实体瘤肿瘤微环境的CAR-T干细胞治疗策略2021-09-09 09:30:49
增强CAR-T 细胞向实体瘤部位的运输CART细胞治疗在实体瘤中效果不佳的一个因素就是其向肿瘤部位运输的低效率。在血液肿瘤中,输注CAR-T 细胞之后可以直接杀伤在血液中的肿瘤细胞。因此 Brown 等采用局部递送的方法将CART细胞颅内递送至3例复发性胶质母细胞瘤患者切除腔中,有两名患者在切除切缘未见肿瘤复发。
接着 Brown 等对一名患有复发性多灶性胶质母细胞瘤的患者通过两条途径( 鼻腔内和脑室内) 递送靶向与肿瘤相关的抗原白介素 13 受 体 α2( IL13Rα2) CAR-T 细胞,与腔内相比,脑室内途径在控制远期复发方面具有更好的反应。在一项临床前试验中 Murad 等构建了靶向肿瘤相关糖蛋白 72( TAG72) 的 CAR-T 细胞,通过向卵巢肿瘤异种移植模型中腹膜内递送该种 CAR-T 细胞能够显著延缓肿瘤生长,提高了小鼠的整体存活率。在一项Ⅰ期临床试验中,Katz 等在具有肝转移的大肠癌中,通过肝动脉局部输注靶向 CEA 的 CAR-T 细胞疗法已显示出显著效果。
T细胞会表达各种趋化因子受体来向肿瘤部位迁移,然而肿瘤细胞表达的趋化因子往往与其不匹配,限制了 CAR-T 细胞向肿瘤部位的运输。Whilding 等在靶向肿瘤相关 αvβ6 整联蛋白的CAR-T细胞中共表达了其同源受体( CXCR1 或 CXCR2)。结果显示,表达 CXCR2 的 CAR-T 细胞显示出针对已建立的表达 αvβ6 的卵巢或胰腺肿瘤异种移植物的优异的抗肿瘤活性。在神经母细胞瘤中,利用其产生趋化因子 CCL2,设计了针对靶向 GD2的CART 细胞,通过强制共表达趋化因子受体CCR2b可以增强这种作用,因为该受体指导向 CCL2 的迁移,并且在小鼠模型中证实该种 CAR-T 细胞具有较好的归巢能力及抗肿瘤效应。此外,T 细胞区成纤维网状细胞产生的 IL-7 和 CCL19 对于淋巴器官中 T细胞区的形成和维持至关重要,因此 Adachi 等构建了能够产生 IL-7 和 CCL19 的 CAR-T 细胞,能够将 T 细胞和 DC 募集到肿瘤微环境中,增强了CAR-T 细胞的抗肿瘤作用。
中和肿瘤微环境中的免疫抑制介质
当 CART 细胞进入实体瘤后,会受到各种抑制性分子的影响,通过改造CAR的结构,使其产生能够重塑 TME的分子,增强对实体瘤的抗肿瘤作用。通过将 CART 细胞与免疫检查点封锁抑制剂联合使用,可增强CAR-T细胞疗法对反应不良肿瘤的疗效。Rafiq等构建了能够分泌 PD-1阻断单链可变片段(scFv) 的 CAR-T 细胞,起到与 CAR-T细胞和检查点抑制剂联合治疗所达到的效果。这种方法保护CAR-T 细胞免受 PD-1 抑制,从而可以避免与系统检查点抑制相关的毒性。TGF-β是上皮细胞中重要的调节性肿瘤抑制因子,它在早期抑制增殖并诱导凋亡。然而,肿瘤细胞发展出克服TGF-β诱导的抑制作用的机制。
一旦发生这种情况,细胞可能会对这种细胞因子产生反应,从而诱导其他有助于肿瘤进展的作用。在前列腺癌中构建了前列腺特异性膜抗原( PSMA) 特异和对免疫抑制剂分子TGF-β不敏感的 CAR-T 细胞,可抵抗 TGF-β介导的细胞毒性 T 细胞功能的抑制。在小鼠异种移植模型中发现输入该种 CAR-T 细胞的小鼠肿瘤得到显著抑制,并且小鼠的血清 IFN-γ 和 IL-2 水平升高,表明其激活了机体抗肿瘤免疫力。除此之外,还可以利用 CAR-T 细胞作为生产媒介物将促炎细胞因子( 比如 IL-12、IL-15、IL-18) 分泌到肿瘤组织中,增强T细胞的效应能力。Hu 等构建了两种分泌 IL-18 的 CAR,体外实验均证实 IL18 可以增强靶向 CD19 和靶向 MSLN 的 CAR-T 细胞增殖,增强了靶CD19 的 CAR-T 细胞小鼠体内抗肿瘤活性。在神经母细胞瘤中,Chen 等优化了靶向 GD2 的 CAR-T 细胞,使其分泌 IL-15,结果显示产生 IL-15 的 GD2 CAR-T 细胞在外反复暴露于肿瘤细胞后具有增强的细胞毒活性,并产生Th1细胞因子,同时降低CAR-T细胞表面PD-1的表达,在异种神经母细胞瘤小鼠模型中显著抑制肿瘤生长。
同样在卵巢癌中,Yeku 等设计了一种能够组 成性分泌IL-12的靶向Muc16的CAR-T细胞,在腹水微环境中增殖更好,保留细胞毒性并抵抗凋亡。该种 CAR-T 细胞能够介导 TAM 细胞耗竭和抵抗内源性 PD-L1 诱导的抑制作用。在卵巢腹膜癌的同基因模型中提高了小鼠生存率。这些发现显示了抑制性微环境的作用以及如何进一步改造 CAR-T 细胞以维持功效。
增强肿瘤微环境中
CAR-T细胞疗效的其他方法 癌症相关的成纤维细胞( CAF) 促进血管生成,有助于实体瘤的进展和转移,因此Schuberth等构建了靶向成纤维细胞活化蛋白( FAP) 的CAR-T细胞,在体外以抗原特异性方式裂解 FAP 阳性间皮瘤细胞和炎性成纤维细胞,并且抑制了FAP阳性人类间皮瘤细胞在小鼠腹膜腔的生长,并显著延长了小鼠的生存期。此外,T细胞代谢途径的修饰也为抵消免疫抑制性 TME 提供另一种思路。T细胞的活化增殖以及发挥效应功能需要糖酵解提供能量,然而肿瘤细胞扩张需要更多的能量,对T细胞的有效活化具有竞争性抑制作用。可以通过在体外培养时限制糖酵解代谢来保留其抗肿瘤活性,如外源精氨酸补充体外培养基抑制T细胞糖酵解代谢,同时促进氧化途径,导致体内细胞持久性和抗肿瘤活性增加。
出自《基于肿瘤微环境的CAR-T细胞疗法研究现状》作者武少贤 蒋敬庭。
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