CSF-2R x CTLA4 x CD28

摘要：多发性骨髓瘤（MM）是一种以骨髓中浆细胞积累为特征的血液系统癌症。尽管治疗取得了进展，但大多数患者中的MM仍然无法治愈。与MM相关的免疫失调促进了疾病的进展，这促使研究者探索免疫疗法来对抗这种疾病。免疫疗法研究的一个领域是设计骨髓瘤疫苗疗法，以逆转与肿瘤相关的免疫抑制，并引发针对肿瘤的特异性免疫反应，有效地针对MM细胞。本文回顾了MM的疫苗免疫疗法，按抗原类型和递送方法对研究结果进行分类。抗原包括特异性抗原（Id）、肿瘤相关抗原（TAA）、肿瘤特异性抗原（TSA）和整个肿瘤裂解物。到目前为止，骨髓瘤疫苗在临床上显示出有限的疗效。然而，进一步的研究至关重要，以优化各个方面，包括抗原和患者选择、疫苗的时机和顺序，以及与新兴MM治疗的合理组合。 1.引言 多发性骨髓瘤（MM）是一种血液系统恶性肿瘤，其特征是克隆性浆细胞在骨髓（BM）中积累，并分泌单克隆免疫球蛋白，导致被称为CRAB（高钙血症、肾功能不全、贫血和骨病变）的特征性症状。尽管出现了许多新的治疗方法显著改善了治疗效果，但MM在很大程度上仍然无法治愈，对于大多数晚期患者来说，这种疾病仍然是致命的。越来越多的研究关注于利用宿主免疫系统针对MM细胞的免疫疗法。由于抗原呈递无效和效应细胞功能障碍，MM与免疫失调相关，创造了一个促进疾病进展的免疫抑制环境。研究的一个领域是设计骨髓瘤疫苗疗法。癌症疫苗接种是一种旨在激活免疫系统以识别和对抗癌细胞的治疗性方法。这些疫苗可以作为预防措施，称为预防性疫苗，或者作为已经诊断出癌症的个体的治疗选择，称为治疗性疫苗。任何癌症疫苗所针对的抗原的选择对其临床效果至关重要。肿瘤抗原被分为两大类：肿瘤相关抗原（TAAs）和肿瘤特异性抗原（TSAs）。TAAs是自身抗原，它们在肿瘤细胞中要么优先表达，要么异常表达，但也可能在正常细胞中以某种水平存在。TSAs，也称为新抗原，包括仅由癌细胞编码的抗原，并且是肿瘤特异性的，能引发高亲和力T细胞反应。疫苗被分为共享和个性化疫苗。共享抗原是公共抗原，可以由相对常见的人类白细胞抗原（HLA）等位基因在患者中呈递。这些疫苗是现成的免疫疗法的有希望的候选者。另一方面，个性化癌症疫苗由于高通量基因测序、质谱（MS）和生物信息学的进步而最近获得了更多的关注，这些技术使得能够识别HLA结合肽和预测独特的个性化新抗原。此外，癌症疫苗可以通过各种平台递送，如肽疫苗、RNA疫苗、DNA疫苗、病毒疫苗和抗原呈递细胞（APC）/树突细胞（DC）疫苗。如今，大多数正在临床研究中的疫苗涉及递送肿瘤抗原与佐剂或其他共刺激因子的组合。佐剂是癌症疫苗的重要组成部分，因为它们通过激活先天免疫途径来增强免疫反应。各种佐剂，如Toll样受体（TLR）激动剂和细胞因子被用来提高癌症疫苗的效果。有关癌症疫苗的更详细信息，请参考文献3-7。本文旨在回顾针对MM的疫苗免疫疗法的主要发现，根据抗原类型及其递送方式（无论是肽、蛋白质、DNA或DC基础疫苗）进行分类。讨论的肿瘤抗原包括特异性抗原（Id）、TAA、TSA和整个肿瘤裂解物。在MM中，恶性浆细胞分泌含有称为Id的肿瘤特异性抗原决定簇的单克隆免疫球蛋白（副蛋白）。Id是通过B细胞成熟和体细胞超突变期间的基因重排形成的。尽管Id抗原是TSA的一个子集，但由于研究针对骨髓瘤Id抗原的疫苗的历史意义，本综述中包括了对这些抗原的专门部分。 2.特异性疫苗 2.1.基于Id蛋白/肽或DNA的疫苗 Id疫苗的最初研究之一可以追溯到1995年Kwak等人的一项研究，他们用接受者血浆中的骨髓瘤免疫球蛋白免疫了一个健康的兄弟姐妹BM供体。检测到淋巴增殖反应，恢复了对骨髓瘤Id具有独特特异性的接受者CD4+ T细胞系，这证明了用Id免疫可能代表一种增强特异性抗肿瘤效应的新策略。后来，更多的研究调查了Id疫苗作为治疗策略的潜力。一组I-III期MM患者接受了用明矾作为佐剂的自体血清M组分的重复免疫。虽然在三名患者中成功，但引起的免疫反应幅度适中且短暂。随后的研究引入了免疫原性载体蛋白，如钥孔帽螺血蓝蛋白（KLH）或丝状噬菌体，单独或与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、白细胞介素（IL）-2、IL-12等佐剂一起使用，以增强Id蛋白的抗肿瘤免疫。尽管这些策略能够引起肿瘤特异性免疫反应，但临床反应适中。例如，在Osterborg等人的研究中，Id疫苗与GM-CSF一起用于五名II期MM患者。所有患者都发展了Id特异性T细胞免疫，但只有一名个体的M组分浓度显著降低。Massaia等人用KLH和低剂量的佐剂细胞因子GM-CSF或IL-2对接受高剂量化疗（HDT）后最小残留病（MRD）的患者进行了疫苗接种。在75%的患者中记录了特异性T细胞反应，但没有减少肿瘤负担。另一项研究探讨了在HDT和外周血祖细胞输注后的第一个缓解期使用与KLH结合的特异性蛋白和低剂量GM-CSF作为维持治疗。回顾性病例匹配分析显示，疫苗组和用干扰素（IFN）-α和/或地塞米松作为维持治疗的对照组之间的生存和无进展生存（PFS）持续时间相似。 在非随机的I期临床试验中，更多的努力被投入到研究基于Id DNA的疫苗，该疫苗编码患者特异性的单链可变片段，或将Id与破伤风毒素的片段C（FrC）链接。14名患者接受了至少在自体干细胞移植（ASCT）/高剂量治疗（HDT）后6个月开始的疫苗接种。在为期52周的研究期间，10名患者（71%）的血清副蛋白无法检测到、减少或保持稳定，而11名患者（79%）维持了持续的完全反应（CR）/部分反应（PR）。此外，对于13名患者，中位无进展生存期（TTP）为38.0个月。然而，由于之前的ASCT/HDT，很难区分疫苗效果和延迟治疗反应，因为在疫苗接种开始后，7名、6名和1名患者已经分别达到了CR、PR和稳定病状（SD）。在Qazilbash等人最近发表的一项研究中，采用了另一种Id疫苗接种策略。在这项随机的2期试验中，采用了初免和增强策略，通过收集已经用患者特异性Id-KLH在体内初免的T淋巴细胞，然后使用CD3/CD28磁珠在体外激活这些T细胞，并在HDT和自体造血干细胞移植（AHCT）后重新注入这些细胞，并随后增强剂量的指定疫苗。尽管疫苗引发了持续至+180天的强烈免疫反应，但与仅接种KLH的对照组相比，接种Id-KLH的组别在临床上没有益处。表1显示了使用Id蛋白/肽或基于DNA的Id疫苗的试验总结。 2.2.基于DC的Id疫苗 专业的APCs，DCs，在启动和调节先天和适应性免疫反应中发挥着关键作用。通过利用它们增强宿主效应器和记忆CD8 T细胞反应的能力，这些反应对于抗肿瘤免疫至关重要，DC疫苗已成为癌症免疫疗法的主要策略之一。DC疫苗首次在MM的Id抗原背景下进行了测试。历史上，基于Id的DC疫苗在MM试验中已经测试了十多年，但没有明确的临床益处。已经提出了几种优化方法，用于生成、给药途径和疫苗接种的时间。原始方法涉及从通过白细胞分离术收集的外周血液中分离DCs，随后进行密度梯度离心。随后，添加细胞因子，即GM-CSF和IL-4，成为培养要么粘附的单核外周血细胞，CD34+或CD14+细胞的标准实践。在Id脉冲后提出了各种成熟方案以增强有效性，包括单独暴露于肿瘤坏死因子α（TNF-α），TNF-α和IL1-B，CD40配体或TNF-α、IL-6、IL-1和前列腺素E2的组合。研究了不同的疫苗接种途径，包括皮下、皮内、静脉内和淋巴结内。在I/II期试验中，Curti等人比较了通过顺序皮下和静脉内途径的Id脉冲DCs。每位患者都作为自己的对照，接受顺序皮下和静脉内给药。结果表明，皮下给药诱导了更强的T细胞反应，表明其在引发免疫反应方面比静脉输注重建。此外，疫苗在不同的患者群体中进行了测试，包括晚期骨髓瘤患者，化疗后的患者，未经预处理的个体，在ASCT后肿瘤负担较低的患者和冒烟型骨髓瘤（SMM）。如上所述，尽管付出了巨大努力，基于Id的DC疫苗并未产生令人满意的临床结果。Wen等人在1998年进行的一项研究是对DC基础Id疫苗针对MM的首批试验之一，涉及一名43岁的晚期难治性骨髓瘤患者。通过一系列密度梯度离心从单核细胞中分离出DCs。尽管临床反应有限，但这项研究通过产生Id特异性免疫反应，证实了体外生成的骨髓瘤DCs的功能能力。后来，通过对DC生成的一些优化，通过培养粘附的单核细胞与GM-CSF和IL-4等细胞因子。在1999年，两名晚期难治性MM患者接受了用Id抗原和KLH装载的自体DC疫苗，并以GM-CSF作为佐剂。结果表明，两名患者都发展了Id特异性T细胞增殖反应，其特征是产生干扰素γ（IFN-g）。然而，在这两名病例中没有临床益处。尽管如此，考虑到这些患者患有晚期疾病，预计疫苗可能不会对这一特定群体产生最佳效果。因此，对免疫系统受损较小或肿瘤负担较低的患者群体进行了额外的试验，预期这可能会增强疫苗的效果。六名早期/早期复发的骨髓瘤患者接种了自体DCs（静脉内）准备如前述研究并装载Id抗原和KLH。然而，只有3名患者的Id血清水平稳定期，2名患者在疫苗接种后疾病进展。在另一项研究中，在26名预期肿瘤负担较低的患者中，在HDT和外周血祖细胞移植（PBPCT）后测试了基于DC的Id疫苗。值得注意的是，只有四名患者发展了Id特异性增殖性T细胞反应。这些免疫反应者中有三名在疫苗接种时处于CR状态。在移植后平均随访30个月，共有17名患者存活。这些发现表明，较低的肿瘤负担可能导致更好的免疫反应。然而，由于缺乏对照组进行比较，将这些结果完全归因于疫苗是具有挑战性的。还在未经治疗的I期患者中进行了基于DC的Id疫苗接种的调查。在这项试验中，九名患者接受了用Id和KLH脉冲的自体单核细胞衍生的DCs。疫苗在56%的患者中导致了T细胞增殖。与其他研究一样，临床反应适中，三名患者的M蛋白略有减少。 为了增强基于DC的Id疫苗的效力，对DC生成进行了优化。在早期的基于DC的疫苗接种研究中，未成熟的DCs被脉冲抗原。然而，未成熟的DCs激活T细胞的能力次优。因此，引入了在成熟诱导细胞因子存在下暴露于抗原的DCs。这首先在5名在HDT后稳定部分缓解的患者中进行了测试。此外，有人建议将给药途径从静脉内改为皮下，以克服与静脉内疫苗接种相关的潜在限制，例如DCs可能在肺、肝和脾等器官中的积累。即使对DC生成进行了修改，并将给药途径转移到皮下，临床效益仍然不明显。此外，将临床反应仅归因于DC疫苗仍然具有挑战性，特别是考虑到化疗/自体HCT后四个月开始的时机。 尽管探索了DC生成、给药途径、疫苗接种时机以及添加免疫原性载体蛋白/佐剂的优化，但未观察到显著结果。Bendandi等人假设缺乏临床意义可能是由于从MM患者获得的DC在数量和质量上的缺陷。因此，他们进行了一项试点研究，其中4名MM患者接受了异体树突细胞（alloDC）随后是Id-KLH。疫苗仅诱导了可检测的抗KLH效应T细胞和B细胞反应，而没有诱导针对肿瘤特异性Id的T细胞增殖。从临床角度来看，结果并不令人印象深刻，一名患者在停止疫苗接种后出现SD，而其中3名患者在研究随访期间进展。表2显示了在MM中使用基于DC的Id疫苗的试验总结。 3.肿瘤相关抗原 3.1.基于肽的TAA疫苗 尽管Id疫苗能诱导可检测的免疫反应，但未能显示出临床效力。这可能归因于高水平循环Id蛋白对T细胞的抑制作用，导致耐受性，以及Id蛋白本身是一个弱抗原的事实。作为Id疫苗的替代品，开发了具有TAA的疫苗。