CAR-T在實體瘤治療中的局限及突破方向
(1)腫瘤微環(huán)境復(fù)雜與T細胞耗竭
研究表明,腫瘤微環(huán)境(TME)中低pH、低氧、高滲透,同時存在免疫抑制機制,極不利于T細胞存活及發(fā)揮免疫效力。同時,實體瘤附近存在許多驅(qū)動免疫抑制的細胞,包括骨髓源性抑制細胞(MDSC)、腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAM)和調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)。它們能浸潤實體瘤,驅(qū)動腫瘤分泌生長因子、趨化因子等細胞因子[1]。腫瘤細胞與免疫系統(tǒng)的交互作用促進了免疫抑制微環(huán)境,通過免疫檢查點途徑,如PD-1或CTLA-4,降低抗腫瘤免疫活性。
CAR-T在實體瘤上應(yīng)用受阻的原因還有T細胞耗竭。耗竭的T細胞效應(yīng)功能發(fā)生累進式喪失:在T細胞耗竭的早期,T細胞激活因子,IL-2、TNF-α等促進腫瘤細胞殺傷功能產(chǎn)生缺陷;衰竭期時,IFN-γ產(chǎn)生能力喪失,T細胞失去增殖能力和細胞毒作用[2]。此外,耗竭T細胞還可持續(xù)表達抑制性免疫檢查點受體,例如PD-1、TIM-3和CTLA-4等,成為腫瘤免疫逃逸的“幫兇”。耗竭的T細胞線粒體活性降低,糖酵解受限,代謝儲備能力也相應(yīng)降低[3]。
這種T細胞功能衰竭的產(chǎn)生由不同的抑制途徑聯(lián)合觸發(fā)。因此,CAR-T細胞和免疫檢查點阻斷的聯(lián)合免疫治療被認為是免疫治療的發(fā)展前沿。
(2)抗原逃逸
CAR-T細胞療法最具挑戰(zhàn)性的局限性之一是腫瘤會對單抗原靶向CAR構(gòu)建體產(chǎn)生抵抗性。在CAR-T治療血液瘤中,最初的單抗原靶向CAR-T細胞可以提供高反應(yīng)率,但在部分接受治療的患者中,無論是靶向CD19[4]還是BCMA[5],都表現(xiàn)出部分或完全喪失靶抗原表達,這種現(xiàn)象即為抗原逃逸。類似地,抗原逃逸抵抗性模式也已在實體瘤中出現(xiàn)。實體瘤具有顯著的抗原異質(zhì)性,不同患者個體間或者同一患者體內(nèi)不同部位腫瘤細胞間可能都存在著顯著差異,導(dǎo)致同一款CAR-T可能只能殺死部分實體瘤細胞,殘存的腫瘤細胞則繼續(xù)增殖轉(zhuǎn)移,而研究人員發(fā)現(xiàn)雙價CAR似乎能夠降低抗原逃逸現(xiàn)象[6][7]。
(3)脫靶效應(yīng)
脫靶效應(yīng),全稱非腫瘤組織的脫靶效應(yīng)(On-target off-tumor effects),是CAR-T靶向?qū)嶓w瘤抗原的重大挑戰(zhàn)之一。實體瘤中腫瘤特異性抗原(TSA)很少,目前發(fā)現(xiàn)的腫瘤高表達的抗原多為腫瘤相關(guān)抗原(TAA),通常也在正常組織中有所表達。這就給CAR-T療法帶來了很高的脫靶風(fēng)險,使得CAR-T治療的安全性成為關(guān)鍵問題。因此,抗原選擇在CAR設(shè)計中至關(guān)重要,不僅要保證治療效果,還需限制脫靶毒性。
(4)CAR-T細胞的遷移和腫瘤浸潤
與血液惡性腫瘤相比,實體瘤CAR-T細胞治療受限于CAR-T細胞向?qū)嶓w瘤遷移和浸潤的能力。一方面,與血液腫瘤細胞呈分散狀不同,實體瘤往往形成堅實的團狀物,具有豐富的腫瘤相關(guān)成纖維細胞(CAF)和血管等,形成了一層天然的物理屏障,使得CAR-T難以到達病灶。另一方面,正常情況下趨化因子與其受體的相互作用會促進T細胞向腫瘤微環(huán)境的遷移,但實體瘤可以通過抑制某些趨化因子的分泌,同時CAR-T細胞表面相關(guān)受體的缺失,共同導(dǎo)致CAR-T對腫瘤部位的歸巢能力不足。
(5)CAR-T細胞相關(guān)毒性
雖然CAR-T細胞療法已經(jīng)是一種革命性的癌癥治療工具,但較高的毒副作用,如細胞因子釋放綜合征(CRS)、嗜血細胞綜合征(HLH)/巨噬細胞活化綜合征(MAS)和/或免疫效應(yīng)細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征(ICANS)的發(fā)生,甚至死亡,阻礙了CAR-T細胞療法的進一步發(fā)展。目前為止,即使在反應(yīng)率最高的臨床試驗中,患者也可能會發(fā)生嚴(yán)重危及生命的事件。
CAR-T細胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi),在腫瘤細胞和免疫系統(tǒng)作用下激活擴增,機體會釋放大量細胞因子,導(dǎo)致細胞因子釋放綜合征(CRS)和免疫效應(yīng)細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征(ICANS)等毒副作用。值得注意的是,這些細胞因子并非完全由CAR-T釋放,有證據(jù)表明,CRS和ICANS更大程度上由巨噬細胞釋放的IL-1和IL-6介導(dǎo),CAR-T介導(dǎo)的腫瘤細胞凋亡所釋放的因子也參與了細胞因子風(fēng)暴的發(fā)生與發(fā)展。在CAR-T治療實體腫瘤的幾項臨床研究中,均觀察到了不同程度的CRS,同時在腦膠質(zhì)瘤中發(fā)現(xiàn)了ICANS,因此,控制細胞因子釋放也是未來CAR-T療法改進的方向之一[8]。
(6)價格昂貴
