CAR-T细胞用于治疗肺癌.docx
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1、CAR-T细胞用于治疗肺癌抽象使用表达嵌合抗原受体(CAR-T)的转基因T淋巴细胞进行过继细胞治疗是治疗癌症最有前途的先进疗法之一,在血液恶性肿 瘤中取得了前所未有的结果。然而,CAR-T细胞在实体瘤中的疗效仍然非常不尽如人意,因为强大的免疫抑制性肿瘤微环境阻 碍了免疫反响。开发针对实体瘤的下一代个性化CAR-T细胞是临床上的必要性。确定新的CAR-T疗法的治疗靶点,以提高实 体瘤的疗效,生存率,持久性和平安性仍然是癌症免疫治疗的关键前沿。在这里,我们总结了 CAR-T细胞免疫疗法在肺癌中的 基本,转化和临床结果,从分子工程和机制研究到临床前和临床开发。关键字:卡T;过继细胞疗法;免疫治疗;实
2、体瘤;肺癌.引言免疫疗法在癌症治疗中发挥了重要作用,特别是基于免疫检查点阻滞和过继T细胞转移的免疫疗法1。免疫检查点抑制 剂(ICIs)的治疗包括全身施用抗体,阻断癌细胞和T细胞之间的抑制相互作用,从而释放抗肿瘤免疫应答。这些治疗可以作 为单一疗法或与化疗联合使用。使用最广泛的抗体基于阻断PD-L1/PD-1相互作用的抗体2, 3, 4, 5o ICI阻滞策略是有效的, 但存在一些临床问题:许多患者表现出原发性或获得性耐药性,并且缺乏可靠的反响预测生物标志物。此外,这些治疗具有相 对较高的本钱,并且可以在一些患者中诱导炎症或自身免疫性毒性。此外,在一组称为高进展性疾病的患者中,在给予ICI后,
3、 肿瘤生长速率可能会加速,这与临床快速恶化有关6, 7, 8, 9o过继性T细胞免疫治疗或过继T细胞转移(ACT)与ICI阻滞剂的治疗组合,可能会克服ICI单一疗法的局限性, 并改善一些患者的预后。ACT战略包括几种模式。在这些免疫疗法中,T细胞经过基因工程改造,通过嵌合抗原受体(CARS) 或肿瘤抗原特异性T细胞受体(TCR)的表达特异性识别和杀死癌细胞10。基于临床相关性最有效的是用慢病毒和逆转录病毒 载体修饰自体T细胞以表达CARS或TCR11, 12, 13, 14, 15。CAR-T细胞作为治疗癌症的先进和个性化疗法具有巨大的前景。近年来,FDA已批准其中几种细胞产品用于治疗血液恶
4、性肿瘤16。对于实体瘤的CAR-T治疗,已经从几个I / II期试验中发表了适度的结果。然而,使用ACT治疗实体瘤仍需要更 多的数据和进一步的开发。1 . CART细胞的临床前开发嵌合抗体-T细胞受体分子通常被构造为单链免疫球蛋白可变结构域,用于细胞外与其靶标(scFvs)的结合,较链区,跨 膜结构域以及来自T细胞共刺激分子(如CD28或4-1BB)的一个或多个细胞内信号传导结构域(图1) 17.1989年,Gross, Waks和Eshhar首次描述了免疫球蛋白-T细胞受体嵌合分子作为具有抗体型特异性的功能受体的设计和表达18。该研究的作 者表达了这些嵌合基因,将TCR常数结构域融合到抗2,
5、 4, 6-三硝基苯基(TNP)抗体(SP6)的可变结构域中。1993年, 作者将scFv抗体结合结构域与CD3分子的y(Y)或zeta ()链相结合,证明了细胞毒性淋巴细胞的特异性靶标识别和细胞 活化19。这被认为是第一代第一代CAR,尽管它在临床上还不是有效的。Evolution of CAR engineeringscFv (VM VJ,signaling domainCo&Umuiation signal 1Coslimulation signal 2Costimulatocy Itgand(/)CytokinesTransmemtxan domain图1 .汽车工程的演变。scFv结
6、构域赋予靶抗原特异性。跨膜结构域将CAR锚定在T细胞膜上。设计的第1代(第一代)CARS 包含CD3(或FcRy信号域,第2代和第3代CARS具有一个或两个与CD3(域串联的共刺激域。两种最常见的共刺激结构域 是CD28和4-1BB,两者都与高患者反响率相关。第4代CAR-T可以另外设计以释放转基因细胞因子,或者其细胞内信号传导 可以由外部共刺激配体诱导。在接下来的几十年中,对CARS的研究有所增加,导致第一代、第二代、第三代和目前第四代CAR设计,这些设计是新 兴的免疫药理学领域的一局部17, 20o第一代CARS仅由CD3c或CD3YYY链组成,而第二代CARS那么从T细胞共刺激分子 (如