在临床、临床前和体外环境中研究了多种TAA在MM中的作用，如Mucin-1（MUC1）、透明质酸介导的运动受体（RHAMM）、B细胞淋巴瘤2（BCL-2）家族、Wilms肿瘤1（WT1）、X盒结合蛋白1（XBP1）、syndecan-1（CD138）、CS1（SLAM7）、癌症睾丸抗原（CTA）、Dickkopf-1（DKK1）、甲基丙二酸半醛脱氢酶（MMSA-1）、热休克蛋白（HSP）、端粒酶逆转录酶（hTERT）和Survivin。表3显示了在MM中使用TAA作为抗原的试验总结。 糖蛋白MUC1存在于包括MM在内的各种癌症中。ImMucin，一种21肽合成长肽疫苗，在15名骨髓瘤患者的I/II期研究中进行了测试。ImMucin诱导了显著的T细胞反应，并增加了针对MUC1的抗体滴度。然而，临床效力次优，中位PFS为17.5 ± 3.9个月。 RHAMM衍生的肽R3在I/II期研究中作为另一种潜在的血液学恶性肿瘤的免疫原性抗原进行了调查，包括MM。在10名HLA-A2阳性患者中进行的300 mg疫苗的初步研究，包括4名MM患者，显示出积极的临床和免疫学反应。在接受300 mg疫苗的MM患者中，3/4显示出特异性CD8+ T细胞增加，2/4显示出克隆标记减少。然而，有限的样本量需要谨慎得出明确结论。 BCL-2家族蛋白在1期试验中作为MM的另一个靶标抗原进行了研究。复发的MM患者接受了与montanide ISA-51作为佐剂混合的Bcl-2、Bcl-XL和Mcl-1肽的疫苗接种，以及bortezomib。由于肽HLA限制，患者根据他们的HLA-A阳性性接受肽，即HLA-A1、HLA-A2和/或HLA-A3。在7名患者中，3名显示出与基线（疫苗接种前）相比的疫苗诱导的肽抗原特异性T细胞反应。然而，小样本量阻碍了对临床效力的结论性评估。与儿童肾肿瘤Wilms肿瘤相关的WT1基因，作为癌基因和某些正常细胞过程的关键组成部分，发挥着双重作用。它在造血恶性肿瘤和实体癌中高度表达，包括骨髓瘤，其表达随着疾病进展而增加。研究已经鉴定了WT1中的各种表位，可以以人类HLA限制的方式引发WT1特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应。因此，基于WT1肽的免疫疗法可能是恶性疾病患者的一个选项。在Tsuboi等人的案例研究中，一名57岁的耐化疗MM患者每周接受HLA-A*2402限制的9肽WT1肽和montanide ISA51作为佐剂的皮内疫苗接种。疫苗接种后，骨髓癌细胞减少了60%，尿液M蛋白水平从3.6降至0.6 g/天。此外，C-X-C趋化因子受体类型（CXCR）4阳性细胞有显著变化，表明WT1特异性CTLs有效地迁移到肿瘤部位。 为了应对单一抗原肽疫苗的局限性，包括潜在的抗原逃逸和目标抗原的下调，还研究了多肽疫苗。PVX-410是一种基于肽的疫苗，由来自XBP1、CD138和CS1三个不同抗原的4个9肽组成。在一项研究中，22名中度至高风险HLA-A2阳性的SMM患者接受了PVX-410皮下注射和佐剂poly-ICLC，有或没有lenalidomide。PVX-410一致地产生了特定、持久的免疫反应，特别是与lenalidomide一起使用时。然而，总体临床反应仍然适中。单独使用时，所有患者的最佳反应为SD，其中5/12在12个月内进展。在联合治疗组中，一名患者实现了PR，四名患者有最小反应或SD。 DKK1、MMSA-1和HSP作为TAA被研究，它们有潜力作为针对MM的疫苗疗法。DKK1，一个Wingless相关整合位点（Wnt）/β-连环蛋白信号抑制剂，能诱导肽特异性CTLs，这些CTLs能识别并溶解表达HLA-A0201的骨髓瘤细胞。MMSA-1是一种在MM细胞中特异表达的膜蛋白。当与DKK1结合在疫苗中时，它以HLA-A0201限制性方式增强CTL反应，改善存活，并在临床前模型中减轻骨破坏。肿瘤细胞衍生的HSPs，如gp96，已被作为小鼠骨髓瘤的TAA进行研究。来自已建立的小鼠骨髓瘤细胞系的混合HSPs，显示出作为现成疫苗的潜力，有效治疗具有大骨髓瘤肿瘤负担的小鼠，HSP与抗B7H1或抗-IL-10单克隆抗体结合使用。然而，需要进一步的研究来确认它们在临床环境中的效力。 此外，最初在黑色素瘤患者中发现的CTA抗原，由于在正常组织上的有限表达，成为免疫疗法的靶点。Andrade等人的研究表明，骨髓瘤细胞上表达超过六个CTA抗原具有预后价值，与MM患者的较短总生存期（OS）相关。像NY-ESO-1、LAGE-1、MAGE-A1、MAGE-A2、MAGE-A3和MAGE-C1（CT-7）这样的突出CTA抗原已显示出刺激T细胞反应的潜力，使它们成为癌症免疫疗法的候选者。在CTA抗原中，MAGE-A3已在临床环境中进行了测试。在一个案例研究中，一个健康的捐赠者，即患者的同卵双胞胎，用MAGE-A3蛋白和AS02B作为佐剂进行免疫。在同种异体外周血干细胞移植后，将 primed捐赠细胞转移到患者体内。随后，患者接受了额外的MAGE-A3免疫接种，以及第二次外周骨髓单个核细胞输血。MAGE-A3免疫接种耐受性良好，并在两个双胞胎中产生了强大的MAGE-A3特异性抗体、CTLs和T辅助细胞反应。有趣的是，CTL反应针对一个以前未知的HLA-A*6801结合MAGE-A3肽，该肽在最后一次免疫接种后在患者体内保持可检测超过一年。检测到多个T辅助细胞反应，主要反应针对HLA-DR11限制的MAGE-A3表位。令人鼓舞的是，患者在第二次移植后2.5年仍处于缓解状态。这个案例研究表明，这种个性化的免疫治疗方法对MAGE-A3阳性MM患者具有潜在的疗效。在另一项II期研究中，评估了使用MAGE-A3多肽疫苗结合Poly-ICLC和GM-CSF在体内初次免疫，然后体外扩增的自体T细胞的安全性和效力，在27名骨髓瘤患者中。疫苗包括两个HLA-A2限制的类I表位和一个多类II表位。结果显示，在8名可评估的HLA-A2+患者中有7名检测到MAGE-A3特异性CD8 T细胞。此外，在25名患者中有19名产生了能产生细胞因子的疫苗特异性T细胞。2年OS为74%，2年无事件生存期（EFS）为56%。Cohen等人进行了类似的研究，其中13名MM受试者在接受ASCT前后以及早期SCT后疫苗初次自体淋巴细胞输注，接受了重组MAGE-A3和AS15免疫刺激剂。组合免疫疗法在所有受试者中产生了高滴度的体液免疫和持久且强大的抗原特异性CD4+ T细胞反应。然而，中位PFS为27个月，中位OS未达到，表明与标准护理没有差异。 在临床前环境中测试的其他CTA已被建议作为MM的可能免疫疗法靶点。自发的NY-ESO-1抗体和特异性CD8+ T细胞已在NY-ESO-1阳性MM病例中体内检测到。在临床前模型中，研究了一种名为NACH的复杂疫苗，该疫苗基于NY-ESO-1-alum-CpG ODN-HH2。NACH疫苗中使用的Alum-CpG ODN-HH2组合佐剂是一种新型免疫佐剂。疫苗在小鼠MM的预防和治疗模型中显示出有希望的抗肿瘤效果和免疫原性。NACH疫苗抑制了肿瘤生长，在小鼠中显著延长了存活时间。在治疗模型中，接受NACH疫苗的10只肿瘤小鼠中有7只存活至第90天，而对照组的所有小鼠在40天内死亡。LAG-1a是另一个在MM患者中经常表达的CTA抗原，与NY-ESO-1共享高mRNA序列相似性。In silico分析确定了在LAG-1a和NY-ESO-1中存在的七个肽段，这些肽段被不同肿瘤的T淋巴细胞识别。因此，假设针对NY-ESO-1的疫苗可能对表达LAG-1a但不表达NY-ESO-1的肿瘤的MM患者有益。MAGE-C1、SPAN-Xb和SP-17是其他能够引发CTL反应的CTA抗原，使它们成为基于疫苗的免疫疗法MM的靶点。 与Id疫苗类似，基于肽的肿瘤-TAA疫苗的实际应用到临床实践中尚未发生。Rapoport A.P等人的研究比较了54名MM患者中称为hTERT的端粒酶复合体的限速催化亚单位和抗凋亡蛋白Survivin作为目标抗原疫苗与肺炎球菌结合疫苗的免疫原性。HLA-A2阳性的患者（包括任何A2等位基因）被分配到A组，他们接受了hTERT/Survivin疫苗。研究表明，尽管这种多肽肿瘤抗原疫苗的免疫反应频率高于报道的Id疫苗，但TAA仍未达到微生物疫苗所诱导的水平。这表明，为了获得显著的长期临床益处，可能需要对癌症疫苗产生更大规模的免疫反应。 3.2.基于DC的TAA疫苗 使用与肿瘤相关抗原(TAA)相关的基于树突状细胞(DC)的疫苗也被视为替代Id抗原的选择。对12名至少接受了诱导化疗和造血细胞移植/自体造血干细胞移植(HCT/ASCT)后获得最小部分缓解(PR)的II期或III期骨髓瘤患者进行了疫苗接种。通过电穿孔法用MAGE3、Survivin和BCMA装载粘附的CD14+细胞生成DCs，并与或不与KLH一起脉冲。值得注意的是，所有患者都产生了强烈的抗KLH T细胞反应，这表明在高剂量美法仑治疗后免疫恢复，并且在两名患者的迟发型超敏反应活检中检测到了疫苗特异性T细胞。在最后一次随访时，12名患者中有10名在第一次接种后平均25个月（范围9-53个月）仍然存活。在这些患者中，5名病情稳定(SD)，5名病情进展。在另一项研究中，进行了DC的mRNA电穿孔，使用装载有CT7、MAGE-A3和WT1的朗格汉斯DC。这些从CD34+造血前体细胞衍生的朗格汉斯型DC被认为是体外对肿瘤抗原的CTLs更具潜力的刺激因子，与单核细胞衍生的DC相比。患者被随机分配在ASCT后100天内接受疫苗或被放置在没有疫苗的对照组。虽然该研究没有足够的能力来评估临床疗效，但治疗反应倾向于接受疫苗的组。在最近发表的一项研究中，Locke及其同事设计了一种针对抗凋亡蛋白Survivin的基于DC的疫苗，在1期临床试验中。通过腺病毒载体工程化DCs以表达包含两个突变的全长Survivin版本(Ad-S)，这些突变中和了野生型Survivin的抗凋亡功能。13名新诊断的MM患者，他们没有通过诱导治疗获得CR，接种疫苗的时间是在干细胞收集前7到30天，以及在ASCT后20到34天。疫苗与ASCT联合使用耐受性良好，仅观察到轻微的不良反应。值得注意的是，85%的患者表现出针对Survivin的T细胞反应或抗体反应。7名患者在第+90天表现出增强的临床反应，所有这些都与Survivin特异性免疫反应相关。令人印象深刻的是，在平均4.2年的随访后，这7名患者中有6名保持无病状态。估计的四年无病生存(PFS)为71%，超过了IFM 2009试验的历史数据，该数据大约为4.1年时PFS为50%，针对这类患者群体。Survivin已成为MM中一个显著的TAA。在8项正在进行的MM试验中，有两项专注于开发针对Survivin的疫苗。其中一种疫苗名为TXSVN，它使用了一种减毒的活沙门氏菌株，经过遗传改良以产生Survivin。第二种疫苗是一种基于肽的配方，称为SVN53-67/M57-KLH，源自Survivin蛋白(表4)。 4.肿瘤特异性抗原 4.1.基于肽的TSA疫苗 尽管某些关于TAA的研究显示出希望，但由于每个临床试验中患者数量有限，总体评估具有挑战性。需要对更大的队列进行进一步研究，以得出关于基于TAA的免疫疗法疗效的确定性结论。此外，由于它们作为非突变的自身抗原的地位，一般来说TAA可能表现出低免疫原性，这归因于中枢T细胞耐受的影响。因此，TSA，也称为新抗原，似乎是疫苗免疫疗法的另一种靶标抗原。癌细胞中的体细胞突变可以产生新的蛋白质序列，这些序列可以被APCs作为新抗原呈现给宿主免疫系统。肿瘤新抗原是免疫疗法的极好靶标，因为它们在癌症组织中特异性表达。