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CAR-T细胞治疗篇(第3期)
上一期我们提到,嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法在治疗表达CD19的复发/难治性B细胞恶性肿瘤方面已经非常成功,但在临床应用中仍存在多种毒性作用,如细胞因子释放综合征(CRS)、免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)等。毒副作用是目前限制CAR-T疗效的重要因素,通过增加剂量或提高效应活性以增强抗肿瘤作用的方法受到阻碍。
那么,应该如何打破困局?有什么提升治疗效果的应用策略呢?我们可以从工程化CAR-T细胞、改变CAR分子结构、降低CAR免疫原性、“关闭开关”这几个方面入手,共同探讨CAR-T细胞相关毒性问题的解决策略。
01 工程化CAR-T细胞
为了获得有效的治疗反应,CAR-T细胞抗原结合结构域必须结合其靶表位并达到诱导CAR-T细胞活化和细胞因子分泌的最低阈值水平,但也不能超过最高阈值时,否则会产生毒性水平的细胞因子和免疫系统激活。CAR-T细胞活化和活化动力学的程度受多种因素的影响,包括但不限于肿瘤细胞上抗原表达水平、肿瘤负荷、抗原结合结构域与其靶表位的亲和力以及CAR的共刺激结构域。因此,有必要优化CAR模块化结构,以改善治疗效果和限制毒性。
02 改变CAR分子结构
降低CAR-T细胞抗原结合域的亲和力是降低毒性的一种重要途径,这将导致对肿瘤细胞上更高抗原密度的需求增加,以实现高水平的活化,能规避对抗原含量相对较低的健康组织的影响。通过修饰铰链和跨膜区来改变活化的CAR-T细胞调节细胞因子分泌,也可以达到降低毒性的目的。
另外,共刺激结构域在CAR设计中提供了另一个可修饰的结构区域,可以根据肿瘤类型、肿瘤负荷、抗原密度、靶抗原-抗原结合结构域进行定制。具体而言,含有4-1BB结构域的CAR-细胞具有较低的毒性风险、较高的T细胞耐力和较低的T细胞扩增峰值水平,而含有CD28的则体现为活化速度更快、强度更高,但其衰竭速度也更快,持久性不足。
03 CAR免疫原性
在细胞因子相关毒性的产生中,宿主免疫系统对CAR的识别可能有重要作用,因此,可以利用人或人源化抗体片段而不是鼠源性抗体片段来降低CAR免疫原性。此外,也可以通过优化铰链/跨膜结构域以降低CAR的免疫原性,并且有趣的是,CAR-T细胞持久性也可能得到改善。
04 给CAR-T细胞装上开关
改善CAR-T细胞毒性的另一个潜在途径是通过实施“关闭开关”或自杀基因策略。这将有助于通过二级诱导剂,在不良事件发生时选择性降低CAR-T细胞的功能。基于该理念,目前已经开发了可以调控CAR-T细胞功能的方法,如诱导型Casp9,在一项临床试验中,它在30分钟内消除了超90%的CAR-T细胞。
自杀策略或其他类似方法的最大限制是,它们的使用会突然停止对快速进展的疾病的治疗。一种具有潜力的解决方法是使用达沙替尼(一种酪氨酸激酶抑制剂),其功能是通过抑制近端TCR信号激酶来抑制T细胞的活化。在临床前模型中,达沙替尼能快速且可逆地阻止CAR-T细胞的活化,并且在CAR-T细胞输注后,早期给予达沙替尼可显著降低其他致命CRS小鼠的死亡率。这种方法可暂时抑制了CAR-T细胞功能,并且在毒性消退后挽救CAR-T细胞疗法。
CAR-T细胞治疗展望 尽管当前CAR-T细胞治疗在毒副作用、耐药性等方面存在诸多挑战,药物安全性面临考验,但随着CAR分子设计的不断优化,以及联合疗法开发,相信CAR-T细胞治疗的应用会到达一个更为高效安全的水平。 基于多年在肿瘤免疫领域的研究经验,赛业生物可为CAR-T/其它细胞治疗研究者提供研发的全方位支持,从抗体开发、CAR病毒制备、免疫细胞制备和表型检测,到细胞模型与动物模型的构建、体外/体内药效评价一应俱全。 参考文献: [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.
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