7、CD28或4-1BB)添加信号结构域。这些信号结构域的结合概括了当与MHC肽和共刺激受体接合时TCR复合物的适当激 活。因此,CAR分子在效应器功能、增殖、细胞因子分泌、对肿瘤外毒性(如细胞凋亡)的抵抗力、疗效和体内持久性等方面 增强T细胞功能17, 21, 22o第三代CARS通过同时引入CD28和4-1BB的信号结构域,进一步提高了这些效应器的功能、 功效和持久性23, 24, 25o从首次描述CARS开始开展10年后,描述了肿瘤反响性人CAR-T疗效的第一个临床前证据26, 27,这种特定的CAR 设计针对B细胞特异性CD19外表抗原。与CD80和IL-15诱导共刺激。这种第二代CD19
8、靶向CAR在体外和体内研究中显示 出对慢性淋巴细胞白血病(CLL)癌细胞的有效杀伤。此外,目前正在开发第四代CAR,所谓的T细胞被重定向到通用细胞因子介导的杀伤(TRUCKS)或装甲CARs28这 些CAR结构旨在提高CAR-T增殖和抗肿瘤疗效29。TRUCC由包含两个或三个共刺激分子(如CD28、4-1BB和CD40L)信 号传导域的CAR分子组成,或者它们可以设计为含有CAR诱导的转基因细胞因子(如IL-12、IL-17或CCL19)以调节肿瘤微 环境17, 23, 30, 31, 32, 33。除了 CAR设计之外,所谓的智能CAR-T细胞产品”结合了不同的策略来提高其功效。例如,合并的
9、CAR-T细胞制剂, 多CAR-T细胞,串联CAR-T细胞,条件CAR-T细胞,分裂CAR, iCAR或自杀开关等。合并的CAR-T细胞由至少两个单靶 向工程CAR-T细胞的混合物组成,每个细胞具有不同的抗原特异性。例如,Feng等人对化疗和放疗耐药的晚期胆管癌患者施 用EGFR-和CD133特异性CAR-T混合细胞,实现了局部反响,但具有急性毒性34。多CAR-T细胞由两个或多个单独的CARs 组成,靶向每个T细胞特异性表达的不同抗原。例如,Hedge等人联合靶向HER2和IL-13RO2的CARs,证明双特异性T细 胞产物增强了体外和体内CAR-T抗肿瘤活性35。Ruella等人生成了抗C
10、D19和抗CD123 CAR-T细胞的双重药物,用于治疗 和预防CD19导向CAR-T细胞治疗的B细胞恶性肿瘤中CD19抗原丧失逃逸的策略36。遵循类似的方法,三价CAR-T细胞 已经通过在同一 T细胞内表达具有不同抗原特异性的三种CAR来设计。Bielamowicz等人利用该策略,通过CAR靶向HER2、 IL13Ra2和EphA2来克服胶质母细胞瘤患者间抗原异质性37串联CAR-T细胞由单个CAR结构组成,通过不同的抗原结合 结构域同时靶向不同的抗原。例如,Grada等人报道TanCAR是一种功能性人工双特异性分子,针对两种肿瘤抗原(CD19和 HER2),保存了 CAR细胞溶解和抗肿瘤活
11、性38。类似地,Hedge等人生成了与HER2和IL13Ra2结合的串联CAR-T细胞, 表现出增强的T细胞功能和活性,并减少抗原逸失39。其他研究显示,使用TanCAR和基于纳米体的双特异性CAR-T细胞策 略也取得了类似的令人鼓舞的结果,例如,将针对CD19和CD20的靶标40, CD20和HER241或CD22和CD1942结合靶 标用于癌症治疗。第3章CAR-T细胞疗法的临床开发CAR-T细胞的首次临床应用于20年前在晚期转移性卵巢癌和肾细胞癌患者中实施43, 44。Kershaw等人进行了一项I 期研究,使用基因修饰的自体T细胞对卵巢癌相关抗原。-叶酸受体(FR)与高剂量IL-2组合