通过下一代测序，在184名MM患者中识别出的新抗原景观，揭示了在复发患者中的NRAS、KRAS和干扰素调节因子4(IRF4)基因中共享的新抗原，以及在新诊断患者中的KRAS，支持在具有此类突变的MM患者中使用基于新抗原的疫苗的可能性。在MAPK途径中的扰动，特别是KRAS、NRAS和BRAF中的突变，在相当一部分MM病例中观察到，RAS突变在多达70%的复发/难治性病例中被检测到。这些与MAPK激活相关的突变，可能会影响预后，有助于从前期状况向骨髓瘤的转变，以及从髓内到髓外疾病的转变，随着疾病的进展，其患病率越来越高。针对共享的新抗原，如与RAS突变相关的新抗原，正在临床试验中探索，例如我们小组正在进行的研究，使用TG01癌症疫苗在高风险SMM或MM患者中(表4)，在≥1线治疗后有可测量疾病。TG01由7种合成肽组成，模仿RAS蛋白的突变形式，在胰腺癌患者中显示出有希望的结果。TG01研究的主要终点是安全性，关键的次要终点包括对疫苗的免疫反应、总体反应率、OS和PFS。 另一种基于新抗原的疫苗是PGV-001。PGV-001是一种个性化的基因疫苗，针对基于患者HLA分型的多达10个预测的个人肿瘤新抗原。在辅助治疗环境中测试了PGV-001，包括3名接受了ASCT的MM患者在内的13名多种癌症类型的患者。疫苗肽在27周的过程中与聚肌胞（poly-ICLC）和破伤风辅助肽一起给药。一名患者失去了随访，但在剩下的12名患者中，平均随访了925天，其中四名没有疾病证据，四名接受了后续的治疗线，四名已经去世。值得注意的是，只有两名去世的患者有记录的恶性肿瘤复发。这篇摘要中没有描述患者的详细信息以及他们中哪些是MM患者。免疫监测免疫原性正在进行中。然而，初步分析表明诱导了针对新抗原的CD4和CD8 T细胞扩增。 如前所述，TSA由于缺乏胸腺选择和中枢耐受，可以激活高亲和力T细胞。尽管对Id有显著的关注，但由于其在骨髓瘤中的丰富性，显示出有限的临床疗效，对骨髓瘤中除了Id之外的其他新抗原的研究仍然有限。进一步的研究对于评估它们作为骨髓瘤疫苗治疗中的靶标抗原的潜力至关重要。 5.整个肿瘤抗原 5.1.基于DC的疫苗 单一抗原特异性疫苗容易受到因抗原表达下调而导致的免疫逃逸的影响。或者，也探索了整个细胞靶标作为一种策略，该策略寻求建立多克隆免疫反应。这样的疫苗可能包括广泛的抗原，包括新抗原。这在骨髓瘤中特别相关，因为存在大量的肿瘤突变负担。对664名新诊断的骨髓瘤患者的研究发现，每个患者的平均体细胞和错义突变负荷分别为405.84和63.90个突变。突变和新抗原负担之间存在正相关。此外，高剂量美法仑治疗，这是ASCT前的标准治疗，与高突变负担相关，并且可能在骨髓瘤患者的复发时有更多的新抗原。 Rosenblatt等人通过化学融合患者衍生的骨髓瘤细胞与自体DCs开发了一种肿瘤疫苗。这种疫苗的优势在于可能在DC介导的共刺激的背景下呈现多样化的骨髓瘤相关抗原。融合细胞是通过将DCs和骨髓瘤细胞与聚乙二醇共培养而创建的。在17名患者中测试了DC融合疫苗，其中大多数患有晚期疾病。疫苗接种耐受性良好，并在大多数评估的患者中导致与患者自己的骨髓瘤细胞反应的淋巴细胞扩增，以及记录的体液反应。晚期疾病的患者经历了疾病稳定，三名患者在12、25和41个月时分别显示持续的SD。在当前研究中，调节性T细胞水平在疫苗接种期间保持稳定。同一疫苗在ASCT后的患者中进一步测试，假设自体移植为融合疫苗提供了一个最佳环境，因为肿瘤细胞减少和调节性T细胞耗竭导致的免疫环境增强。该研究取得了有希望的结果，47%的患者实现了CR/近CR（nCR）作为最佳反应，78%的患者至少实现了VGPR。值得注意的是，近35%的CR发生在移植后超过100天，在接种疫苗后。尽管可能会观察到化疗的延迟效应，但在没有维持治疗的情况下，大量的晚期反应可能暗示了疫苗介导的效应。基于这些结果，该团队被鼓励检查融合疫苗与来那度胺作为自体HCT后维持治疗的联合疗效。然而，与来那度胺一起的DC/MM融合疫苗接种并没有在移植后1年显著增加CR率，但与循环MM反应性淋巴细胞的显著增加相关，这表明了肿瘤特异性免疫。该团队进行了另一项临床试验，涉及接受自体移植的MM患者，他们在接受DC/骨髓瘤融合细胞疫苗后接受了抗程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）抗体（Pidilizumab）的联合治疗，目的是克服肿瘤细胞逃避宿主免疫的免疫抑制环境。这项试验涉及22名患者，并表明这种组合可以诱导抗肿瘤免疫反应，并且在一部分患者中，在移植后完全根除可测量的疾病。移植后，调节性T细胞水平显著下降，并在整个免疫治疗期间保持低水平。六名患者达到了VGPR的最佳反应，六名患者达到了nCR/CR。从移植起的中位PFS为19个月，随访正在进行中（表4）。其他整个细胞裂解物，如GVAX和DCOne疫苗，作为现货疫苗进行了测试，具有多样化的抗原库。MM-GVAX是一种疫苗，其中两个已建立的异质性骨髓瘤细胞系，H929和U266，与K562细胞系（GVAX®）一起给药，该细胞系被改造为过表达GM-CSF。H929表现出t(4;14)，并且NRAS突变，U266涉及BRAF和TP53途径的几个突变。注册的患者血清/尿液免疫固定阳性，并维持了至少4个月的nCR。在2021年的出版物中，15名患者中有8名（53.3%）加深了治疗反应并实现了真正的CR。中位OS为7.8年。MM-GVAX触发了克隆T细胞扩增和细胞因子反应，在所有患者中持续了长达7年。这项试验正在进行中（表4）。 DCOne是另一种现成的肿瘤疫苗，它源自人类急性髓系白血病（AML）细胞系，可以分化为完全功能的DCs的表型，并内源性地表达肿瘤相关抗原（TAA）。这些抗原与HLA分子以及对T细胞激活至关重要的各种共刺激分子一起呈现。尽管最初作为AML的癌症疫苗进行工程化，DCOne表达的肿瘤抗原也存在于包括MM在内的多种血液系统恶性肿瘤中。使用DCOne疫苗治疗MM导致激活的CD8+ T细胞扩增，这些细胞表达干扰素-γ和穿孔素。此外，将患者的肿瘤细胞与外周血单个核细胞和DCOne共培养，诱导了针对自体MM细胞的细胞毒性T淋巴细胞介导的杀伤，突出了DCOne在骨髓瘤治疗中的潜力。表5显示了使用整个肿瘤抗原治疗MM的试验总结。 6.结论和未来展望 尽管进行了广泛的研究，肿瘤疫苗尚未纳入骨髓瘤治疗。多年来，主要的研究重点是Id疫苗，这些疫苗偶尔产生免疫反应，但临床效果有限。随后的调查在临床试验中探索了不同的抗原靶标。然而，在早期试验中对各种抗原进行广泛测试，并限制了患者群体，这在建立明确结论方面带来了挑战。此外，即使在同一类型的抗原研究之间进行直接比较，也会因患者特征（如年龄、细胞遗传学/风险因素）的差异以及疫苗接种时的疾病阶段而受到阻碍。此外，许多疫苗研究是在化疗构成标准治疗的时期进行的，更多关注使用疫苗单独来根除肿瘤。然而，将疫苗接种与新建立的治疗方法（如IMiDs、蛋白酶体抑制剂和新一代免疫疗法，如嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞和双特异性抗体）结合起来，尚未得到解决。 总的来说，疫苗的复杂性以及骨髓瘤作为疾病的复杂性，为将疫苗整合到骨髓瘤治疗策略中带来了挑战。疫苗治疗是复杂的，需要彻底的实验。这包括选择肿瘤抗原、制定疫苗、确定传递工具，决定给药途径和频率、确定疫苗接种的时间，以及考虑骨髓瘤肿瘤微环境的复杂性（图1）。优化所有这些因素可能是提高临床效果的必要条件。 图1：疫苗设计考虑因素。MM（多发性骨髓瘤）骨髓微环境由包括MDSCs（髓系来源的抑制细胞）、TAM（肿瘤相关巨噬细胞）和Tregs（调节性T细胞）在内的免疫抑制元素组成。MDSCs通过IL-10刺激TAM和Tregs。MDSCs还通过IL-10抑制CTLs（细胞毒性T淋巴细胞）。Tregs通过直接的细胞间相互作用以及通过分泌抑制性细胞因子，如TGF-b和IL-10，来抑制CTL和DC（树突状细胞）的功能。此外，MM细胞分泌包括IL-6、TGF-b和IL-10在内的多种细胞因子，这些因子抑制DCs、CTLs并刺激Tregs。多发性骨髓瘤患者表达多种免疫检查点受体，包括PD-1、CTLA-4、TIM-4、LAG-3、TIGIT。末端T细胞耗竭与CD4+和CD8+ T细胞亚群失去细胞毒性相关，这些细胞亚群产生IFN-g，这是肿瘤免疫的关键细胞因子。MM，多发性骨髓瘤；MGUS，未定意义的单克隆丙种球蛋白病；SMM，隐匿性MM；BM，骨髓；DC，树突状细胞；BMSC，骨髓基质细胞；CTL，细胞毒性T淋巴细胞；MDSCs，髓系来源的抑制细胞；TAM，肿瘤相关巨噬细胞；Treg，调节性T细胞；PD-1，程序性细胞死亡蛋白1；CTLA-4，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4；TIM-3，T细胞免疫球蛋白黏蛋白-3；LAG-3，淋巴细胞激活基因3；TIGIT，T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域；白细胞介素（IL）-10；TGF-b1，转化生长因子-b1；TAA，肿瘤相关抗原；TSA，肿瘤特异性抗原。部分图表使用了/改编自Servier Medical Art（Servier；https://smart.servier.com/）提供的图片，该图片在Creative Commons Attribution 4.0 Unported License（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）下授权使用。 6.1.抗原选择 理想情况下，靶标抗原必须具有免疫原性，在肿瘤中高度表达，在正常组织中低表达或不存在，并且具有肿瘤特异性，以避免脱靶效应。包括Id、TAA和TSA在内的几种抗原已在骨髓瘤研究中进行了探索。尽管努力增强它们的免疫原性，特别是通过将疫苗接种与免疫原和佐剂结合，但临床效果并不显著。对Id以外的TSA的研究仍然有限。预测TSA作为靶标既耗时又昂贵，需要先进的方法来预测能够引发新抗原特异性T细胞反应的新抗原。此外，准确的HLA分型对于可靠地预测免疫原性抗原和提高治疗效果至关重要，这为疫苗开发增加了另一层复杂性。这是由于人类HLA等位基因的多态性，涵盖了超过24,000个独特的基因复合体。尽管使用表达多种抗原的特定于患者的疫苗（如整个肿瘤裂解物）有很强的理论基础，但可能存在随着时间推移重新建立肿瘤耐受性，促进疾病进展的潜在担忧。这可能部分解释了整个肿瘤裂解物疫苗在骨髓瘤临床环境中采用的延迟。肠道微生物群抗原具有固有的强烈免疫原性属性，但在骨髓瘤研究中仍然是一个未被探索的领域。TAA和微生物抗原之间存在高度相似的抗原表位，表明可能存在强大的交叉反应性CD8+ T细胞反应。具体来说，由特定微生物抗原诱导的T细胞记忆可能转化为抗癌症T细胞记忆，对癌症生长进行长期控制。例如，在MAGE-A10和巨细胞病毒之间观察到的分子模拟。这一发现为探索骨髓瘤相关TAA和微生物抗原之间的交叉反应性开辟了途径，为提高骨髓瘤疫苗治疗的效果提供了新的见解。 6.2.疫苗传递平台 基于肽的疫苗接种已成为引发抗肿瘤T细胞反应的有希望的方法。然而，其有效性仍然有限，即使肽与强大的佐剂共传递时也是如此。这可能归因于DC的功能失调，DC在影响抗肿瘤免疫的质量和数量中起着重要作用。因此，通过基于DC的肽方法传递肿瘤抗原正被认识到作为一种潜在的癌症免疫治疗策略。 