從工程化CAR-T細胞等方面入手探討CAR-T細胞相關(guān)毒性問題的解決策略

上一期我們提到，嵌合抗原受體（CAR）-T細胞療法在治療表達CD19的復(fù)發(fā)/難治性B細胞惡性腫瘤方面已經(jīng)非常成功，但在臨床應(yīng)用中仍存在多種毒性作用，如細胞因子釋放綜合征（CRS）、免疫效應(yīng)細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征（ICANS）等。毒副作用是目前限制CAR-T療效的重要因素，通過增加劑量或提高效應(yīng)活性以增強抗腫瘤作用的方法受到阻礙。

那么，應(yīng)該如何打破困局？有什么提升治療效果的應(yīng)用策略呢？我們可以從工程化CAR-T細胞、改變CAR分子結(jié)構(gòu)、降低CAR免疫原性、“關(guān)閉開關(guān)”這幾個方面入手，共同探討CAR-T細胞相關(guān)毒性問題的解決策略。
 

01 工程化CAR-T細胞
為了獲得有效的治療反應(yīng)，CAR-T細胞抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域必須結(jié)合其靶表位并達到誘導(dǎo)CAR-T細胞活化和細胞因子分泌的最低閾值水平，但也不能超過最高閾值時，否則會產(chǎn)生毒性水平的細胞因子和免疫系統(tǒng)激活。CAR-T細胞活化和活化動力學(xué)的程度受多種因素的影響，包括但不限于腫瘤細胞上抗原表達水平、腫瘤負荷、抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域與其靶表位的親和力以及CAR的共刺激結(jié)構(gòu)域。因此，有必要優(yōu)化CAR模塊化結(jié)構(gòu)，以改善治療效果和限制毒性。

02 改變CAR分子結(jié)構(gòu)
降低CAR-T細胞抗原結(jié)合域的親和力是降低毒性的一種重要途徑，這將導(dǎo)致對腫瘤細胞上更高抗原密度的需求增加，以實現(xiàn)高水平的活化，能規(guī)避對抗原含量相對較低的健康組織的影響。通過修飾鉸鏈和跨膜區(qū)來改變活化的CAR-T細胞調(diào)節(jié)細胞因子分泌，也可以達到降低毒性的目的。

另外，共刺激結(jié)構(gòu)域在CAR設(shè)計中提供了另一個可修飾的結(jié)構(gòu)區(qū)域，可以根據(jù)腫瘤類型、腫瘤負荷、抗原密度、靶抗原-抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域進行定制。具體而言，含有4-1BB結(jié)構(gòu)域的CAR-細胞具有較低的毒性風險、較高的T細胞耐力和較低的T細胞擴增峰值水平，而含有CD28的則體現(xiàn)為活化速度更快、強度更高，但其衰竭速度也更快，持久性不足。

03 CAR免疫原性
在細胞因子相關(guān)毒性的產(chǎn)生中，宿主免疫系統(tǒng)對CAR的識別可能有重要作用，因此，可以利用人或人源化抗體片段而不是鼠源性抗體片段來降低CAR免疫原性。此外，也可以通過優(yōu)化鉸鏈/跨膜結(jié)構(gòu)域以降低CAR的免疫原性，并且有趣的是，CAR-T細胞持久性也可能得到改善。

04 給CAR-T細胞裝上開關(guān)
改善CAR-T細胞毒性的另一個潛在途徑是通過實施“關(guān)閉開關(guān)”或自殺基因策略。這將有助于通過二級誘導(dǎo)劑，在不良事件發(fā)生時選擇性降低CAR-T細胞的功能�；�于該理念，目前已經(jīng)開發(fā)了可以調(diào)控CAR-T細胞功能的方法，如誘導(dǎo)型Casp9，在一項臨床試驗中，它在30分鐘內(nèi)消除了超90%的CAR-T細胞。

自殺策略或其他類似方法的最大限制是，它們的使用會突然停止對快速進展的疾病的治療。一種具有潛力的解決方法是使用達沙替尼（一種酪氨酸激酶抑制劑），其功能是通過抑制近端TCR信號激酶來抑制T細胞的活化。在臨床前模型中，達沙替尼能快速且可逆地阻止CAR-T細胞的活化，并且在CAR-T細胞輸注后，早期給予達沙替尼可顯著降低其他致命CRS小鼠的死亡率。這種方法可暫時抑制了CAR-T細胞功能，并且在毒性消退后挽救CAR-T細胞療法。

CAR-T細胞治療展望
盡管當前CAR-T細胞治療在毒副作用、耐藥性等方面存在諸多挑戰(zhàn)，藥物安全性面臨考驗，但隨著CAR分子設(shè)計的不斷優(yōu)化，以及聯(lián)合療法開發(fā)，相信CAR-T細胞治療的應(yīng)用會到達一個更為高效安全的水平。

基于多年在腫瘤免疫領(lǐng)域的研究經(jīng)驗，賽業(yè)生物可為CAR-T/其它細胞治療研究者提供研發(fā)的全方位支持，從抗體開發(fā)、CAR病毒制備、免疫細胞制備和表型檢測，到細胞模型與動物模型的構(gòu)建、體外/體內(nèi)藥效評價一應(yīng)俱全。
 

參考文獻：

[1] Sterner RC, Sterner RM. CAR-T cell therapy: current limitations and potential strategies. Blood Cancer J. 2021 Apr 6;11(4):69. doi: 10.1038/s41408-021-00459-7. PMID: 33824268; PMCID: PMC8024391.