12、反响。除了这种策略之外,作者还 使用了对FR和同种异体细胞都有反响的双重特异性T细胞,以及与同种异体外周血单核细胞的免疫接种。一些第一批患者经 历了 3级和4级治疗相关的毒性,可能是由于IL-2给药,而接受同种异体细胞免疫接种的患者经历了 1级和2级治疗相关的毒 性效应。在这项研究中,获得了大量修饰的肿瘤反响性T细胞,用于输注到患者中。然而,这些细胞未能长期存在,并失去了 对肿瘤细胞的反响能力。2006年,Lamers等人描述了一种临床GMP方案过程,该过程使用竣酸酎酶IX特异性scFv转基因 转基因基因生成和扩增自体基因修饰的原代人T淋巴细胞,用于转移性肾细胞癌的免疫基因治疗44。本研究通过
13、逆转录病毒转 导产生用于癌症治疗的功能性基因修饰的自体T细胞。在此过程中,必须从患者或供体血液中别离T细胞,激活,进行基因修 饰和扩增,以允许表达CAR构建体。然后,患者可以通过化疗进行预处理.,并将CAR-T细胞直接注入患者体内17。以下报道 的CAR-T临床试验纳入了复发性/难治性神经母细胞瘤患者45、惰性非霍奇金滤泡性B细胞淋巴瘤和套细胞淋巴瘤46。在第 一种情况下,CAR-Ts针对CD171肿瘤抗原(L1细胞粘附分子),并包括带有自杀酶HyTK的表达盒45。在第二种情况下, 自体转基因T细胞被定向对抗CD20抗原。在这两种情况下,都实现了输注后修饰T细胞的持续循环和临床疗效,证明了过继
14、 性T细胞疗法的平安性,盈利能力和潜在的抗癌作用。然而,在未来几年内,针对B淋巴细胞抗原CD19的CAR-T细胞将用 于治疗B细胞恶性肿瘤,从而取得重大进展。随后进行了更多的临床试验,主要是I期。截至2016年底,仅进行了 220项CAR-T细胞临床试验。其中,134人正在 研究CAR-T治疗血液系统恶性肿瘤(主要靶向CD19,但也靶向BCMA, CD123, CD138, CD16V, CD20, CD22, CD30, CD33, CD70, Igk, IL-1RAP, Lewis Y, NKG2D 配体和 ROR1) , 78 人用于实体瘤(靶向 CEA, c-MET, EGFR, EG
15、FRvlll, EpCAM, EphA2, ErbB2/Her2, FAP, FR-a, GD2, GPC3, IL-13Ra2, L1-CAM,美索色林,MUC1, MUC16ecto, PD-L1, PSCA、PSMA和ROR1)和9项是长期随访研究17。目前,ClinicalTrials.gov数据库中注册了 1032项研究,突出了这些疗 法在癌症治疗中的相关性和改进途径。血液系统恶性肿瘤CAR-T细胞疗法在血液恶性肿瘤的治疗方面显示出显着的成功,并且一些已被监管机构授权用于不同的肿瘤类型和临床 环境。前两种CAR-T细胞治疗产品靶向B细胞标志物CD19 (阿昔巴坦西洛酮和替沙根勒克立醇
16、),并从相对较小的非随机试 验结果中获得批准。在临床试验ZUMA-1中到达54%的完全缓解后,2017年FDA批准了 Axicabtagene, EMA于2018年批 准了治疗侵袭性B细胞淋巴瘤和转化性滤泡性淋巴瘤,这些淋巴结瘤已进展为两线治疗47。Tisagenlecleucel被FDA和EMA 批准用于治疗B细胞淋巴瘤和转化型滤泡性淋巴瘤,这是II期试验JULIET阳性结果的结果的结果48。在这项临床试验中,40% 的完全缓解发生在复发/难治性B细胞前体急性淋巴细胞白血病的成年患者中。在相同的临床背景下,lisocabtogene maraleucel 最近获得了成年患者的批准,而复发/难
17、治性外套细胞淋巴瘤患者可以用brexucabtagene autoleucel治疗。最后,自2021年3 月以来,多发性骨髓瘤患者已经能够从CAR-T疗法中受益,因为FDA批准CAR-T靶向B细胞成熟抗原(BCMA)在对先前四 个系产生耐药或复发后。迄今为止,全球药物机构批准了六种CAR-T疗法( Kymriah, Yescarta, Tecartus, Breyanzi和ARI-0001用于针对CD19 + B细胞淋巴组织增生性疾病的CAR-T,以及Abecma和Carvykti用于多发性骨髓瘤的CAR-T抗BCMA)。数十项新提案正 在临床试验层面进行评估。必须提到的是,CAR-T疗法在骨
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