自从DC在骨髓瘤治疗中的使用开始以来，许多研究都集中在优化DC生成上，特别是使用 idiotype 作为抗原来源。一些研究表明，来源于CD34+造血前体细胞（HPC）的朗格汉斯型DCs在刺激CTL方面比单核细胞来源的DCs更为有效。然而，它们在骨髓瘤研究中的临床应用仍然有限。此外，对来源于骨髓瘤患者的DCs的体外生成也进行了巨大关注。Shinde等人从MM和健康供体样本中生成了DCs。尽管MM-DCs和健康供体衍生的DCs都显示出成熟的表型，但MM-DCs表现出较低的迁移能力和细胞因子分泌，使它们在诱导抗MM反应方面效果较差。此外，正在探索通过各种方法增强向DCs传递抗原的努力。这些包括用抗原肽库脉冲DCs，并采用基因编辑技术，如电穿孔、脂质纳米颗粒或病毒载体来改善抗原呈递。COVID-19大流行导致mRNA疫苗的显著进展，为它们在抗肿瘤治疗中的应用提供了机会。这些疫苗提供了强大的细胞和体液免疫，超越了传统的病原体或基于蛋白的疫苗。此外，mRNA疫苗提供了诸如快速开发、安全性、较少的副作用和灵活性等优势，从而促进了个性化疫苗策略的实施，特别是在TSA的背景下。mRNA疫苗用于抗原传递代表了一种新颖的方法，值得研究其在骨髓瘤治疗中的潜力。 6.3.给药途径和接种的最佳时间 给药途径和接种的最佳持续时间仍然是正在进行的辩论主题，临床试验中的比较不足。在骨髓瘤中被忽视的另一个因素是肿瘤疫苗接种的时机。在大量已发表的临床研究中，疫苗在系统性抗癌治疗后不久被给予。这个时机带来了挑战，因为自然免疫可能在疫苗接种时被化疗抑制。一个在许多试验中探索的建议方法是在ASCT后接种疫苗的潜在益处，特别是在达到深度反应状态时。在这个阶段的细胞免疫部分的植入提供了形成抗肿瘤免疫的机会。然而，这种方法的挑战包括延迟的免疫重建，T细胞数量至少需要3个月才能恢复正常，导致对疫苗治疗的反应次优。为了解决这个问题，一些研究已经研究了ASCT前疫苗接种，然后在淋巴耗尽环境中早期进行疫苗启动的T细胞转移。然后进行移植后增强疫苗接种以扩大疫苗特异性T细胞。尽管做出了这些努力，但这种策略并没有产生有利的临床结果。然而，这些研究是有限的，需要更多的调查才能得出任何结论性结果。另一种潜在的方法是针对疾病早期阶段的患者，特别是那些具有未定意义的单克隆丙种球蛋白病（MGUS）或SMM的患者。然而，实施这一策略将需要治疗大量患者并进行长期随访以建立临床效益。到目前为止，缺乏支持这一假设的结论性研究。目前有三项正在进行的试验正在研究SMM患者的疫苗，包括我们的针对RAS突变的TG-01研究、PVX-410（来自XBP1、CD138和CS1的多肽癌症疫苗）和由个人的血液和骨髓制成的个性化癌症疫苗（表4）。 6.4.疫苗外源性因素 疫苗外源性因素，包括肿瘤微环境和骨髓瘤中宿主免疫反应的功能障碍，强调了引发有效免疫反应的复杂性。骨髓瘤肿瘤微环境由免疫抑制细胞群组成，包括髓系来源的抑制细胞、调节性T细胞和肿瘤相关巨噬细胞。此外，不充分的抗原呈递、对自然杀伤（NK）细胞溶解的抵抗力、T细胞耗竭和/或衰老，与ASCT后较差的结果相关，并特征化为多次复发疾病。骨髓瘤衍生的细胞因子，如转化生长因子（TGF）-b、IL-6和IL-10，有助于免疫功能障碍。此外，由于与年龄相关的免疫系统变化导致的T细胞无反应性，疫苗的有效性随着年龄的增长而降低。这对于平均诊断年龄为70岁的骨髓瘤来说尤其重要。另一个在骨髓瘤患者中很少研究的外源性因素是肠道微生物群对肿瘤疫苗效力的潜在影响。Radojevic等人通过分析14名健康供体的粪便微生物群组成以及单核细胞衍生的DCs的表型和产生的细胞因子，报告了肠道微生物群组成与DCs的免疫原性之间的相关性。Calcinotto等人的另一项研究表明，Prevotella heparinolytica促进了定居在肠道并迁移到转基因Vk*MYC小鼠骨髓的Th17细胞的分化，在那里它们有利于MM的进展。这个主题是复杂的，因为许多因素可能影响肠道微生物群，包括通常给予骨髓瘤患者的抗生素治疗。 6.5.疫苗与新一代疗法的结合 需要注意的是，大多数肿瘤疫苗单独使用并不能直接消除肿瘤病灶，但肿瘤疫苗在消除微小残留病（MRD）方面具有潜在的前景。因此，需要进一步的试验来定义疫苗在新的药理疗法时代的角色，如免疫检查点抑制剂（ICI）、抗体药物偶联物、双特异性抗体和CAR-T细胞。这些治疗的持久反应不频繁，但与疫苗结合的策略可以增强反应或消除MRD。例如，疫苗与ICI的结合似乎是一种合理的途径，但在缺乏明确改善疗效信号的情况下，安全性问题已成为ICI在MM临床应用的主要障碍。在双特异性抗体构建之前进行疫苗接种，可以通过创建抗原经验丰富的T细胞池来增强治疗效力。疫苗还可以促进嵌合抗原受体T细胞的扩增和效力。此外，值得注意的是，尽管双特异性抗体和CAR-T目前在MM免疫疗法领域占据主导地位，但癌症疫苗提供了独特的优势。与主要针对细胞表面肿瘤特异性抗原的CAR-T细胞或双特异性抗体不同，癌症疫苗有潜力针对细胞内抗原。这种能力提供了解决更广泛肿瘤抗原的机会。 6.6.结论 总之，尽管迄今为止针对MM的疫苗接种尚未取得令人印象深刻的临床结果，但有必要进一步研究，重点关注选择合适的抗原、患者群体、优化疫苗的时机和序列，以及确定合理的组合。这些元素与其他针对肿瘤微环境免疫抑制活性的免疫干预措施相结合，可能会带来更大的益处，并实现改善和持久的临床反应。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769 随着对自免发病机制的了解，靶向炎性细胞因子、免疫细胞和细胞内激酶的生物药和小分子抑制剂已成为治疗自免疾病的标准手段，也成了创新药竞相争夺的一块肥肉！ 图注：部分已上市产品的获批适应症布局（人工整理，累惨本猫，或有偏颇，持续修订） 今天我们聊一聊自免领域能够成药的靶点，都有哪些？ 01 细胞因子 1.1 TNF TNF是一种主要由髓系细胞和活化T细胞分泌促炎细胞因子，和多种自免疾病的发病有关。 阻断TNF通路可以对多种自免疾病起到治疗作用，包括，类风关（RA）RA、幼年特发性关节炎（JIA）、强直性脊柱炎（AS）、银屑病和银屑病关节炎（PsA）等。 而这个靶点也造就了曾经的全球“药王”阿达木单抗！除此外还有多款该靶点药物获得FDA批准，相关药物以及批准适应症情况如下表： 1.2 IL-17 IL-17A，通常称为IL-17，是Th17细胞亚群的标志性细胞因子，关于靶点的基本介绍在我们之前的文章也有写过（在文后有统一的合集，欢迎感兴趣的读者查看）。 来自动物和临床研究的证据表明，IL-23/IL-17轴是多种自身免疫性疾病（如AS、PsA和RA）的治疗靶标。目前靶向IL-17药物包括，IL-17A（苏金单抗和依奇珠单抗）和IL-17RA（Brodalumab）等。 1.3 IL-23 IL-23作为IL-12家族的一员，是一种由DC和活化的巨噬细胞分泌的促炎细胞因子。IL-23和IL-12共用p40 亚基，但IL-23更广泛地参与自身免疫性疾病的发病机制。 通过靶向IL-12/IL-23p40或IL-23p19，可以阻断IL-23信号。IL-23的阻断可有效治疗银屑病和PsA。 从目前上市的药物看，靶向IL-12/IL-23p40抗体药物为乌司奴单抗，可阻断IL-12和IL-23；靶向IL-23p19的药物包括：Guselkumab、Tildrakizumab、Risankizumab和Mirikizumab，这些药物仅抑制IL-23。 1.4 IL-1 IL-1家族包括IL-1α和IL-1β，是和先天免疫反应密切相关的促炎细胞因子。IL-1和受体的结合，需要IL-1R1与IL-1R3形成异源三聚体，随后募集髓MYD88，并触发随后的激酶级联反应，从而促进炎症反应。 目前研究认为在自免中IL-1β比IL-1α更重要。靶向IL-1的药物已有3种被批准：Canakinumab和Gevokizumab，这两种抗体药均靶向IL-1β；Anakinra，重组IL-1受体拮抗剂；Rilonacept，IL-1R1-Fc融合蛋白。 抗IL-1疗法更广泛地用于自身炎症性疾病，如全身性 JIA、AOSD和 CAPS。其他具有高炎症负荷的疾病，如痛风和复发性心包炎，也可通过 IL-1 靶向治疗进行控制。 另外，由于IL-1在炎症性疾病中的广泛作用，IL-1阻断有望在治疗顽固性自身免疫性疾病（包括SLE和系统性硬化症）及控制过度的促炎反应（如细胞因子释放综合征和巨噬细胞活化综合征）方面提供临床益处。 1.5 IL-6 IL-6是一种多效细胞因子，由各种类型细胞在感染、炎症和恶性肿瘤的情况下产生。 IL-6在生理和病理条件下具有多种生物学功能。生理状态下，IL-6负责巨噬细胞分化为M2状态，通过成骨细胞RANK配体表达的增加进行破骨细胞生成，及通过肝脏中的JAK-STAT通路进行急性期反应。 病理（炎症）条件下，IL-6 通过调节FOXP3、RORC和IL-23R表达，参与Th17分化，同时IL-6对滤泡辅助性T细胞的发育和B细胞的成熟也很重要。 阻断IL6通路可以通过靶向IL-6、IL-6R、gp130、JAK和STAT3来实现。这其中由于副作用，gp130和STAT3无法成药。目前抗IL-6抗体、抗IL-6R抗体和JAK抑制剂已被批准用于自免疾病的治疗。 经典的IL-6抗体药物托珠单抗，目前被批准用于治疗RA、JIA、AOSD、巨细胞动脉炎和细胞因子释放综合征。 1.6 I型IFN I型IFN，包括IFN-α、IFN-β、IFN-ε、IFN-κ和IFN-ω。研究表明，IFN-α在自身免疫性疾病，尤其是SLE的发病机制中起着至关重要的作用，IFN-α以外的IFN 的作用尚不清楚。 在SLE中，IFN-α通过刺激髓系DC、Th1细胞和B细胞及抑制Treg细胞来促进促炎反应，使用重组IFN-α治疗后产生的SLE样综合征的发展也表明 1 型IFN 在自身免疫性疾病中的病理作用。 IFN-α在SLE中的病理生理学意义,使得导致了I型IFN靶向免疫治疗的发展。Rontalizumab和Sifalimumab是靶向IFN-α的抗体，但在SLE中未能控制疾病活动。 02 靶向B细胞 随着对B细胞功能的研究，B细胞被认为是自身免疫性疾病的积极参与者。B细胞耗竭疗法在RA和多发性硬化症（MS）中的成功也证明了B细胞在自免中的病理意义。 除了在抗体产生中发挥作用外，B细胞还通过抗原呈递、三级淋巴组织的形成和细胞因子（如IL-6、TNF、IFN-γ和GM-CSF）的产生参与到自身免疫中。 2.1 CD20 CD20仅在pro-B细胞到记忆B细胞谱系中表达，不在浆细胞中表达。过去几十年，抗CD20疗法一直是B细胞耗竭的主要工具。 利妥昔单抗是一种靶向CD20的嵌合抗体，可有效消除 CD20+ B细胞，耗尽分泌自身抗体的浆母细胞的细胞来源，并阻止不依赖抗体的B细胞功能，从而减轻自身免疫性炎症，已经在RA和MS中获得临床试验的成功。 除利妥昔单抗外，多种具有不同结合表位、不同给药途径和效果的抗CD20药物在开发中。其中Ocrelizumab和Ofatumumab是人源化抗CD20 抗体，已被批准用于复发性MS。 2.2 CD19 CD19在CD20+ B 细胞以及 CD20- 浆母细胞和一些浆细胞上表达，可以起到针对抗 CD20 治疗耐药的B 细胞耗竭作用。 人源化抗CD19抗体Inebilizumab已经被批准用于治疗视神经脊髓炎谱系疾病，并且正在进行临床试验以治疗其他炎症性神经系统疾病。 