“点燃”CAR-T,新技术CAR-E来了

文摘   2024-08-01 19:26   广东  
尽管CAR-T细胞疗法已经彻底改变了某些癌症的治疗,但它仍然受到一个重大限制的影响:许多患者,包括那些癌症完全缓解的患者,最终会复发。7月30日,最新发表在Nature Biotechnology杂志上的一项研究中,Dana-Farber癌症研究所的科学家们报告了一种有可能解决这一问题的新技术——CAR-Enhancer (CAR-E)

该技术的工作原理是,刺激CAR-T细胞,使其更活跃,在体内存活更长时间,使它们保持战斗模式,直到所有肿瘤细胞被消灭。同时,该技术还能使CAR-T细胞形成对癌细胞的记忆,这样当癌症复发时,它们就能重新发挥作用。

在患者来源的癌细胞系实验和其他研究中,CAR-E联合CAR-T成功根除了所有肿瘤细胞,为该方法在人类患者中的临床试验铺平了道路。

“CAR-T细胞疗法已经成为了B细胞血癌(如B细胞白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤)的突破性治疗方法,例如,在骨髓瘤中,几乎100%的患者最初都对CAR-T细胞疗法有很好的响应,但几乎所有患者都会复发,其中一半在治疗一到两年内复发。值得注意的是,复发与血液中CAR-T细胞的消失同时发生。” 领导这项研究的Mohammad Rashidian博士说道,“解决这一挑战的大多数研究都集中在重新设计CAR-T细胞本身——例如,通过引入或消除基因使细胞活性维持更长时间,虽然这些方法有很大的希望,但它们还没有在临床中显示出很强的有效性。因此,我们决定从一个完全不同的角度来看待这个问题。”

CAR-T细胞是效应细胞,它们活着是为了杀死癌细胞。当找不到更多“猎物”时,它们就会表现得好像“任务”已经完成了,然后离开。而逃过CAR-T细胞攻击的一小部分癌细胞则可能会成为复发的基础。为了延长CAR- T细胞的攻击并赋予它们记忆,Dana-Farber癌症研究所的研究人员开发了一种全新治疗方法——CAR-E平台。它由免疫信号分子白介素-2 (IL-2)的弱化(低亲和力)版本融合“CAR的目标抗原”组成。

BCMA CAR-E的设计及表征

Rashidian博士解释说:“IL-2对T细胞有很强的作用——激活它们并使它们增殖——但它对患者也有很高的毒性。出于这个原因,我们使用了IL-2的一种弱化(低亲和力)版本。就这个弱化版本本身而言,它对正常T细胞没有影响。而由于其融合了CAR的目标抗原,因此能够特异性靶向CAR-T细胞,对CAR-T细胞产生刺激作用。”

具体来说,针对多发性骨髓瘤的CAR-T细胞疗法,CAR会结合骨髓瘤细胞上BCMA抗原。在这种新疗法中,弱化版的IL-2会与BCMA融合,组成BCMA CAR-E。通过抗原-CAR结合,BCMA CAR-E可选择性诱导CAR-T细胞中的IL-2信号,增强T细胞激活和抗肿瘤活性,同时降低IL-2相关毒性。

“就像弱化版的IL-2一样,BCMA抗原本身不会影响CAR-T细胞,但它们在一起会产生协同作用,其影响远远超出我们的预期。”该研究的第一作者Taha Rakhshandehroo博士说道。

CAR-E治疗导致CAR-T细胞体内持久性增强

研究人员发现,CAR-E不仅使CAR-T细胞增殖,而且使其多样化——产生具有不同性质的不同类型的CAR- T细胞。“它不仅产生了大多数患者已经拥有的效应T细胞,而且还产生了干细胞样记忆T细胞、中枢记忆T细胞、效应记忆T细胞,这是一个对癌症产生有效免疫反应所需的各种T细胞的完整库。”Rashidian博士解释说。

在实验室培养的骨髓瘤细胞和该疾病的动物模型中,CAR-E能够选择性地结合CAR-T细胞,增加CAR-T细胞增殖,完全清除肿瘤细胞,消除癌症的任何迹象。

研究人员还发现,这种疗法产生的持久的CAR-T细胞可以通过重新给药CAR-E来重新刺激。这表明CAR-T细胞治疗后复发的患者有望通过额外剂量的CAR-E进行有效治疗。

低剂量CAR-E仍然有效。持续存在的CAR-T细胞在rechallenge实验中保持了重新扩增和控制肿瘤生长的能力。

此外,CAR-E还提出了用比目前更少的CAR-T细胞治疗患者的可能性。目前的做法是让CAR-T细胞扩增成数亿个细胞,这是一个耗时、昂贵、资源繁重的过程,患者需要等待数周才能接受细胞输注。巨大的CAR-T数量也与CAR-T细胞疗法最常见的副作用之一——细胞因子释放综合征有关,过度的免疫反应会导致发烧、恶心、心跳加快、神经系统问题或其他问题。有了CAR-E,就有可能跳过CAR-T细胞的扩增过程:只需制造CAR-T细胞并注入患者体内,然后进行CAR-E治疗。

BCMA CAR-E增强低剂量CAR-T细胞疗效

“在动物研究中,我们给小鼠输注了非常少量的CAR-T细胞,发现不能清除癌症。但当我们给它们进行CAR-E治疗时,CAR-T细胞扩增并能够清除癌症。” Rashidian博士说道。

CAR-E疗法临床试验的首要目标之一是确保安全性,并确定最佳剂量和给药计划。最初,研究人员预计CAR-E治疗将在患者被注入CAR-T细胞后大约一个月开始,每周一次CAR-E治疗,持续三周或四周。

Rakhshandehroo博士表示,这一创新疗法最令人兴奋的点是,它很容易整合到接受CAR-T细胞疗法的患者的护理中。这是一个非常令人期待的解决CAR-T细胞耗竭问题的方法。研究人员希望在不久的将来进行首次人体试验。

备注:文章图片均来自Nature Biotechnology。

参考资料:

[1]https://www.nature.com/articles/s41587-024-02339-4

[2]https://www.dana-farber.org/newsroom/news-releases/2024/researchers-devise-novel-solution-to-preventing-relapse-after-car-t-cell-therapy

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