影響CAR-T細胞持久性的因素及應對策略

Part1、影響CAR-T細胞持久性的因素1CAR的設計細胞外CAR結(jié)構域的類型、連接單鏈抗體與跨膜結(jié)構域的間隔區(qū)類型以及構成CAR的共刺激結(jié)構域已被證明對T細胞功能和持久性有深遠影響。臨床試驗中使用的大多數(shù)CAR來源于小鼠，這可能導致體液和CD8+T細胞介導的免疫反應，導致免疫排斥。將含有小鼠成分的CAR-T細胞重新輸入到首次治療后出現(xiàn)CD19+復發(fā)的患者中基本上是無效的。此外，細胞表面的小鼠CAR受體簇可產(chǎn)生強直信號，導致T細胞耗竭。2016年，帶有人源化scFv的CAR-T進入臨床試驗，人源化CAR顯示出與小鼠CAR相似的細胞毒性活性，但是由于較低的免疫原性而增強了持久性。CAR的親和力影響強直信號，對靶細胞過強的親和力可能導致T細胞耗竭。一項研究開發(fā)了一種CAT-CAR（CD19單鏈抗體），其與CD19的親和力比從傳統(tǒng)的CAR低40倍。該結(jié)構在復發(fā)或難治性兒童BLL患者中進行了測試，臨床研究發(fā)現(xiàn)，14例CAR-T細胞擴增增加的患者中有11例表現(xiàn)出持續(xù)性。此外，共刺激域在CAR-T細胞的持久性和有效性中也起著關鍵作用，共刺激分子包括CD28、ICOS、CD27、4-1BB、OX40和CD40L。幾項研究發(fā)現(xiàn)，配備4-1BB結(jié)構域而非CD28結(jié)構域的CAR結(jié)構中的T細胞持久性增強。其他研究報告，含有4-1BB的CAR-T細胞顯示出增強的記憶T細胞（TEM）表型，這可能延遲CAR-T細胞耗竭。ICOS屬于CD28共刺激分子家族，研究證明，CAR結(jié)構中ICOS和4-1BB共刺激結(jié)構域的組合顯著增加T細胞的持久性。盡管存在相互矛盾的證據(jù)，但人們認識到CD28-CAR與高效應器功能和有限的T細胞持久性相關，而4-1BB-CAR和ICOS-CAR的效力較低，但持續(xù)時間較長。因此，這些觀察結(jié)果表明，共刺激域的結(jié)構是影響CAR-T細胞持久性的重要因素。2體外操作和淋巴清除制造T細胞的過程需要從患者身上獲取足夠數(shù)量的健康T細胞。然而，經(jīng)過化療治療，尤其是那些含有氯法拉濱或阿霉素的化療，導致淋巴細胞減少會使最終的CAR-T細胞質(zhì)量不理想，用于輸注的T細胞類型嚴重影響治療的效果。事實上，通過使CD4/CD8比率正?；蚴褂糜字苫蛴洃浖毎麃喨海谂R床前模型中獲得了更好的持久性。幾項研究表明，使用早期譜系細胞富集的T細胞群能夠更好地擴增，并提高CAR-T細胞治療的持久性和療效。此外，多項研究表明，在制造過程中向細胞培養(yǎng)物中添加抗氧化劑，如N-乙酰半胱氨酸，也可抑制效應器分化并促進TSCM細胞的擴增。在CART細胞輸注的前幾天，患者接受一種淋巴清除的化療方案，最常見的是環(huán)磷酰胺（cy）、氟達拉濱（flu）和苯達莫司?。╞en）。淋巴清除療法根除調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）和其他免疫抑制細胞，增加CAR-T細胞的擴增并延長其持續(xù)性。正如在成人B-ALL和B-NHL臨床試驗中觀察到的那樣，充分的淋巴清除對治療成功至關重要，并可能防止CAR的排斥反應。3T細胞耗竭在TME中，髓源性抑制細胞（MDSC）、癌相關成纖維細胞（CAF）和腫瘤細胞產(chǎn)生的免疫抑制細胞因子的存在會導致T細胞耗竭。慢性暴露于抗原也可導致T細胞衰竭，如果抗原刺激持續(xù)存在，T細胞會發(fā)生一系列表觀遺傳、代謝和轉(zhuǎn)錄改變，出現(xiàn)耗竭狀態(tài)的表征。這種過程以遞進的方式發(fā)生，IL-2和TNF-α在早期丟失，IFN-γ和趨化因子分泌在耗竭進展后期減少。盡管高增殖能力也在早期喪失，但在體內(nèi)受到刺激時，耗竭的T細胞仍能有限增殖。耗竭的細胞也表現(xiàn)出抑制性受體的高表達，如PD-1、TIM-3、LAG-3、CD160、BTLA、CTLA-4和TIGIT。Part2、提高CAR-T細胞持久性和效力的策略