2.3 B细胞活化靶点 抑制B细胞的另一种方法是阻断与B 细胞成熟和存活密切相关的因子这包括：BAFF受体（BAFF-R），在除浆细胞外的大多数B 细胞亚群上表达；B细胞成熟抗原（BCMA），在浆母细胞和浆细胞上表达。 贝利尤单抗是一种人源化抗BAFF抗体药物，是FDA批准的用于SLE的第一个靶向免疫疗法。然而，贝利尤单抗并不对所有SLE患者具有疗效。Ianalumab是一种抗BAFF-R的单克隆抗体，在原发性干燥综合征（pSS）患者的II期试验中显示出有希望的结果。 Telitacicept是一种TACI-Ig融合蛋白，基于其对BAFF/APRIL系统的抑制作用，也正在临床开发中。 03 靶向T细胞 作为适应性免疫的关键参与者，T细胞在自身免疫的发生和发展中起着关键作用。因此靶向T细胞也是自免靶向药物开发的重要考量因素。 3.1 CD28 CD28信号通过激活MAPK、AKT和NF-κB通路激活T细胞。 CTLA-4是CD28的负反馈调节因子通过占据 CD80 和CD86 来抑制 CD28 信号传导。基于CTLA-4的负向调节，设计了CTLA4 胞外结构域和IgG Fc 区（阿巴西普，CTLA4-Ig）组成的融合蛋白，目前阿巴西普已经被批准用于治疗RA 和 JIA，已证实对控制炎症性关节炎有效。 其它类似药物还包括Belatacept 和MEDI5256，正处于临床研究阶段。 3.2 CD40 CD40通路是T细胞的主要激活信号，与CD40L连接后，上调CD80和 CD86 表达。活化T 细胞的CD40L与靶细胞CD40结合时，多个激酶级联反应会激活转录因子，如NF-κB和AP1，以诱导细胞存活、增殖和分化。 CD40信号转导对于参与T 细胞依赖的抗体产生、生发中心形成和记忆 B 细胞分化的B 细胞-T 细胞相互作用尤为重要。 由于其在 B 细胞功能中的关键作用，靶向CD40 信号转导的治疗潜力已在临床前和临床研究中得到研究。Iscalimab（一种人源化抗 CD40 mAb）最近的II 期试验显示pSS 患者的临床改善，随后的 III 期试验正在进行中。 3.3 其它 靶向其他共刺激信号转导的免疫疗法，如ICOS和OX40 通路，也正在开发中，以抑制自身免疫性疾病中的 T 细胞效应功能。 作为在活化的CD4+ T 细胞上表达的共刺激分子，ICOS和OX40参与T细胞的存活、分化和活化。 04 激酶靶向治疗 JAK家族由JAK1、JAK2、JAK3和TYK2组成，与细胞因子受体（包括IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-13R 和1型IFN）、生长激素和促红细胞生成素有关。 由于JAK在细胞因子通路的关键作用，JAK抑制剂已经被批准用于RA、PsA和溃疡性结肠炎。 除JAK抑制剂外，布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）抑制剂也有望通过调节 B 细胞功能来改善自身免疫性炎症。目前正在研究 BTK 抑制剂在各种自身免疫性疾病中的应用，包括 RA、MS、pSS 和SLE。 05 结论 过去几十年，靶向免疫药物的进步彻底改变了自免疾病患者的治疗和临床结果。 目前的靶向免疫疗法通过阻断炎性细胞因子、细胞表面分子和细胞内激酶来抑制主要的促炎信号通路。尽管靶向治疗在自身免疫性疾病中取得了巨大成功，但在药物疗效和长期安全性方面仍未满足医疗需求。 除了阻断炎症通路外，未来的疗法还旨在诱导长期的免疫耐受，同时保持保护性免疫功能。希望生物技术的进步和疾病知识将为开发具有更高治疗效果和最小不良反应的新药提供机会。 END 免责声明：本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。 OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769

摘要：过继免疫治疗使用嵌合抗原受体（CAR）重定向的T细胞是一种新的治疗范式，它使用一类新的治疗“药物”在某些迄今为止难以治疗的B细胞恶性肿瘤患者中产生完全且持久的缓解。CAR T细胞源自患者自身的免疫细胞，这些细胞在体外通过基因工程改造，带有能够结合特定目标并在目标结合时传递激活信号的CAR。CAR激活细胞毒性T细胞以有效、重复和持久的方式破坏和消除识别的癌细胞。然而，各种障碍限制了CAR T细胞在其他类型的癌症或其他疾病中的广泛应用。目前的挑战包括设计最优的CAR、积极穿透肿瘤病变，并在不诱导对健康组织产生毒性的情况下维持T细胞的抗肿瘤激活。本章回顾了CAR的代际、增强CAR T细胞效力和选择性的策略，以及为日益增多的患者建立高效的制造流程。 1.原型嵌合抗原受体（CAR，T-Body，免疫受体） 在20世纪80年代中期，Steven A. Rosenberg（美国国立卫生研究院）将从黑色素瘤活检中分离并大量体外扩增的肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）重新注入黑色素瘤患者体内时，患者T细胞识别和有效摧毁癌细胞的能力变得显而易见。这些以及随后的发展促使了采用自体免疫细胞治疗肿瘤患者的概念，这些免疫细胞有能力在大量患者中诱导肿瘤退缩和长期缓解。这些扩增的TILs被认为对特定肿瘤抗原具有特异性，并具有迁移能力以进入肿瘤病变；然而，抗原特异性大多仍然未知。 接下来的几年中，为了给患者的T细胞提供明确的靶向特异性，人们付出了巨大的努力；与T细胞受体（TCR）链或重组嵌合抗原受体（CAR）的遗传工程化，证明是成功的策略之一。与TCR不同，CAR是一个复合的、单多肽链跨膜受体，它在目标识别时提供靶向特异性和T细胞激活能力。原型CAR由四个主要结构域模块化组成：在细胞外末端是用于目标识别的单链可变区（scFv）抗体，一个连接到跨膜结构域的间隔区，以及主要来自TCR/CD3ζ或Fcε受体I（FcεRI）的细胞内信号传导结构域，有或没有连接的共刺激结构域（图1）。目标细胞表面的同源抗原的参与启动了CAR工程化免疫细胞的激活，导致持久的T细胞反应。每个CAR结构域都有独特的功能，并对重定向的T细胞激活产生影响；对于每个特定应用，CAR设计需要进行一些调整，以提供优化的靶向和T细胞激活，如下文详细描述。 图1 嵌合抗原受体（CARs）的世界在不断增长。第一代CAR在细胞外域（外域）中拥有抗原结合和间隔基团，在跨膜域中，在细胞内域（内域）中拥有来自CD3ζ或FcεRI γ链的激活基团。第二代CAR除了拥有一个共刺激域之外，第三代CAR在内域中拥有两个共刺激域。第四代CAR（“TRUCK”，“T细胞重定向用于通用细胞因子介导的杀伤”）由第二代或第三代CAR组成，该CAR在CAR信号传导后诱导转基因蛋白的表达。虽然在规范设计中描绘，但已经工程化了大量CAR变体，每种变体都针对不同的应用进行了优化。 原型CAR的基本设计最初由Zelig Eshhar及其同事（魏茨曼科学研究所）提出，他们展示了一个模块化复合受体，最初命名为“T-Body”或“免疫受体”，具有用于结合的抗体衍生结合域和用于T细胞激活的TCR信号域，为工程化T细胞提供了特异性识别和激活。在随后的几年中，引入了许多修改，允许靶向广泛的抗原，并通过各种细胞内结构域发送信号，以启动和重定向定义的免疫细胞功能（表1）。 表 1 CAR构建模块及其替代模块。 EMA（欧洲药品管理局）批准。其他使用其他宿主细胞和不同CAR设计的应用程序也在早期临床试验中越来越多地被研究。 规范的CAR由抗体衍生的结合域、间隔区、跨膜域和细胞内主要及共刺激信号域模块化组成。每个结构域可以通过不同的模块构建，这些模块影响不同的变量，并最终影响T细胞的激活和性能。 CAR工程化的细胞毒性T细胞重定向至癌细胞是该技术研究最多的应用；自体抗CD19 CAR T细胞的过继转移成为美国食品药品监督管理局（FDA）批准的首个基因工程细胞疗法；随后，欧洲药品管理局（EMA）也批准了。使用其他宿主细胞和不同CAR设计的其他应用也越来越多地在早期临床试验中研究。 2.CAR的模块化组成：细胞外CAR结构域 2.1.结合域 抗原结合域传统上由来自小鼠或人类单克隆抗体的单链可变区（scFv）组成。通过短柔性连接子（通常是(Gly4Ser)3肽）将重链（H）和轻链（L）抗体链的可变（V）区域连接起来，形成VH-linker-VL或VL-linker-VH的顺序。甘氨酸残基提供了灵活性，以允许VH和VL正确折叠形成抗原结合口袋，而丝氨酸则为连接子提供了一些溶解性。VH和VL链的空间位置和相互作用可以显著影响亲和力、特异性和溶解性。足够高的结合亲和力对于诱导T细胞激活至关重要；然而，存在一个亲和力上限，超过该上限CAR介导的T细胞激活不会改善，但会导致激活诱导的细胞死亡（AICD）。在CAR的背景下，一些scFvs通过张力信号独立于抗原参与诱导AICD、耗竭和T细胞的终端分化。除了亲和力和细胞表面的抗原密度外，目标表位在抗原内的位置也很重要；通常，靶向膜近端表位比靶向膜远端表位诱导更强的T细胞激活。 通过使用抗体进行靶向，CAR介导的识别是MHC独立的。这在靶向MHC-肽处理和呈递机制有缺陷的肿瘤时是有益的。此外，通过抗体识别目标，还可以识别传统T细胞看不见的抗原，如碳水化合物、脂质或抗原的结构变体。规范的CAR识别目标细胞表面的抗原；也可以通过使用特异性针对定义的MHC-肽复合物的抗体，工程化MHC-肽识别CAR，使其能够感知由MHC呈递的细胞内抗原。例如，一个scFv识别HLA-A2背景下的NY-ESO-1肽的CAR提供了与相应TCR类似的TCR样识别目标。 2.CAR的模块化组成：细胞外CAR结构域 2.2.间隔区 原型CAR经常在抗原结合域和跨膜域之间包含一个“间隔区”，以便接近目标抗原；连接的铰链区提供了一定的灵活性。间隔区的类型和长度对于最佳目标结合和信号传递至关重要。间隔区并非必需，因为有些CAR在scFv直接融合到跨膜域时是活跃的，而其他CAR只有在具有一定长度的间隔区时才活跃。间隔区通常来源于IgG1或IgG4恒定域或来自细胞外CD28、CD4或CD8（图2）。一般的想法是，间隔区在工程化T细胞和相应目标细胞之间提供最佳距离，以允许与目标细胞形成有效的接触区。基于TCR-MHC相互作用的知识，人们普遍认为CAR-目标相互作用需要在T细胞和目标细胞之间创建约15纳米的距离，以最佳形成接触区。因此，针对膜近端表位需要较长的间隔区，而较小的间隔区对更远离膜的表位是最佳选择；通过使用不同长度的间隔区可以轻松调整距离。在这个背景下，IgG衍生的间隔区具有可以通过结合一个、两个或三个CH1-CH2-CH3部分来调整长度的优势。IgG1衍生的间隔区还有利于CAR分子的稳定；然而，它可能与髓系细胞上的Fcγ受体（FcγR）（CD64）结合，介导CAR T细胞和髓系细胞的“非肿瘤”激活。这可以通过删除间隔区内的IgG1 CH2域或通过删除IgG1 Fc受体结合部分内的Asn297糖基化位点来预防。类似的修改也可以引入到IgG4间隔区。 图 2 第二代CAR设计的变体。由于模块化组成，可以使用各种替代域来构建CAR，其中一些示例性地列出。各个组分的变化允许调节CAR的结合和信号传导，最终调节细胞功能、代谢和工程化T细胞的抗肿瘤活性。其他变体旨在提高结合亲和力、目标的可及性、信号强度和细胞膜上的持久性等。最后，安全预防措施导致CAR设计中进一步的修改。 2.3.