2023 | 实体瘤中CAR -细胞疗法的挑战和进展（上）

xzy94 · 发表于 2024-5-7 20:09:13

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摘要

在过去十年中，CAR-T细胞疗法作为一种有前途的免疫治疗方法应被用于癌症治疗。该方法涉及使用基因工程改造的免疫细胞，这些细胞表达一种称为CAR的表面受体，专门靶向肿瘤细胞表面的抗原。在治疗如白血病、骨髓瘤和非霍奇金B细胞淋巴瘤等血液恶性肿瘤方面，CAR-T细胞疗法已显示出对化疗难治性患者的疗效。然而，这种疗法在实体肿瘤中的效果尚不明确，并且面临多个障碍，包括向肿瘤部位的迁移和浸润能力有限、存在免疫抑制性肿瘤微环境以及可能引发的不良反应。最近，CAR自然杀伤细胞（CAR-NK）和CAR巨噬细胞（CAR-M）作为CAR-T细胞疗法在实体肿瘤治疗中的补充或者替代方法被引入。由于CAR-NK细胞不需要HLA兼容性并且毒性有限，它们可能是CAR-T细胞的有利替代品。此外，CAR-NK细胞可以从多种来源进行大规模生产，这使得它们成为具有潜力的即用型产品。当前正在研究的CAR-M免疫疗法，其具备吞噬作用、肿瘤抗原呈递能力和广泛肿瘤浸润的特点。本文探讨了CAR-T、CAR-NK和CAR-M细胞在实体肿瘤治疗中的新兴角色。作者还比较了CAR-NK和CAR-M细胞与CAR-T细胞相比的优势和局限。最后，作者提出了如联合疗法等潜在解决方案，以提高CAR细胞免疫疗法的疗效。

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引言

癌症是一个重大的健康问题，其年发病率和死亡率持续增长。传统治疗方法如手术、放疗和化疗虽广泛应用，但存在明显的缺点，且许多转移性或复发性疾病患者的预后依旧不佳。在过去十年里，随着对癌症分子医学和免疫肿瘤学知识的增加，各种靶向治疗技术得到了快速发展，这促进了精准医疗的发展，为癌症提供了一种更为具体、副作用更小的治疗方式。抗肿瘤免疫疗法通过调整免疫系统来增强其识别和消灭恶性细胞的能力，为癌症治疗带来了重大进展。这种成功的细胞免疫治疗方法涉及对免疫细胞进行工程化改造，使其表达能够识别肿瘤细胞表面抗原的细胞表面受体。接下来，这些经过基因修改的免疫细胞通过嵌合抗原受体（CAR）被引导至肿瘤细胞并杀死它们。
目前，已获批准的CAR-T细胞疗法主要针对的是多发性骨髓瘤（MM）的B细胞成熟抗原（BCMA）和多种淋巴系统恶性疾病的B细胞抗原CD19，包括B细胞白血病和某些类型的淋巴瘤。根据已发表的靶向BCMA的CAR-T细胞临床试验数据，61名复发难治性多发性骨髓瘤（r/r MM）患者中，完全缓解率达到了29%至60%（complete remission rates of 29 to 60% were reached in a total of 61 patients with relapsed/refractory multiple myeloma ，这句话中的of 29 to 60%怎么理解，完全缓解率为什么是一个范围，是不同批次的临床实验中缓解率是29%至60%吗？有知道的老师同学欢迎留言或者进群交流）。靶向CD19的CAR-T细胞治疗急性淋巴细胞性白血病（ALL）患者时，达到了高达85%的完全缓解率，并在难治性或复发的B细胞急性淋巴细胞性白血病（r/r B-ALL）患者中达到了高达100%的完全缓解率。针对大B细胞淋巴瘤的CAR-T细胞目前已被批准用于在化疗失败后的二线治疗。CAR-T细胞治疗在血液恶性肿瘤中的应用取得了令人鼓舞的成果，这增加了将这种策略应用于其他类型恶性肿瘤的可能性。目前，多项临床试验正在探索使用CAR-T细胞治疗实体肿瘤，涉及的肿瘤类型包括胶质母细胞瘤、肺癌、肝癌、胃癌、肾癌、前列腺癌、骨肉瘤、腹膜癌、胸膜癌、中枢神经系统肿瘤和神经母细胞瘤。这种免疫治疗方法已展现出有希望的临床疗效。然而，它也面临几个重大挑战，包括细胞毒性T细胞难以穿透肿瘤组织，以及由于实体肿瘤细胞分泌的异常趋化因子和免疫抑制性肿瘤微环境，T细胞难以被有效招募到肿瘤部位。此外，CAR-T细胞疗法的其他局限性还包括副作用，例如非肿瘤靶向毒性和细胞因子释放综合征（CRS），这两者是限制治疗效果的两大主要不良事件。此外，由CAR-T细胞引起的其他毒性反应，如肿瘤溶解综合症、神经毒性、血细胞减少相关的不良事件，也是这种治疗方法的常见局限性。为了克服这些障碍，目前正在探索多种创新策略。此外，科学家们也在寻找可以通过CAR进行工程化改造的替代免疫效应细胞，用于抗肿瘤细胞免疫治疗。随着对NK细胞和巨噬细胞关键特性的认识加深，特别是它们与肿瘤微环境中其他细胞成分的相互作用，研究重点已从CAR-T扩展到CAR-NK和CAR-M细胞免疫治疗。
在本文中将探讨CAR-T、CAR-NK和CAR-M细胞在实体肿瘤治疗中的当前应用状况、所面临的挑战以及未来前景。同时，也将着重介绍CAR-NK和CAR-M细胞相比于CAR-T细胞可能具有的优势。

