而這種結(jié)合觸發(fā)一種內(nèi)部信號產(chǎn)生,接著這種內(nèi)部信號如此強效地激活這些T細胞以至于它們快速地摧毀癌細胞。
CAR-T細胞療法已被成功批準(zhǔn)用于治療多種類型的血液癌癥,包括白血病、淋巴瘤和骨髓瘤,但它在實體瘤治療中的成功依然面臨一系列挑戰(zhàn),這或許是由于一些因素所造成的,包括CAR-T細胞的有限擴張和持久性、對抗腫瘤時出現(xiàn)功能衰竭和脫靶毒性作用等因素。
為了解決這些挑戰(zhàn),這些作者根據(jù)經(jīng)驗對 TAG72-CAR 構(gòu)造體進行了優(yōu)化,發(fā)現(xiàn) CD28與 4-1BB 協(xié)同刺激結(jié)構(gòu)域 跨膜偶聯(lián)大大提高了TAG72-CAR-T細胞的功能,并在臨床前動物模型的體內(nèi)產(chǎn)生了持久的完全應(yīng)答。他們的體外功能評估顯示干擾素γ(IFNγ)是TAG72-CAR-T細胞的細胞毒性和對復(fù)發(fā)性腫瘤細胞的殺傷力的關(guān)鍵介質(zhì),并進一步驗證了 IL-12 在強效 IFNγ 誘導(dǎo)和TAG72-CAR-T細胞下游活性中的作用。
目前,這種優(yōu)化的TAG72-CAR-T細胞療法正在希望之城進行首次人體 1期臨床試驗(NCT05225363),試驗對象是已接受過鉑類化療的晚期上皮性卵巢癌患者。該臨床試驗正在測試這種細胞療法的安全性、副作用和對患者的活性,目前正在招募患者接受治療。
CD28與 4-1BB 協(xié)同刺激結(jié)構(gòu)域 跨膜偶聯(lián)大大提高了TAG72-CAR-T細胞的抗腫瘤功能。圖片來自Nature Communications, 2023, doi:10.1038/s41467-023-40115-1。
再者,這些作者還對TAG72-CAR-T細胞進行基因改造,使之表達一種膜結(jié)合型 IL-12(mbIL12),由此產(chǎn)生的TAG72-CAR-T細胞稱為TAG72-CAR/mbIL12 T細胞;mbIL12具有較佳跨膜結(jié)構(gòu)域,能提高 TAG72-CAR-T細胞體外和體內(nèi)的效力。從機理上講,mbIL12 的細胞表面表達和下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是抗原依賴性的,需要通過 CAR 或 T 細胞受體(TCR)激活 T 細胞,以促進順式和反式信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。
此外,他們還證實在使用兩種進行局部轉(zhuǎn)移瘤移植和全身實體瘤移植的小鼠模型中,局部區(qū)域給送的TAG72-CAR/mbIL12 T細胞可促進對區(qū)域性轉(zhuǎn)移瘤的持久控制,并增強外周TAG72-CAR/mbIL12 T細胞的擴增和持久性,從而根除全身性實體瘤。他們利用免疫功能健全的小鼠模型證實了與可溶性IL-12輸注相比,局部區(qū)域給送TAG72-CAR/mbIL12 T細胞是安全的和有效的,TAG72-CAR-T細胞對免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的調(diào)節(jié)依賴于mbIL12。
這些數(shù)據(jù)不僅為這些作者的臨床開發(fā)項目提供了重要信息,還廣泛支持使用抗原依賴性免疫調(diào)節(jié)細胞因子促進TAG72-CAR/mbIL12 T細胞療法在多種實體瘤疾病適應(yīng)癥中的區(qū)域性到全身性疾病靶向治療。
綜上所述,這項新的研究強調(diào)了通過改變CAR分子上的不同區(qū)域,并通過體外和體內(nèi)臨床前模型系統(tǒng)地測試功能差異來全面優(yōu)化CAR功能的優(yōu)勢。這些作者通過在TAG72-CAR-T細胞表面上引入抗原依賴性 mbIL12,將TAG72-CAR-T細胞對實體瘤殺傷力的增強與 IFNγ 信號的增加聯(lián)系起來。在兩種體外動物模型中,這種引入不僅改善了區(qū)域性腫瘤控制,還增強了TAG72-CAR-T細胞的全身擴增和持久性,促進了全身性腫瘤的根除。這些研究結(jié)果有望廣泛改善TAG72-CAR-T細胞對多轉(zhuǎn)移性疾病的治療反應(yīng)。
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