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Nature 子刊论文：实体瘤 CAR-T 的关键挑战，以及临床 I 期死亡病例分析
出自识林
Nature 子刊论文：实体瘤 CAR-T 的关键挑战，以及临床 I 期死亡病例分析
2022-05-13
CAR-T 细胞治疗从根本上改变了血液系统恶性肿瘤的治疗格局。FDA 也在前不久发布了专门指南，见相关资讯：【FDA 发布 CAR-T 细胞治疗的研发考量指南草案】
CAR-T 治疗在血液肿瘤中的成功激发了人们对该技术在实体瘤中应用的热情。然而，实体瘤的生物学比血液系统恶性肿瘤更复杂。去年6月，Tmunity 停止了其在前列腺癌患者中的 1 期临床试验——因为两名患者死于免疫效应细胞相关神经毒性综合征 (ICANS)。Tmunity 没有发布任何新闻稿，也没有公布试验的详细分析。
宾夕法尼亚大学的 June 小组上个月在 Nature Medicine 上发表的一篇论文，可能为 Tmunity 研究中的问题提供新的线索，并帮助研究人员在未来的 CAR-T 试验中避免死亡或其他严重毒性。
研究中的 CAR-T 设计
该文章中的研究是 Tmunity 公司项目的前身，使用了几乎相同的 CAR-T 设计，并且一名患者死于治疗。Tmunity 对治疗进行了两项调整以避免宾夕法尼亚大学研究中发现的毒性：1）他们改变了剂量，2）并改变了患者接受 CAR-T 治疗前的医生处置方法。
实体瘤 CAR-T 细胞治疗最困难的理想靶点问题，June 小组和 Tmunity 的 CAR-T 产品也没有圆满解决。血液癌症通常表达单一的、特异性的肿瘤相关抗原，而实体瘤具有显著的抗原异质性。而且许多与实体瘤相关的抗原也在健康组织上表达，增加了脱靶不良事件的风险。June 等人研究的 CAR-T 是靶向前列腺特异性膜抗原（prostate specific membrane antigen，PSMA），该蛋白在前列腺组织中表达，在外周和中枢神经系统、小肠和唾液腺组织中表达程度较低。
CAR-T 治疗应用于前列腺癌或乳腺癌的另一个关键挑战是，实体瘤通常已经进化出一种机制使 T 细胞远离所谓的肿瘤微环境。通过分泌大量 TGF-β，充当 T 细胞的“折返”信号。文章中和 Tmunity 的 CAR-T 上表达“负性” TFG-β 受体，基本上它们使 T 细胞无法接收“折返”信号，以提高 CAR-T 细胞在实体瘤中的穿透力。但理论上它也带来了风险，“折返”信号本身是机体用来确保T细胞不会在清除感染细胞时过分“热情”而清除健康细胞。如果 CAR-T 细胞不能接收这些信号，可能会失控攻击的不仅仅是肿瘤细胞。
试验设计
尽管有很多 CAR-T 细胞疗法的临床试验在进行，但都处于早期阶段，且很少有人报告任何结果。文中的研究，靶向 PSMA 且携带负性 TGF-β 受体的针对转移性去势抵抗前列腺癌（mCRPC）的 CAR-T 细胞治疗的1期单中心临床试验（NCT03089203，下述以“CART-PSMA-TGFβRDN”作为该试验简称），目的是评估在 3 + 3 剂量递增设计中使用和不使用淋巴细胞清除 (LD) 的慢病毒转导 PSMA-TGFβRDN 自体 CAR-T 细胞的安全性和可行性。
死亡病例讨论
在剂量探索试验中，病例9是唯一来自队列3——高剂量（1~3×108 m-2）且接受淋巴细胞清除的受试者，PSA 反应高达98%，也是唯一因不能控制的 CRS 不良事件死亡的患者，所以分析病例9对于后续研究的设计有提示意义。
快速的 CAR-T 细胞扩增，严重的 CRS，显著的 PSA 降低
病例9在接受 CAR-T 输注的受试者中 CAR-T 细胞扩增水平最高。所有患者接受 CAR-T 细胞输注后均观察到细胞扩增并在14天内细胞水平达峰后缓慢下降，随着输注剂量提高细胞水平也相应升高。有效性相关终点 PSA 分析中，4名患者达到 PSA30，其中病例9的 PSA 下降大于98%。
CRS 不良反应严重程度与炎性因子变化显著相关；CAR-T 细胞输注剂量越高，CRS 严重程度越高。病例9发生4级 CRS，表现为缺氧性呼吸衰竭、毛细血管渗漏综合征和升压药依赖性低血压，在 CAR-T 细胞输注后 30 天死亡。
CAR-T 细胞扩增过程中的克隆倾向
病例9在 CAR-T 细胞输注后第 10 天，90% 的外周血 CD3+ T 细胞表达抗 PSMA=CAR，其中 83% 被高度激活。给药后第 10 天预输注的 CAR-T 细胞和外周血 CD8+ T 细胞室是多克隆的。在体内 CAR-T 细胞扩增的高峰期，TCRV-β18 家族的使用表现出倾斜，在 CD8+ CAR-T-细胞中出现约 60% 的克隆优势。
CAR 基因整合位点分析
对病例9的输注前 CAR-T 细胞产品的分析检测到 12,986 个独特的 CAR 慢病毒载体整合位点，输注后第10天，血液中的位点已下降至2833个。在输注后第21天，在大量克隆中观察到两个优势整合位点，一个位点位于 NELL2 基因的2号染色体中，第二个位点位于12号染色体的 GLCCI1 基因中，到第28天，这两个整合位点在血液中的频率仍在增加。但这两个整合位点在输注前产品中或治疗后第10天未检测到。在其他用 CART-PSMA-TGFβRDN 细胞治疗的受试者中，没有观察到与 NELL2 或 GLCCI1 一样扩增优势的单个整合位点。
由 NELL2 编码的异源三聚体蛋白可能参与细胞生长调节和分化，而 GLCCI1 在肺细胞和免疫细胞中均表达并防止糖皮质激素诱导的细胞凋亡。研究者对之前在急/慢性白血病的 CD19-CAR-T 细胞试验检查，分别在35名和33名患者中发现了 NELL2 和 GLCCI1 整合位点克隆。在不止一个时间点鉴定出三个克隆（1个NELL2 和 2个GLCCI1），但在接受晚期白血病治疗的受试者中，它们在血液中的频率随着时间的推移而降低。
【参考文献】
Vivek Narayan, et al. PSMA-targeting TGFβ-insensitive armored CAR-T cells in metastatic castration-resistant prostate cancer: a phase 1 trial. Nat Med. 2022 Apr;28(4):724-734. doi: 10.1038/s41591-022-01726-1.
作者：识林-木兰
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