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CAR-T 细胞疗法在实体瘤中的应用、挑战和最新进展

近年来，CAR技-T细胞在治疗B细胞白血病和淋巴瘤方面展现出了充满希望的结果，这证实了其作为癌症治疗的潜力。实际上，两种CAR-T细胞疗法Tisagenlecleucel和Axicabtagene ciloleucel，已经得到欧洲药品管理局（EMA）和美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，用于治疗复发或难治性的弥漫大B细胞淋巴瘤患者。此外，还有两种产品brexucabtagene autoleucel（用于套细胞淋巴瘤和ALL）和lisocabtagene maraleucel（用于DBCL、滤泡性淋巴瘤和高级别淋巴瘤）也已获得批准。这一成就主要得益于靶点的选择，即B细胞标志物CD19，它可以在不依赖MHC的方式下引发T细胞针对恶性B细胞的免疫反应。BCMA和CD38等其他靶抗原也被发现存在于骨髓瘤细胞上。因此，BCMA-CD38-CAR-T细胞疗法对于治疗复发和难治性多发性骨髓瘤（r/r MM）患者是可行的，具有高反应率、低复发率和可控制的细胞因子释放综合征（CRS）。值得注意的是，BCMA-CAR-T免疫疗法Ciltacabtagene autoleucel和Idecabtagene vicleucel现已可用于治疗复发和难治性多发性骨髓瘤患者。这些在治疗血液恶性肿瘤方面的显著进展为CAR-T细胞治疗实体肿瘤提供了借鉴。近年来，针对实体肿瘤的CAR-T细胞临床试验数量不断增加。接下来的小节将根据ClinicalTrials.gov和学术文献提供的数据，介绍针对一些最常见靶抗原的有前景的临床成果。

令人鼓舞的CAR-T细胞在实体瘤中的临床疗效
CAR-T细胞疗法在某些实体肿瘤的治疗中已实现重要突破。针对多个在不同器官的肿瘤中表达的抗原的CAR-T细胞临床试验已在clinicaltrials.gov进行注册，并在表1中概述。最近，实体肿瘤中常见的CAR-T细胞靶点已被详细回顾。本节将根据目标肿瘤抗原，报告CAR-T细胞疗法在实体肿瘤治疗中的有希望的临床成效。注：表1一共列了靶向MSLN、GD2、PSMA、CLDN18.2、CEA、ROR1、ROR2、NKG2DL、CD70、CD276、HER2、EGFR、EGFRvIII、VEGFR1、B7H3、PD-L1、CD276、MUC1、TnMUC1、Lewis Y、OX40、EpCAM、TM4SF1、PSCA、GUCY2C、CD133、CD117、Nectin4、Glypican 3这些的临床实验，信息比较多这边就不罗列了，感兴趣的看原文。