跨膜区 典型CAR的跨膜区来源于如CD3ζ、CD4、CD8α、CD28或OX40等类型1跨膜蛋白，由20-23个疏水性氨基酸组成，富含亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸（图2）。带有CD3ζ跨膜域的CAR似乎比其他CAR更有效地整合到TCR/CD3复合体中，因此在表达和信号传导方面更为稳健；带有CD28跨膜区域的CAR似乎同样稳定。另一方面，带有CD8α铰链和跨膜域的CAR不易于AICD；然而，它们通过减少促炎细胞因子的释放来介导较少的T细胞激活。 2.4.细胞内信号传导域 “第一代”CAR完全通过主要信号传导域（信号-1）进行信号传导。TCR/CD3ζ细胞内链含有三个免疫受体酪氨酸激活基序（ITAMs），FcεRI γ链含有一个ITAM，这些在磷酸化后作为下游信号蛋白的特定适配器。因此，CAR利用内源性TCR信号机制来启动T细胞激活事件的级联。下游激酶如Lck或Fyn也可以作为CAR介导的T细胞激活的主要信号，等等（图2）。CAR信号传导域本身足以与下游激酶结合并启动有效的激活级联，因为CAR在TCR敲除细胞和非T细胞如NK细胞中也是功能性的。然而，仅有主要信号的CAR不足以激活以允许长期持久；这样的CAR T细胞迅速进入凋亡。根据“双信号假说”，静息T细胞还需要一个共刺激信号以持续激活。这就是将主要信号与共刺激信号（信号-2），如CD28或4-1BB（CD137），结合在“第二代”CAR中的理由。也在临床前和临床上探索带有替代共刺激域的CAR，如OX40、ICOS、CD27、CD40-MyD88、CD2和CD244。为了方便下游激酶的接近，CD28通常位于膜近端位置，随后是远端位置的CD3ζ；OX40和4-1BB在膜远端和近端位置都活跃。与第一代CAR相比，第二代CAR T细胞在细胞因子释放、扩增和抗肿瘤活性方面显示出稳健和持久的反应。 CAR介导的共刺激以不同的方式影响T细胞效应功能、存活、持久性和代谢。例如，4-1BB CAR T细胞在患者血液中的持久性超过6个月，而CD28 CAR T细胞在3个月之后大多无法检测到。经过重复刺激后，CD28 CAR T细胞重新编程为CD45RO+ CCR7−效应记忆细胞，这些细胞随后需要OX40来延长持久性并避免快速耗竭；4-1BB CAR T细胞主要转化为CD45RO+ CCR7+中央记忆细胞，并在外围血液中长期持久。CD28 CAR信号激活PI3K/Akt/mTOR途径，刺激有氧糖酵解，增加葡萄糖摄取和ATP生成，而4-1BB CAR信号激活Wnt/β-catenin途径和脂肪酸氧化，增加代谢和线粒体呼吸链能力。典型的Wnt/β-catenin有利于中央记忆细胞的形成和T细胞的长期存活，而CD28诱导的PI3K/Akt信号维持效应细胞的即时响应。在高剂量下，CD28和4-1BB CAR T细胞都能在临床前模型中根除大型已建立的肿瘤；在低剂量下，CD28 CAR T细胞比4-1BB CAR T细胞表现出更大的耗竭程度，结果是4-1BB CAR T细胞在长期内更有效地根除大型肿瘤负荷。另一方面，带有4-1BB CAR的T细胞仍然对肿瘤介导的通过TGF-β的抑制敏感，这对CD28 CAR T细胞来说较少见。因此，选择CAR设计的标准取决于多个参数，包括T细胞持久性、抗抑制能力、共刺激和共抑制配体的模式、肿瘤细胞上的抗原密度、T细胞上的CAR密度等。 “第三代”CAR结合两个共刺激域以及主要激活信号。联合共刺激的好处只在少数情况下得到证明，例如，通过CAR提供CD28-OX40共刺激对T细胞在终端成熟中的进展有益。 3.TRUCK：“第四代”CAR T细胞 CAR T细胞可以用来按需将转基因蛋白输送到预定的、靶向的组织。因此，CAR T细胞被设计成带有CAR诱导表达盒的额外“有效载荷”。所谓的“第四代”CAR T细胞，即TRUCKs（“T细胞重定向用于通用细胞因子介导的杀伤”），旨在在靶向组织中沉积分泌型转基因蛋白，以实现治疗有效浓度（图3）。“有效载荷”的表达受NFAT6-IL-2最小启动子的控制，该启动子在CAR信号传导时被激活；有效载荷可以是转基因编码的任何蛋白或肽。这种策略特别有趣，因为它结合了重定向CAR T细胞攻击和局部沉积的生物活性蛋白的作用，同时避免了系统毒性。只要CAR T细胞保持激活状态，TRUCKs就会沉积转基因产物，例如，IL-12或IL-18作为转基因免疫调节剂，以特定方式塑造靶向肿瘤环境，而不引起系统毒性。累积的TRUCK产生的IL-12在CAR靶向的肿瘤组织中招募天然免疫细胞，如NK细胞和巨噬细胞，在那里反过来启动二次抗肿瘤免疫反应。IL-12 TRUCKs抵抗Treg细胞的抑制，并显示出增加的细胞因子释放和扩增。当快速进展的肿瘤积累抗原丢失的癌细胞，导致对CAR T细胞不可见的肿瘤复发时，这种策略特别有趣。释放IL-18的TRUCKs将CAR T细胞转化为T-bet高FoxO1低效应细胞，抵抗耗竭并显示出对大型已建立肿瘤的优越细胞毒性。IL-18 CAR T细胞治疗改变了整个肿瘤免疫细胞景观，特别是通过增加CD206− M1型巨噬细胞和NKG2D+ NK细胞的数量，减少抑制细胞如Tregs、抑制性CD103+ DCs和M2型巨噬细胞。其他例子包括释放过氧化氢酶以保护T细胞免受过氧化压力介导的抑制和释放肝素酶以改善T细胞通过肿瘤基质的穿透。 图 3 第四代CAR T细胞（“TRUCKs”）。在抗原结合时，第二代或第三代CAR诱导表达一种转基因蛋白，该蛋白在细胞内作用、整合到膜中或由CAR T细胞释放。释放的转基因蛋白旨在改变肿瘤环境、重塑肿瘤组织或吸引二次免疫反应。CAR T细胞被诱导仅在CAR与其靶标结合时释放蛋白质，从而将“有效载荷”在预定义的交付点作为“TRUCK”进行交付。这种CAR T细胞被理解为“活体工厂”，用于精确和持续地交付治疗性细胞产品。 所谓的“装甲CAR”通过产生4-1BB配体提供增加的共刺激通过刺激4-1BB途径。工程化的T细胞被设计为分泌Toll样受体（TLR）配体，可以刺激T细胞和抗原呈递细胞上的TLR途径，然后可以激活一组T细胞进行广泛的抗肿瘤攻击。靶向Muc16ecto（即黏蛋白-16（CA-125）的膜保留残余物）并分泌IL-12的CAR T细胞正在临床试验中评估（NCT02498912）。IL-15 TRUCK细胞显示出改善的扩增和抗肿瘤活性，但在未受控制的扩增情况下需要自杀基因，由于其白血病潜力。“装甲”CAR通过与CAR共表达IL-7受体-α链来恢复对IL-7的反应性，并促进Th1反应。类似地，在IL-4水平增加的前列腺癌中，共表达IL-4结合/IL-7信号传导受体提高了抗PSCA CAR T细胞的抗肿瘤活性。另一方面，CAR T细胞上共表达的显性负性TGF-β DNRII受体可以在TGF-β存在的情况下与TGF-β竞争，以改善T细胞的抗肿瘤活性。也可以设想提供细胞因子或细胞因子受体之外的应用，如输送可溶性HVEM外域，以靶向肿瘤血管，以维持肿瘤穿透。 4.具有双重特异性、组合抗原识别和条件性CAR的CAR T细胞 原型CAR通过一个scFv将特异性重定向到一个抗原；多种原因要求具有多重特异性的CAR：(1)肿瘤病变在可靶向抗原方面可能是异质的，或在肿瘤进展过程中丢失抗原；(2)靶向癌细胞和肿瘤基质或血管可能有益或需要增加治疗效果。将两种或更多CAR T细胞产品应用于癌症患者基本上是可行的，尽管需要在GMP条件下制造两种细胞产品。例如，通过顺序输注应用CD19和CD22 CAR T细胞目前正在评估治疗难治性B-ALL的试验中（NCT03620058）。或者，T细胞被设计为表达两个CAR，即所谓的双顺反子CAR，每个CAR针对不同的抗原（图4）。通过灵活的连接子将两个scFv相互连接，设计出具有双重特异性的CAR。这种串联排列的双特异性CAR（“串联CAR”，“Tan-CAR”）或环状结构，针对两种不同的抗原，并能够在结合任一抗原时提供T细胞激活（“或”门控）；具有其中一种相应抗原的目标细胞仍然被识别。除了两个连接的scFv外，双抗体、二合一抗体和双变量域抗体也可以用来设计具有两种特异性的CAR。三特异性CAR包含单价和/或多价CAR结构的组合，以针对三种抗原，进一步扩大靶向特异性。一个例子是设计了一种双特异性CAR，将针对CD20和CD19的scFv连接起来，旨在减轻在接受CD19 CAR T细胞治疗后经常发生的B细胞白血病/淋巴瘤的复发。CD19− CD20+白血病细胞的复发旨在通过CD20-CD19双特异性CAR T细胞得到控制。双特异性CAR中scFv的顺序取决于特定抗原中目标表位的空间可及性。CD20-CD19 CAR对CD19和CD20都具有相同的结合能力，并重定向T细胞激活，而CD19-CD20 CAR则效率要低得多。其他双特异性CAR的例子是针对CD19和CD123治疗B-ALL或CD19共靶向CD22、ROR1和免疫球蛋白κ轻链（Igκ）。多特异性CAR T细胞目前正在早期临床试验中评估。通过双顺反子表达盒设计了同时具有CD19和CD22 CAR的T细胞，正在进行治疗高风险B-ALL或干细胞移植后复发的试验（NCT03289455）。具有CD19和CD22特异性的双价CAR正在评估治疗B-ALL或B细胞淋巴瘤（NCT03241940, NCT03233854, NCT03330691, NCT03448393, NCT03019055）。目前正在进行的II期试验中评估了针对BCMA两个表位的双特异性CAR（NCT03758417）。 图4 基于逻辑门控的CAR介导的T细胞激活，以证明在肿瘤靶向中的选择性。共表达两种CAR，每种CAR在与相应的目标抗原结合时都能完全激活T细胞；双特异性CAR（串联CAR，Tan-CAR）也是如此。在这种情况下，通过表达抗原A或B或两者的细胞激活T细胞（"OR"门控）。为了仅通过同时表达A和B抗原的细胞激活CAR T细胞，识别A的CAR仅通过CD3ζ提供基本激活，这不足以实现完全和持续的激活，而识别B的CAR提供共刺激；通过两种CAR的同时信号传导诱导T细胞完全激活（"AND"门控）。识别抗原A的synNotch CAR驱动转录并表达第二种CAR，该CAR在识别抗原B时驱动T细胞完全激活。具有ITIM（免疫受体酪氨酸基抑制基序）的抑制性CAR在其识别的抗原B结合时阻止通过激活CAR的信号传导。当抗原B不存在时，CAR可以在结合抗原A时激活T细胞（"A-not-B"门控）。 当结合两种抗原时，双特异性CAR比单特异性CAR具有更高的亲和力，理论上稳定了突触并改善了T细胞对低抗原水平目标细胞的反应。这种情况可以用来只将CAR T细胞重定向到表达两种抗原而不是一种的细胞（图4）。这种“与”门控的抗原模式旨在提高对癌细胞的靶向选择性，同时保留健康细胞。两个共表达的抗原被两个共表达的CAR识别，每个CAR识别特定的抗原，并分别提供主要或共刺激信号。这样，只有同时结合两种抗原才提供完全T细胞激活所需的两个信号；结合一种抗原是不足够的。组合抗原识别的例子是，通过CD3ζ CAR靶向ErbB2和通过CD28 CAR靶向Muc1，或通过CD3ζ CAR靶向间皮素和通过CD28 CAR靶向叶酸受体-α。靶向CD13和TIM3的双特异性和分裂CAR T细胞在临床前模型中根除患者衍生的急性髓性白血病细胞，减少了对骨髓和外周髓性细胞的毒性。 通过异二聚体化两个多肽链，可以加强两个CAR上的初级和共刺激信号的组合；一个链由细胞外和跨膜以及初级信号传导部分组成，第二个链提供共刺激信号传导部分，并通过添加“二聚体化剂”与第一个链相连。