1表達細胞因子及其受體第四代CART細胞最近被開發(fā)出來，用于抵抗TME中的免疫抑制環(huán)境，同時克服免疫耗竭。TRUMKS設計將CAR-T細胞的細胞毒性功能與具有免疫調(diào)節(jié)能力的細胞因子的原位遞送結(jié)合起來。在誘導系統(tǒng)的作用下，在CAR結(jié)合抗原后，細胞因子被合成，并以自分泌方式發(fā)揮作用，以增加T細胞的存活和擴增。細胞因子也可以旁分泌方式發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)周圍環(huán)境，干擾TME中存在的免疫抑制細胞因子。包括IL-12、IL-7、IL-15、IL-18、IL-21和IL-23在內(nèi)的一系列細胞因子目前正在研究中，并已進入早期臨床試驗階段。IL-12是一種促炎癥細胞因子，可誘導Th1CD4+T細胞反應，促進CD8+克隆擴增和持續(xù)存在。它還負責調(diào)節(jié)CTL和自然殺傷（NK）細胞的細胞毒性活性，重新激活無能的腫瘤浸潤淋巴細胞，招募NK細胞，并抑制Treg。對結(jié)構性表達IL-12的CD19-CAR-T細胞的臨床前研究表明，它增強了腫瘤殺傷效果和針對癌癥抗原的免疫記憶。然而，與IL-12相關的潛在致命毒性使得有必要開發(fā)一種誘導系統(tǒng)，僅在CAR激活時限制IL-12的分泌。一些臨床研究（NCT02498912、NCT03932565和NCT03542799）正在進行和招募中。IL-15是一種刺激CD8+T細胞和NK細胞活化、增殖和細胞毒性活性的細胞因子。IL-18增加Th1細胞細胞因子的產(chǎn)生，同時抑制IL-10的合成。IL-15和IL-18都是免疫反應的增強劑，已經(jīng)在CAR-T細胞上進行了測試。與傳統(tǒng)的CAR-T細胞相比，分泌IL-18和IL-15的CAR-T細胞在荷瘤小鼠中顯示出增強的擴張性和持久性，并且在體外和體內(nèi)顯示出增強的腫瘤細胞毒性。目前正在招募多項臨床試驗，使用工程化T細胞和NK細胞測試IL-15和IL-18分泌的CAR在實體瘤和血液瘤中的作用。最近的研究表明，在同一個CAR-T細胞中共同表達多種細胞因子是可能的。NCT04833504是最近完成的一項臨床試驗，其中在復發(fā)或難治性B細胞淋巴瘤患者中檢測表達IL-7和CCL19的CD19+CART細胞，但結(jié)果尚未報道。目前正在招募另外兩項臨床試驗，以檢測表達IL-7的CAR-T細胞與PD-1阻斷劑或其他細胞因子的分泌相結(jié)合。2聯(lián)合檢查點阻斷療法通過抑制檢查點信號減少耗竭的策略包括通過shRNA表達載體或CRISPR/Cas9敲除共抑制分子。許多研究報告，阻斷檢查點抑制可恢復細胞因子的產(chǎn)生并促進CAR-T細胞存活。此外，同時阻斷多個免疫檢查點，如PD-1、TIM-3和LAG-3，可協(xié)同增加CAR-T細胞的效應器功能。將CAR-T細胞與免疫檢查點阻斷療法相結(jié)合可能是增強抗腫瘤活性、持久性和記憶細胞形成的有效策略。在膠質(zhì)母細胞瘤和乳腺癌細胞系中，抗PD-1抗體增強了抗HER2CAR-T細胞的抗腫瘤活性。然而，一些臨床試驗報告，在使用PD-1抑制劑和抗GD2CAR-T細胞聯(lián)合治療神經(jīng)母細胞瘤患者后，結(jié)果為陰性。此外，一些研究已經(jīng)采用其他策略來阻斷PD-1，例如基因編輯以使CAR-T細胞分泌PD-1阻斷抗體或下調(diào)PD-1。3使用干性T細胞效應T細胞最初被認為是ACT的最佳產(chǎn)品，因為它們具有殺死腫瘤細胞的功效。然而，它們的持久性有限，并且擴增能力很差，很容易發(fā)生耗竭。TSCM由于其壽命長、自我更新能力強以及在不同T細胞群中的分化能力，是ACT的理想候選。臨床研究表明，輸注表型和功能性TSCM樣CAR-T細胞（CD62L+、CD28+和CD27+）可產(chǎn)生良好的結(jié)果。例如，使用抗CD-19CAR-T細胞治療的CLL和多發(fā)性骨髓瘤患者顯示出與CD27+CD45RO?CD8細胞群相關的良好反應。此外，對小鼠的研究表明，注入富含CD62L+的T細胞群可增加擴增和持久性，從而導致持久的腫瘤消退。Part3