靶向HER2 的 CAR-T 细胞治疗的临床结果
在一项针对19名HER2阳性肉瘤患者的I/II期临床研究（NCT00902044）中，使用人表皮生长因子受体-2（HER2）-CAR-T细胞治疗显示了令人鼓舞的结果。这些患者中包括16名骨肉瘤患者，1名原始神经外胚层肿瘤患者，1名Ewing肉瘤患者和1名原纤维母细胞样小圆细胞肿瘤患者。在这17名可评估的患者中，4名患者的疾病保持稳定，持续时间为3至14个月；其中3名患者未接受其他治疗且肿瘤已被切除，1名患者的肿瘤坏死率达到或超过90%。在接受CAR-T细胞治疗的19名患者中，中位总生存期为10.3个月（范围为5.1至29.1个月）。值得注意的是，除了一名患者出现高烧外，未观察到接受高剂量CAR-T细胞治疗的患者出现其他不良事件。另外，一项针对17名胶质母细胞瘤患者进行的HER2特异性CAR-T细胞治疗的I期临床研究（NCT01109095）显示，患者对给予的CAR-T细胞剂量具有很好的耐受性，治疗后8名患者的中位总生存期为11.1个月，从诊断开始计算的总生存期为24.5个月。此外，最后一次随访时，有3名患者存活且病情未见进展。在一项靶向HER2的CAR-T细胞的I期临床试验（NCT01935843）中，该疗法在11名胰腺癌和晚期胆道癌患者中观察到中位总生存期为4.8个月（范围1.5至8.3个月），且仅出现了轻微和可逆的毒性效应。另一项I期临床试验（NCT03500991）在一组患有难治性或复发性中枢神经系统（CNS）肿瘤的青少年和儿童中进行，包括弥漫性中线胶质瘤，研究表明通过iterative局部给予HER2 CAR-T细胞可增加脑脊液中如CCL2和CXCL10等趋化因子的分泌，而未观察到与CAR-T细胞剂量相关的毒性。（iterative有迭代的意义，那这里可能是表明用了一个新的局部给药的方式）。这些发现建议开发表达 CXCR/ CCR 的 CAR-T 细胞，从而提高它们与肿瘤抗原的结合力。
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靶向IL-13Rα2的 CAR-T 细胞治疗的临床结果
IL-13Rα2在胶质母细胞瘤（GBM）肿瘤细胞中高度表达，而在正常脑细胞中则很少表达，这使其成为胶质母细胞瘤CAR-T细胞疗法的一个潜在靶点。在Brown和团队的研究（NCT02208362）中，通过对一名广泛型胶质母细胞瘤患者使用多剂量IL-13Rα2CAR-T细胞治疗，实现了肿瘤的完全缓解，并持续了近8个月。在针对相同肿瘤抗原的另一项临床试验（NCT00730613）中，3名复发性GBM患者接受了IL-13Rα2-CAR-T细胞治疗，治疗过程中患者具有良好的耐受，且所有复发病例的脑部炎症得到有效控制。一名患者出现了短暂缓解，这可能由于其复发肿瘤上IL-13Rα2抗原的丢失所致。

靶向GD2的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
在神经母细胞瘤细胞中，双乙酰神经节苷脂（GD2）的表达非常高，可能被视为胶质母细胞瘤（GBM）中CAR-T细胞治疗的另一个潜在靶点。Majzner等人最近报道了首个针对人类的I期临床试验（NCT04196413）的结果，该试验包括4名携带H3K27M突变的弥漫性中线胶质瘤（DIPG）或脊髓DMG的患者，这些患者接受了GD2 CAR-T细胞治疗。其中三名患者表现出临床和影像学上的改善，这与他们血浆和脑脊液中高水平的促炎细胞因子相关，且没有发生靶向性/非靶向性（OTOT）毒性（这边不理解clinical and radiographic improvement和high levels of pro-inflammatory cytokines之间有什么关系，有知道的老师同学欢迎留言）。另外，一项I期临床试验（NCT00085930）对11名神经母细胞瘤患者进行了GD2 CAR-T细胞治疗，其中3名患者达到了完全缓解。GD2同样是一个I期试验（ACTRN12613000198729）的靶点，该试验针对GD2阳性的转移性黑色素瘤患者进行了CAR-T细胞治疗。该研究的结果显示，在接受治疗的CAR-T细胞中，淋巴细胞激活基因3（LAG-3）和程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）的表达有所增加。因此，将CAR-T细胞与PD-1免疫检查点抑制剂结合使用可能会提高CAR-T细胞治疗的疗效。

靶向ROR1的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
ROR1作为CAR-T细胞治疗的潜在靶点，因其在多种淋巴和上皮性恶性肿瘤细胞表面的表达及其在肿瘤细胞生存中的潜在作用而受到关注。一项I期临床试验（NCT02706392）对靶向ROR1的CAR-T细胞进行了疗效和安全性评估（乳腺癌和肺癌）。在该研究中，包括肺癌和乳腺癌患者在内的5名患者中有4名在部分转移部位观察到肿瘤负担有所减轻的混合反应。（是什么mixed response，原文是4 out of 5 patients with lung and breast cancer experienced a mixed response with lower tumor burden at some metastatic sites，有知道的老师同学欢迎留言）