實際上,根據(jù)WHO和癌癥中心等公布的數(shù)據(jù),每年新發(fā)癌癥患者中,血液瘤的新發(fā)率不到10%,而實體瘤的新發(fā)率高達90%[9]。但血液瘤中重磅炸彈不斷拋出,實體瘤相較之卻顯得“默默無聞”。除去以上限制因素外,價格問題也是CAR-T治療面臨的挑戰(zhàn)之一。以目前上市的CAR-T藥物為例,在不考慮復(fù)發(fā)和無效的可能性下,僅一針?biāo)幬锞鸵殉?00萬,更遑論實體瘤較血液瘤的復(fù)雜程度。尤其在中國,CAR-T療法暫時無法納入醫(yī)保,意味著鮮有家庭能承受這種醫(yī)療重擔(dān)。而使用逆轉(zhuǎn)錄載體技術(shù)制備CAR-T能大幅度降低成本,降低藥物價格,或許能讓更多的患者看見希望,刺激各行業(yè)加快對腫瘤免疫療法的研發(fā)。
綜上所述,雖然CAR-T在實體瘤應(yīng)用中存在諸多挑戰(zhàn),但新的策略和解決方案正在不斷被提出。實體瘤市場遠比血液瘤要廣闊,入局這一領(lǐng)域的CAR-T企業(yè)越來越多,臨床試驗的數(shù)量也在不斷增加,并在一些實體瘤(乳腺癌、非小細胞肺癌等)的治療中也取得了重大突破[10][11],CAR-T治療在未來極有可能成為實體瘤更有效、更安全的治療手段。
參考文獻
[1] Andrew J. Hou, et al. Navigating CAR-T cells through thesolid-tumour microenvironment. Nature Reviews Drug Discovery. (2021)
[2] PRITYKIN Y, et al. A unified atlas of CD8 T cell dysfunctional states in cancer and infection [J]. Mol Cel. (2021)
[3] MCGOWAN E, et al. PD-1 disrupted CAR-T cells in the treatment of solid tumors: Promises and challenges [J]. Biomed Pharmacother. (2020)
[4] Majzner, et al. Tumor antigen escape from CAR T-cell therapy. Cancer Discov. (2018).
[5] Cohen, A. D. et al. B cell maturation antigen-specific CAR T cells are clinically active in multiple myeloma. J. Clin. Invest. 129, 2210–2221 (2019).
[6] Koichi Hirabayashi, et al. Dual-targeting CAR-T cells with optimalco-stimulation and metabolic fitness enhance antitumor activity and preventescape in solid tumors. Nature Cancer. (2021)
[7] Evgin L, et al. Oncolytic virus-mediated expansion of dual-specific CAR T cells improves efficacy against solid tumors in mice. Sci Transl Med. (2022)
[8] Urvi P, et al. CAR T cell therapy in solid tumors: A review of current clinical trials. eJHaem. (2022)
[9] World Health Organization (WHO) Cancer [https:// www. who. int/ news- room/ fact- sheets/ detail/ cancer
[10] Patel U, et al. CAR T cell therapy in solid tumors: A review of current clinical trials. EJHaem. (2022)
[11] Maalej KM, et al. CAR-cell therapy in the era of solid tumor treatment: current challenges and emerging therapeutic advances. Mol Cancer. (2023)
免責(zé)聲明:深圳細胞谷致力于研究細胞與基因療法,為推動新興技術(shù),讓更多人了解生物醫(yī)藥新發(fā)展。本文內(nèi)容僅作信息交流使用,本平臺對文中內(nèi)容、陳述、觀點判斷保持中立,不代表深圳細胞谷立場和觀點。本文相關(guān)信息不得用作診斷或治療,不能代替專業(yè)醫(yī)學(xué)意見,本公司網(wǎng)站將不承擔(dān)任何責(zé)任。以上聲明內(nèi)容的最終解釋權(quán)歸本公司網(wǎng)站所有,本聲明將適用本公司網(wǎng)站所有時間分享的文章,謝謝合作! 版權(quán)說明:文章版權(quán)歸深圳細胞谷所有,歡迎個人轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)至朋友圈,媒體或機構(gòu)在未經(jīng)授權(quán)下,以任何形式轉(zhuǎn)載載到其他平臺,將視為侵權(quán)。如需轉(zhuǎn)載,請聯(lián)系郵箱:contact@sz-cell.com