一、关键摘要
1. 新疗法概述:Dana-Farber癌症研究所开发了一种称为CAR-Enhancer(CAR-E)的新技术,旨在通过增强CAR-T细胞的活性和持久性来预防癌症复发。
2. 工作机制:CAR-E疗法使用了一种弱化的白介素-2(IL-2)分子,与CAR-T细胞设计结合的抗原融合,精确靶向并激活CAR-T细胞,延长其寿命并赋予其记忆功能。
3.临床前成果:在实验室和动物模型中,CAR-E疗法成功清除了所有肿瘤细胞,并显示出可以在患者复发时通过再次给药重新激活CAR-T细胞的潜力。
图源:摄图网
二、详细信息
尽管CAR-T细胞疗法已经彻底改变了某些癌症的治疗格局,但许多患者,包括那些已经达到完全缓解的患者,最终还是会复发。在一项新的研究中,Dana-Farber癌症研究所的研究人员报告了一种有可能解决这一问题的技术。
这一方法在《自然生物技术》杂志上发表,旨在通过增强CAR-T细胞的活性和持久性,使其在体内保持更长时间的攻击状态,直到所有肿瘤细胞被消灭。该技术被研究人员称为CAR-Enhancer(CAR-E)治疗平台,还可以使CAR-T细胞对癌细胞形成记忆,以便癌症复发时重新激活。
图源:Nature
在患者来源的实验室癌细胞系和其他研究中,CAR-E治疗成功消除了所有肿瘤细胞,为在人体患者中开展临床试验铺平了道路。研究人员希望在不久的将来启动首次临床试验。该研究的主要完成者Dana-Farber癌症研究所的Mohammad Rashidian博士表示:“CAR-T细胞疗法在B细胞血液癌症如B细胞白血病和淋巴瘤以及多发性骨髓瘤中取得了突破性进展。在骨髓瘤中,几乎100%的患者初次对CAR-T细胞疗法有很好的反应,但几乎所有患者最终都会复发,其中一半患者在治疗后一到两年内复发。复发的同时,血液中的CAR-T细胞消失。”
“解决这一挑战的大多数研究都集中在重新设计CAR-T细胞本身,例如通过引入或消除基因以保持细胞的活性。尽管这些方法前景广阔,但在临床上尚未显示出显著效果。我们决定从完全不同的角度来解决这个问题。”
Mohammad Rashidian博士,图源:参考资料[1]
Rashidian和他的同事们开发了一种从外部作用的方法,通过向细胞递送一种分子来延长其寿命并促使其形成记忆。实现这一目标的载体是一个独特的融合“平台”。CAR-T细胞是患者自身癌症抗击T细胞的基因增强版本。通过从患者血液中提取数百万个T细胞并对其进行基因改造,使其在表面产生一种特殊结构,称为嵌合抗原受体(CAR)。CAR旨在与患者肿瘤细胞上的特定标志物或抗原结合。这些细胞,称为CAR-T细胞,在实验室中培养至数亿个。当这些细胞被输注回患者体内时,其特殊设计的受体与肿瘤细胞抗原结合并触发对癌症的免疫攻击。
“攻击几乎摧毁了所有肿瘤细胞,但少量肿瘤细胞仍然存在,”Rashidian解释说,“CAR-T细胞是效应细胞:它们活着就是为了杀死癌细胞。当它们找不到更多的癌细胞时,它们就会认为任务完成而消失。然而,剩余的肿瘤细胞可以为癌症的再次爆发奠定基础。”
为了延长CAR-T细胞的攻击时间并赋予其记忆功能,Dana-Farber的研究人员开发了一种全新的治疗剂,称为CAR-E平台。它由免疫信号分子白介素-2(IL-2)的一种弱化形式与CAR设计结合的抗原融合而成。
“IL-2对T细胞有强烈的激活和增殖作用,但对患者也可能非常有毒,”Rashidian指出。“因此,我们使用了一种非常弱的形式。单独使用它对正常T细胞没有影响,但当特定靶向到CAR-T细胞时,却具有刺激作用。”
这种精确靶向是通过将IL-2与特定抗原融合来实现的。在用于多发性骨髓瘤的CAR-T细胞疗法中,CAR与骨髓瘤细胞上的B细胞成熟抗原(BCMA)结合。这种新疗法中,BCMA抗原与IL-2结合。
“像弱IL-2一样,单独使用BCMA抗原对CAR-T细胞没有影响,但二者结合却产生了我们预期之外的协同作用,”研究的第一作者Taha Rakhshandehroo博士说。
研究人员发现,CAR-E疗法不仅使CAR-T细胞增殖,还使其多样化——产生具有不同特性的不同类型的CAR-T细胞。“它不仅产生了效应T细胞,患者已经有大部分这样的细胞,还产生了干细胞样记忆T细胞、中央记忆T细胞、效应记忆T细胞——这是一种有效的免疫反应所需的完整T细胞库,”Rashidian评论道。
在多发性骨髓瘤细胞的实验室培养和动物模型中,CAR-E疗法完全清除了肿瘤细胞,研究人员发现,完全消除了任何癌症的迹象。
除此之外还有其他好处。研究人员发现,通过再次给药CAR-E,长期存在的CAR-T细胞可以被重新刺激。这表明,CAR-T治疗后复发的患者可以仅通过额外剂量的CAR-E治疗来有效治疗。CAR-E还可能让患者只需较少数量的CAR-T细胞就可以达到很好的治疗效果。
当前的实践是将CAR-T细胞扩增至数亿个,这是一个耗时、昂贵且资源密集的过程,需要患者等待数周才能接受细胞输注。大量免疫细胞的输注也是CAR-T细胞疗法最常见副作用的原因之一:细胞因子释放综合征,其剧烈的免疫反应会导致发热、恶心、心跳加速、神经问题或其他问题。使用CAR-E,可能可以跳过CAR-T细胞扩增过程:只需制备并输注CAR-T细胞,然后进行CAR-E治疗。
“在动物研究中,我们向小鼠输注了非常少量的CAR-T细胞,发现它们无法清除癌症,”Rashidian叙述道。“当我们给它们CAR-E治疗时,CAR-T细胞扩增并清除了癌症。”
临床试验的首要目标之一是确保CAR-E治疗的安全性并确定最佳剂量和给药时间表。最初,预计治疗将在患者输注CAR-T细胞后约一个月开始,治疗包括三到四周的每周一次CAR-E治疗。
“这种疗法最令人兴奋的部分是它可以轻松整合到接受CAR-T细胞治疗的患者护理中,”Rakhshandehroo说。“这是解决CAR-T细胞消耗问题的优雅解决方案。我们迫不及待地想开始临床试验。”
新疗法的产生为癌症患者的精准治疗又开辟了新的治疗方案,让我们继续期待下一步的临床试验!
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参考资料:
[1]https://www.dana-farber.org/newsroom/news-releases/2024/researchers-devise-novel-solution-
to-preventing-relapse-after-car-t-cell-therapy
[2]Rakhshandehroo T, Mantri SR, Moravej H, et al. A CAR enhancer increases the activity and
persistence of CAR T cells. Nat Biotechnol. Published online July 30, 2024. doi:10.1038/
s41587-024-02339-4