靶向EGFR的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
表皮生长因子受体（EGFR）在实体肿瘤的发生发展中扮演关键角色，已成为非小细胞肺癌、乳腺癌、胃食管癌和结直肠癌等多种癌症的重要治疗靶点。同时，靶向EGFR的CAR-T细胞治疗也已开展了众多临床试验。在一项I期临床试验（NCT01869166）中，对11名EGFR阳性的难治或复发非小细胞肺癌（NSCLC）的患者进行了EGFR CAR-T细胞治疗，结果显示2名患者部分缓解，5名患者病情稳定2至8个月，未观察到严重毒性。此外，在另一项I期临床试验中，10名复发性EGFRvIII阳性胶质母细胞瘤（GBM）患者接受了经过EGFRvIII工程改造的CAR-T细胞治疗（NCT02209376）。该研究结果显示，CAR-T细胞具有抗肿瘤效果，所有患者的中位总生存期约为8个月。用于GBM治疗的其他CAR-T细胞靶抗原包括表皮生长因子受体2型（EphA2）（NCT02575261）和粘蛋白1（MUC1）（NCT02839954, NCT02617134）。此外，在一项I期临床试验（NCT03182816）中，使用非病毒性piggyBac转座系统制备的EGFR-CAR T细胞治疗了9名非小细胞肺癌患者。在这项研究中，1名患者的病情持续缓解超过13个月，6名患者病情稳定，2名病情进展。中位无进展生存期为7.13个月，中位总生存期为15.63个月。这项研究表明，非病毒性piggyBac转座系统制备的EGFR-CAR T细胞治疗对于EGFR阳性的高级别复发或难治性NSCLC患者是可行且安全的。

靶向CEA的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
高水平的癌胚抗原（CEA）水平已知与不良的癌症预后相关。因此，CEA作为靶点被用于治疗肺癌、乳腺癌、胰腺癌、胃癌，并被视为结直肠癌（CRC）中最有希望的治疗靶点之一。在一项针对CEA阳性的转移性结直肠癌患者进行的I期递增剂量CAR-T细胞治疗试验（NCT02349724）中，10名患者中有7名病情稳定至多达30周，2名患者经历了肿瘤缩小，且未报告不良事件。此外，Katz等人研究了动脉内应用抗CEA CAR-T细胞疗法与内部放射治疗结合对6名肝转移患者的治疗效果。这项Ib期临床试验（NCT02416466）的数据表明，患者对CAR-T细胞治疗有良好的耐受性，未发现4级或5级的毒性反应，且未出现严重的细胞因子释放综合症（CRS）或神经毒性（这里的4级5级毒性反应的标准有老师同学知道哪里能找到文件看看吗？欢迎留言或者进群告之）。此外，患者的中位总生存期为8个月。更重要的是，靶向CEA的CAR-T细胞治疗在一位IV期胰腺腺癌且发生肝转移的患者中取得了显著效果，该患者通过药物传递（PEDD）技术在实体肿瘤部位局部注射了CEA CAR-T细胞。在此临床试验（NCT02850536）中，抗CEA CAR-T细胞在肝部引起了完全的代谢反应（induced a complete metabolic response什么叫引起了完全的代谢反应，谁代谢了，有知道的老师同学欢迎留言），这种反应持续了13个月且无任何3级以上的严重不良事件，这突显了结合使用CAR-T细胞治疗和压力使能药物递送（PEDD）技术的重要性。

靶向MSLN的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
多项针对Mesothelin+ (MSLN) 卵巢癌（OC）的CAR-T细胞临床试验已经进行。在一项I/II期临床研究（NCT03615313）中，一名复发上皮性OC患者接受了MSLN CAR-T细胞与PD-1阻断剂联合lapatinib（一种抗血管生成抑制剂）的治疗。有趣的是，患者实现了部分缓解，存活超过17个月，且仅经历了最小的副作用，如1级高血压和疲劳。此外，在一项I期临床试验（NCT02159716）中，针对MSLN的CAR-T细胞还被用于治疗胰腺导管腺癌、恶性胸膜间皮瘤和卵巢癌患者，进一步验证了MSLN作为治疗靶点的潜力。此研究表明，通过慢病毒载体转导的MSLN CAR-T细胞在外周血中展示出良好的扩增能力，尽管接受了环磷酰胺的预处理，它们的持久性还是有限。在15名参与研究的患者中，有超过11名患者在治疗后病情稳定，这是本研究中报告的最佳总体反应。在另一项研究中，对一名晚期胰腺癌患者通过静脉注射分泌IL-7和CCL19的MSLN CAR-T细胞（NCT03198546），在治疗240天后实现了肿瘤的完全消退，且没有发现任何高级别的不良事件。