CAR在二聚体化剂允许异二聚体化和功能性CAR形成之前保持沉默。通过滴定二聚体化剂剂量可以微调T细胞活性；撤除二聚体化剂终止CAR信号。只有当每个CAR信号单独不足以驱动T细胞激活时，才能通过组合抗原识别实现清晰的“开-关”T细胞激活。由于预先激活的T细胞中的CD3ζ信号可能重新诱导T细胞反应，因此需要调整信号或降低结合亲和力以实现平衡的激活阈值。 可调CAR的另一种策略基于合成Notch（synNotch）受体。Notch由一个细胞外受体、一个跨膜域和一个细胞内转录调节器组成，激活后介导内部域的蛋白水解，释放细胞内转录调节器。这些特性用于控制与Notch受体不同特异性的真正CAR的转录。优点在于Notch受体的抗原识别基于逻辑“与”门控，并以空间定义的方式控制CAR T细胞功能。在CD19结合后，CD19特异性synNotch受体释放转录效应域Gal4-VP64或TetR-VP64以诱导抗间皮素CAR的表达。只有当在靶向组织中同时识别synNotch配体和CAR配体时，T细胞才被激活。另一个例子是通过CAR靶向ROR1和通过Notch受体靶向EpCAM或B7-H3。虽然CAR的“开开关”决定了靶向癌细胞的选择性，但这种策略可能受到诱导足够水平的CAR表达和在没有Notch信号进一步发生时衰减CAR所需的时间的限制。 工程化T细胞的TCR特异性也可以用来提供更复杂的识别轮廓。带有γδ TCR的T细胞识别肿瘤细胞特有的磷酸化抗原；转基因表达GD2特异性CAR和共刺激域只会在γδ TCR和CAR同时结合它们相应的抗原时提供完全的T细胞激活；由于缺乏γδ TCR激活，不会攻击GD2+的健康细胞。 虽然许多可靶向的抗原既表达于健康细胞也表达于癌细胞，但有些抗原仅由健康细胞表达，而癌细胞缺乏表达。在这种情况下，结合共同抗原“A”但在结合健康细胞上的抗原“B”时阻断，将阻止CAR T细胞激活对抗健康细胞（图4）。带有ITIM（免疫受体酪氨酸基抑制基序）的抑制性CAR只要结合其相应的抗原“B”，就阻止通过激活性CAR的信号传导。结合缺乏抗原“B”的“A”癌细胞允许CAR T细胞激活，因为缺乏通过抑制性CAR的信号传导（“A非B”门控）。 5.具有植入多重抗原特异性的通用CAR 目前，原型CAR具有一个确定的抗原特异性；改变特异性需要用新的CAR工程化T细胞。在这种情况下，开发了一种“通用”CAR，它识别一种抗体，该抗体转而提供癌症特异性（图5）。例如，抗癌抗体的免疫球蛋白Fc区域被具有CD16作为结合域的CAR结合。CD16 CAR T细胞结合抗癌抗体，从而获得对癌细胞的特异性。或者，CAR结合至与抗癌靶向抗体相关联的蛋白质表位。具有荧光素异硫氰酸酯（FITC）特异性CAR的T细胞识别FITC标记的叶酸，该叶酸与叶酸受体阳性癌细胞结合。也可以设想将其他表位与桥接抗体相关联，如亲和素。同时添加不同特异性的抗体，允许将相同的CAR T细胞产品（“UniCAR”）重定向至多种抗原，无需重新制造CAR T细胞。该策略的优点是同时使用不同的抗体靶向广泛的抗原，同时只应用一种制造的CAR T细胞产品。实际的特异性由应用的抗体混合物在治疗足够浓度下定义。随着应用的抗体的短半衰期，此外，意外的不良事件在抗体撤除后很快就会有限。从机制上讲，有效的肿瘤控制需要CAR T细胞和连接抗体都渗透到肿瘤病变中；目前尚不清楚这是否适用于晚期实体瘤。也尚未解决“通用”CAR T细胞是否能够建立对癌症抗原的持久免疫记忆，这被认为是长期控制癌症所需的。 图 5 “通用”CAR的概念。T细胞表达一种特异性针对标签的CAR，该标签与连接分子相连，最好是天然抗体、单链抗体(scFv)或双特异性T细胞导向抗体(BiTE)，这些分子能够识别肿瘤细胞上的目标抗原。通过添加不同的连接分子，无需工程化新的CAR T细胞，就可以为T细胞配备不同的特异性。这被认为在将CAR T细胞应用于患者后也是可行的；注入针对不同肿瘤抗原的抗体，为CAR T细胞提供不同的特异性。 6.转换抑制信号为激活信号的Switch CAR 在肿瘤病变中，重定向的T细胞攻击通常以各种方式受到抑制；抑制性配体如程序性细胞死亡配体-1（PD-L1）和PD-L2与激活的T细胞表达的程序性细胞死亡-1（PD-1）结合。一种结合这种抑制性配体但向工程化T细胞传递激活信号的CAR，不仅可以与抑制性受体竞争结合，还可以通过提供激活信号克服抑制（图6a）。理想情况下，PD-L1:CD28 “开关”CAR在工程化T细胞中克服PD-1介导的抑制信号。特别是，一个具有PD-1细胞外域结合PD-L1和CD28细胞内信号传导域的CAR，将抑制信号转换为激活信号，导致ERK磷酸化增加，促炎细胞因子释放，T细胞扩增和目标细胞的细胞溶解。由TIGIT（具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体）的外域与CD28共刺激域融合而成的嵌合受体，在结合TIGIT配体CD155时增强T细胞功能。鉴于肿瘤组织提供的大量抑制信号，确定需要克服的“关键”抑制因素以维持有效的T细胞反应仍然是一个挑战。 图 6 开关CAR和抑制性CAR（iCAR）。(a) 开关CAR与生理性T细胞抑制性受体的配体结合，但为工程化T细胞提供激活信号。(b) 抑制性CAR在与抗原结合后，通过ITIM信号向工程化T细胞提供负信号。抑制信号压倒了通过TCR或共表达的激活CAR的激活。 7.抑制性CAR：iCARs 虽然原型CAR向工程化T细胞提供激活信号，但具有抑制信号的CAR旨在在结合健康细胞时抑制CAR T细胞激活。理想情况下，抑制性CAR通过在面对健康组织时覆盖激活CAR信号来减轻非肿瘤毒性。与激活性、肿瘤特异性CAR共表达的具有优势抑制信号的CAR，识别健康细胞；从而CAR T细胞只在结合癌细胞时激活，抑制性CAR不结合健康细胞（图6b）。这种抑制性CAR提供PD-1或CTLA-4信号，并覆盖癌症特异性CAR的激活信号。 8.异体CAR T细胞和CAR NK细胞 到目前为止，CAR T细胞治疗是一种通过体外制造患者自己的T细胞的个性化治疗。这不仅繁琐、成本密集和耗时，而且在患者晚期疾病无法提供足够或足够活跃的T细胞进行CAR工程化时通常也不适用。在这种情况下，异体“现成的”CAR T细胞将为广泛的患者群体带来好处。为了避免移植物抗宿主病（GvHD），需要删除内源性的αβ TCR和HLA分子，这可以通过锌指核酸酶或CRISPR/Cas技术实现。随后清除剩余的TCRαβ T细胞，通过污染的异体TCR+细胞降低GvHD风险。T细胞通过转录激活样效应核酸酶（TALENs）技术在TCRα和CD52位点进行基因编辑，用于治疗无法生产自体CAR T细胞的患者的儿童CD19+ ALL。CD52存在于患者的恶性B细胞上，需要从CAR T细胞中删除，以允许消除恶性淋巴细胞，同时保留注入的CD52阴性CAR T细胞。对于工程化异体CAR T细胞，CRISPR导向RNA和Cas9目前由病毒载体编码以实现组成性表达；当前的研究旨在短暂提供基因编辑工具，而不持久的载体，以最小化非目标编辑。 针对BCMA治疗多发性骨髓瘤的异体CAR T细胞，通过BCMA CAR和基因编辑技术进行了改造，以限制TCR介导的免疫反应。通过将CD20模拟表位整合到CAR的细胞外域，使CAR T细胞能够通过利妥昔单抗消除，从而提供了异体BCMA CAR T细胞的安全性。 关于使用异体效应细胞，NK细胞也可以用于诱导有效的抗肿瘤反应，因为它们具有细胞毒性潜力和分泌促炎细胞因子。除了使用异体细胞，使用NK细胞进行癌症的过继细胞治疗有很强的生物学理由；NK细胞表现出广泛的抑制性和激活性受体库，以识别外来、感染或恶性细胞。两种信号的平衡最终诱导或阻断细胞毒性CD56dim NK细胞释放细胞毒性颗粒以杀死目标细胞。虽然可能存在广泛的NK细胞亚群多样性，基于激活和抑制受体的库，但通过CAR工程化NK细胞将为特定癌细胞提供预定的特异性。原型CAR具有CD28-CD3ζ信号也在NK细胞中活跃；具有NK细胞2DS2和DAP12信号蛋白的CAR产生了更强的抗肿瘤活性。为NK细胞工程化的CAR通常包含DAP10或DAP12用于激活，单独或与CD3ζ一起。具有NKG2D作为结合物和DAP10-CD3ζ用于激活的CAR有效地激活了小鼠模型中针对骨肉瘤的原代NK细胞。CD3ζ在NK细胞中作为激活域优于DAP10，而DAP12优于CD3ζ。 9.制造CAR T细胞用于临床应用 对于临床应用，CAR T细胞产品是根据良好生产规范（GMP）规则，使用预期接受患者的自体T细胞制造的（图7）。在大多数情况下，通过白细胞分离术收集血液，分离T细胞，通过病毒感染或电穿孔进行基因工程改造，并扩增到临床相关的数量。大多数临床试验使用通过γ-逆转录病毒或慢病毒基因转移修饰的T细胞；基于转座子的载体，如Sleeping Beauty和PiggyBac，越来越多地应用于临床，其好处是避免了成本和时间密集型的病毒生产。病毒和转座子介导的基因转移程序旨在永久性地修改患者的T细胞以表达CAR；一些试验使用通过RNA电穿孔修饰的T细胞进行短暂的CAR表达。在永久性基因改造后，插入突变和随后成熟T细胞的致癌转化的风险似乎很低，到目前为止在这方面还没有报告致癌事件。一个需要注意的问题是，通过慢病毒转移，CAR基因插入到Tet2位点导致T细胞的克隆扩增，然而，它们自发地收缩了。然而，白细胞分离产品中污染的恶性细胞也可能意外地被CAR改造，存在重新输注给患者后通过CAR介导的肿瘤促进的风险。 图7 CAR T细胞制造和患者治疗时间表。(a) 通过白细胞分离术从患者体内收集T细胞，并在体外处理以获得最终的CAR T细胞产品，包括T细胞工程化以携带CAR、扩增至临床相关数量，以及最终的质量控制程序（QC）。在输注CAR T细胞产品之前，患者需接受非清髓性淋巴细胞减少（“预处理”），以促进CAR T细胞的植入和体内扩增。随后需要院内护理以管理潜在的副作用，如CRS或神经毒性。(b) 体外CAR T细胞制造过程通常从白细胞分离产品开始，并涉及多个后续生产步骤，包括T细胞分离和激活、基因工程、CAR T细胞扩增、制剂、CAR T细胞产品的冷冻保存，以及最终的质量控制以供释放。整个过程可以手动运行，或在监督下（半）自动化进行。 经过基因改造后，CAR T细胞在细胞因子存在的情况下在体外广泛扩增到临床相关的细胞数量；目前使用手动处理的摇动反应器或袋子以及完全自动化和监督处理设备。自动化的目标是允许以高再现性和质量进行生产，并从越来越多的患者中并行生产细胞，并缩短静脉到静脉的时间。 最适合CAR治疗的T细胞群体被认为是具有急性炎症特征的原始或年轻中央记忆细胞。在IL-2存在下扩增CAR T细胞优先触发效应T细胞，而IL-7或IL-2加IL-15扩增具有持续细胞因子释放和抗肿瘤活性能力的中央记忆T细胞。添加IL-21使CAR T细胞保持较少分化状态。刺激方式不仅决定了扩增CAR T细胞的产量，还决定了代谢依赖性；IL-15增加氧化代谢以及肉碱棕榈酰转移酶，这是脂肪酸氧化的限速步骤。IL-7通过STAT5和Akt激活增加Glut1，并诱导甘油运输和甘油三酯合成，从而改善T细胞持久性和存活。在体外扩增期间抑制Akt触发具有高水平脂肪酸氧化的中央记忆表型，最终改善CAR T细胞的抗肿瘤活性。CD45RO+ CD62L+记忆CAR T细胞比更高级分化阶段的效应T细胞提供更持久的抗肿瘤反应，使富含CD62L的CAR T细胞成为进一步探索的有吸引力的选择。 