靶向CD133的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
CD133是识别结直肠癌（CRC）干细胞和内皮祖细胞的常用标记。此外，CD133还可以用来预测结直肠癌的肿瘤进展、患者的生存率以及对化疗和放疗的抗性，它是包括肝细胞癌（HCC）在内的多种肿瘤类型中最著名的癌症干细胞（CSCs）标记之一。在一项I/II期临床试验（NCT02541370）中，针对21名晚期肝细胞癌患者施用了CD133 CAR-T细胞。研究结果显示，这种治疗具有抗肿瘤效果，并且相关的治疗毒性较低。在21名接受评估的患者中，1名患者实现了部分缓解，14名患者的病情在接受CAR-T细胞治疗后保持稳定，持续时间为2至16.3个月，而6名患者的病情有所进展。在这些患者中，只有4名发生了3级高胆红素血症，2名患者出现了3级贫血，没有其他严重的不良反应。

靶向Claudin 18.2的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
Claudin18.2是Claudin-18的一种胃特异性亚型，在70%的胃腺癌及其转移性病变中有表达，被视为这些恶性肿瘤治疗的潜在靶点。CT041是一种针对CLDN18.2的CAR-T细胞疗法，已获得美国FDA批准进入临床试验，用于治疗表达CLDN18.2的胃癌、胰腺癌和胃食管交界处腺癌患者。这项研究性新药（IND）批准基于一项I期临床试验（NCT03874897）的结果，该试验显示Claudin18.2 CAR-T细胞在胃癌患者中的整体反应率达57.1%，疾病控制率为75.0%，六个月总生存率为81.2%，未观察到严重不良事件。此外，该CAR-T疗法研究显示整体反应率为33%，中位无进展生存期为130天，具备良好的耐受性和安全性。

靶向MUC1的 CAR-T 细胞疗法的临床结果
粘蛋白1（MUC1）是一种跨膜蛋白，属于粘蛋白家族。这种分子与肿瘤的转移和进展密切相关，特别是在胃癌中。最近启动了一项开放标签、递增剂量的I期临床试验（NCT05239143），旨在评估P-MUC1C-ALLO1在治疗晚期或转移性实体瘤患者中的疗效。P-MUC1C-ALLO1是一种靶向MUC1细胞表面C末端抗原的异体CAR-T细胞治疗。研究结果表明，在低剂量CAR-T细胞治疗中已经看到了早期疗效，其中一名HR+，Her2-乳腺癌患者实现了部分缓解。未报告与P-MUC1C-ALLO1相关的任何毒性反应。虽然CAR-T细胞治疗在临床上取得了令人鼓舞的成效，但对其在实体瘤治疗效果的一项meta分析显示，整体反应率仅为9%。确实，CAR-T细胞治疗在实体瘤上的效果受到多种因素的限制，包括缺少肿瘤特异性抗原（TSAs）和高度的抗原异质性。此外，CAR-T细胞在肿瘤部位的迁移和浸润能力不足，以及肿瘤的免疫抑制微环境也是主要的挑战，这些因素显著阻碍了CAR-T细胞的功能和持久性。因此，未来需要特别考虑如何改进针对实体瘤的CAR-T细胞治疗的设计。

CAR-T 细胞面临的挑战以及推动这种疗法治疗实体瘤的创新战略
在实体瘤治疗中，CAR-T细胞面临多项重大挑战，如寻找真正特异性的肿瘤抗原作为靶点、克服肿瘤抗原逃逸、改善CAR-T细胞在肿瘤部位的迁移、浸润和扩增以及它们在恶劣的肿瘤微环境中的持久性和功能。为了应对这些挑战并增强CAR-T细胞在实体瘤中的效能，研究者们已经开发了多种策略，包括优化CAR结构设计和探索新颖的治疗组合方案，这些策略旨在增强CAR-T治疗的特异性、浸润能力和整体疗效，并优化肿瘤环境中的抑制条件（总结如下）。优势：1.足够数量的循环T细胞（也许作者想说CAR-T制备工艺可以提供数量充足的细胞吗，不太懂）2.以往对血液恶性肿瘤的研究有助于其在实体瘤中的应用局限性和应对策略：1.抗原异质性和抗原丢失