因此，中央记忆CAR T细胞在临床应用中似乎更优越，因为响应的患者没有累积具有早期记忆和耗竭特征的T细胞，而非响应的患者则累积了。最终产品中工程化细胞的活性可能影响治疗效果。然而，基于制造的细胞产品的活性对CAR T细胞治疗结果的首次回顾性分析表明，当患者接受70-80%活性的产品与至少80%活性的产品相比，CD19 CAR T细胞扩增或患者存活没有差异的证据。 制造T细胞产品是一种个性化方法，当前程序有一些显著的限制： 一些癌症患者淋巴细胞减少或具有低数量的原始T细胞，导致生产延迟或失败，如在为儿科患者生产时所经历的。 生产过程耗时，这对急性或晚期疾病的患者不利。 由于疾病，患者的T细胞可能功能失调，如CLL和一些实体瘤所报告的，导致产品反应率低。 在某些情况下，工程化异体T细胞可能是另一种策略。在接受造血干细胞移植的患者中，使用移植的异体T细胞制造CAR T细胞产品。这样的异体CD19特异性CAR T细胞诱导了部分和完全缓解；然而，一些患者遭受了GvHD。病毒抗原特异性、部分HLA匹配的供体T细胞缺乏异体反应性，并且通过CAR工程化，显示出抗淋巴瘤活性。NK细胞以其MHC独立活性也是第三方供体细胞CAR工程化的来源；然而，它们在患者中表现出较差的持久性。 10.通过CAR T细胞的过继治疗在血液学恶性肿瘤中诱导持久缓解 过继转移CAR T细胞的治疗效果取决于多个参数，包括CAR设计、CAR信号传导、结合亲和力、目标细胞上的抗原数量、目标抗原表位的空间可及性、T细胞的成熟阶段、CAR T细胞的持久性和扩增、患者免疫系统的预处理等。目前的努力旨在优化特定疾病的状况；一些治疗方案已在CAR T细胞治疗恶性疾病的方面证明成功，特别是B细胞白血病/淋巴瘤；少数试验旨在治疗实体癌。 在迄今为止难以治疗的B细胞白血病和淋巴瘤的治疗中，使用“第二代”抗CD19 CAR T细胞的早期临床试验实现了完全且持久的缓解；使用“第一代”CAR T细胞的治疗大多失败，因为CAR T细胞从循环中迅速清除。目前，近600项早期阶段的CAR T细胞试验正在进行临床探索，主要由学术中心进行（截至2020年初，中国有268项，美国有227项，欧洲有67项）。用于治疗儿童B-ALL（Kymriah™，tisagenlecleucel，诺华）和成人大B细胞淋巴瘤（Yescarta™，axicabtagene ciloleucel，Kite-Gilead）的抗CD19 CAR T细胞已获得FDA和EMA的批准；其他将很快跟进。 CAR T细胞治疗的标准程序从患者的白细胞分离开始，分离T细胞，体外基因工程改造相应的CAR，CAR T细胞扩增，以及在非清髓性淋巴细胞减少和IL-2支持后，通过静脉输注将最终的细胞产品重新给患者（图7）。由于CAR T细胞的持久性对临床效果至关重要，目前在试验中使用的CAR具有一个或两个共刺激内域，其中大多数提供CD28或4-1BB共刺激。在持久性方面，4-1BB共刺激的CAR T细胞似乎优于CD28 CAR T细胞，在循环中持续4年以上，而CD28 CAR T细胞持续30天。由于CD19 CAR T细胞不区分健康和恶性B细胞，只要CD19 CAR T细胞持续存在，患者就会经历持久的B细胞耗竭。尽管B细胞耗竭在临床上是可管理的，但这种情况要求在靶向恶性B细胞时更具选择性。最近，Fcμ（IgM）受体被确定为治疗慢性淋巴细胞白血病（CLL）时可能更具肿瘤选择性的目标，由于目标表达水平较低，因此大多数健康B细胞免于被淘汰。目前也在探索其他替代靶标。 在缓解期间，大多数接受4-1BB CAR T细胞治疗的白血病/淋巴瘤患者没有接受进一步的癌症特异性治疗；接受CD28 CAR治疗的患者经常接受异体干细胞移植，这似乎是有益的，因为CD28 CAR T细胞的持久性不如4-1BB CAR T细胞。需要进一步探索以确定长期内更成功的策略。 迄今为止，患有DLBCL、CLL、B细胞急性淋巴细胞性白血病（B-ALL）和滤泡性淋巴瘤的患者已通过CD19 CAR T细胞成功治疗。值得注意的是，接受CD19 CAR T细胞治疗的多发性骨髓瘤患者也经历了缓解，尽管通过流式细胞术评估，骨髓瘤细胞是CD19low或CD19阴性。目前也在探索用于治疗B细胞恶性肿瘤的其他替代靶标，包括CD20、CD22、Igκ轻链、ROR-1和CD30。 由于缺乏标准化的试验设计、CAR组成、靶向抗原、预处理等方面，很难比较各种试验中CAR T细胞治疗的成功。然而，越来越明显的是，CAR T细胞剂量和淋巴细胞减少的程度或淋巴细胞减少方案对于允许广泛的T细胞扩增、持久性和最终治疗效果至关重要。应用后对CAR T细胞的重复再刺激可能改善它们在长期内的持久性和抗肿瘤效果。这是使用病毒特异性T细胞进行CAR植入的合理性，它们在接触病毒抗原时通过TCR重复再刺激；例如，Epstein-Barr病毒（EBV）特异性T细胞通过CAR工程化，并被EBV感染的细胞触发扩增。事实上，EBV特异性CAR T细胞的表现优于没有病毒特异性的CAR T细胞。 11.治疗实体癌的CAR T细胞面临的挑战 虽然血液学恶性肿瘤的治疗越来越成功，但实体癌的治疗仍然具有挑战性（表2）。作为“活药”的CAR T细胞基本上非常适合治疗实体癌，特别是由于T细胞固有的迁移和组织穿透能力，穿透血脑屏障，并在几乎所有组织中积累，包括睾丸和眼睛等特权组织，因此特别适合消除（微）转移。然而，大多数实体肿瘤具有大量策略，以非常有效的方式对抗CAR T细胞的迁移、渗透和激活。其中，改变的趋化因子环境损害了CAR T细胞向肿瘤的迁移；肿瘤内皮细胞上丢失了一些粘附因子，妨碍了T细胞的渗透。通过局部沉积TNF-α可以对抗后者，它增加了血管粘附分子，如血管细胞粘附蛋白-1和内皮细胞上的细胞间粘附分子-2。靶向血管内皮生长因子（VEGF）受体-2或阻断迁移抑制因子如内皮素B受体也改善了内皮细胞粘附和/或T细胞的跨内皮迁移。在T细胞上下调的趋化因子受体被重新表达，如CXCR2（CXCL1受体），以便于靶向黑色素瘤或CCR2b用于靶向神经母细胞瘤。 表 2 CAR T细胞疗法面临众多挑战。 为了绕过迁移障碍，CAR T细胞被瘤内植入或分别注入胸膜或腹膜以治疗间皮瘤和卵巢癌。通过内窥镜将抗CEA CAR T细胞应用于肝转移；抗c-Met CAR T细胞被注入乳腺癌转移。一旦进入肿瘤病变，CAR T细胞需要突破基质细胞和细胞外基质的障碍，才能接近癌细胞以执行它们的细胞毒性攻击。通过基因工程释放的肝素酶在基质中降解肝素硫酸蛋白多糖，改善T细胞的渗透；需要高水平的IFN-γ来消除基质细胞并根除大型已建立的肿瘤病变。通过直接针对基质细胞的CAR T细胞特异性针对成纤维细胞激活蛋白（FAP），一种参与细胞外基质重塑的丝氨酸蛋白酶，整体抗肿瘤活性得到改善。 许多过程使肿瘤病变对重定向的CAR T细胞产生敌意，使它们变成耗竭状态或进入凋亡。调节性T（Treg）细胞、髓源性抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关M2型巨噬细胞释放抑制性细胞因子，如IL-4、IL-10、白血病抑制因子（LIF）和TGF-β。MDSCs和巨噬细胞降低肿瘤内色氨酸水平；基质细胞释放吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和犬尿氨酸，抑制T细胞效应功能并剥夺组织中的葡萄糖和其他营养物质。严重的酸中毒也对抗肿瘤活性的CAR T细胞产生反作用。由于MDSCs释放的精氨酸酶，低精氨酸水平抑制CD3ζ表达和TCR信号传导。 12.CAR T细胞治疗与毒性相关 作为“活药”的CAR T细胞治疗在一些试验中取得了显著的治疗效果；然而，CAR T细胞在初始应用后的几天甚至几周内可能导致严重的副作用，需要重症监护干预，甚至可能致命。大多数毒性是由于CAR T细胞的特殊生物学特性，其他与CAR T细胞相关的毒性目前尚未完全理解。从机制上讲，主要毒性是(1)由于大量T细胞激活、细胞因子释放和肿瘤溶解引起的全身毒性，以及(2)由于CAR T细胞与健康组织相互作用引起的特异性毒性（“靶上非肿瘤”毒性）。 12.1.系统性毒性 细胞因子释放综合征（CRS）：大量CAR T细胞与目标细胞的结合导致大量细胞因子释放，血清中促炎细胞因子（包括IFN-γ和TNF-α、IL-10和IL-6）的水平异常高，这本身会导致其他免疫细胞的交叉激活，以及进一步的细胞因子释放，直至达到有毒水平。这些毒性被称为细胞因子释放综合征（CRS），临床上伴有高烧、不适、疲劳、肌肉痛、恶心、厌食、心动过速、低血压、毛细血管渗漏、心脏功能障碍、肾功能损害、肝功能衰竭和弥散性血管内凝血。CRS常与血管渗漏综合征（VLS）一起出现，与巨噬细胞激活综合征（MAS）和巨噬细胞激活密切相关，临床上类似于噬血细胞性淋巴组织细胞增多症（HLH）。CRS的风险与T细胞激活和扩增有关，这可能与总体肿瘤负荷相关，但并非绝对。为了避免CRS，需要在肿瘤负荷高的患者中使用较低剂量的CAR T细胞，这是一个需要通过精确定义治疗窗口来解决的悖论，通过调整T细胞激活、细胞因子释放和抗肿瘤活性。 CRS的早期诊断和临床管理通过新建立的评分系统和治疗指南得到便利。C反应蛋白，即由肝细胞在IL-6水平增加时释放的蛋白质，目前作为CRS发作和严重程度的实验室标志物；成人的预测标志物还包括可溶性gp130（sgp130）、IFN-γ和IL-1Rα的增加，在儿科患者中，IFN-γ、IL-13和MIP1α的增加。目前CRS的治疗基于阻断IL-6/IL-6受体信号轴，通过阻断抗体如抗IL-6受体抗体tocilizumab或抗IL-6抗体siltuximab，这似乎不会干扰CAR T细胞的疗效。短期系统性皮质类固醇治疗也能迅速逆转CRS，且不影响最初的抗肿瘤反应；然而，它可能在长期内损害CAR T细胞反应。在CRS期间中和促炎细胞因子有助于减轻CRS的严重程度。在CRS期间，活化的单核细胞和/或巨噬细胞释放高水平的IL-1；通过IL-1受体拮抗剂中和可以改善临床模型中的CRS和神经毒性。通过给予lenzilumab抗体中和巨噬细胞-单核细胞激活细胞因子GM-CSF，降低了CRS的风险。通过阻断酪氨酸羟化酶减少儿茶酚胺，降低了小鼠模型中的细胞因子水平，暗示了临床干预的途径。 与CAR T细胞相关的HLH/MAS通常与CRS症状一起出现，伴有铁蛋白和肝酶血清水平升高、噬血细胞现象、细胞减少、肺水肿、脾肿大、肾功能衰竭和NK细胞丢失。治疗包括使用依托泊苷或阿糖胞苷进行系统性化疗，如果与神经毒性相关，也可以鞘内应用；在这种情况下，IL-6/IL-6R阻断大多无效。 神经毒性（ICANS）：CAR T细胞治疗相关的神经毒性现在被称为免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）。神经系统效应包括失语症、幻觉、混乱、谵妄、表达性失语症、肌阵挛、谵妄、癫痫发作和脑水肿。这种神经毒性发生在大约40%的患者中，是可逆的，并且在CD19 CAR T细胞治疗期间频繁发生；其他CAR T细胞也可以引起神经毒性，指向由于活化CAR T细胞的浸润导致的弥漫性但暂时性脑病。神经毒性的机制尚不清楚，但与破坏血脑屏障和脑脊液中细胞因子水平增加有关。如果与CRS一起治疗，用IL-6阻断和类固醇治疗可以成功。 12.2.“靶上非肿瘤”毒性 由于大多数靶向抗原也由健康细胞表达，CAR T细胞治疗与攻击健康组织的风险相关，导致巨大的“靶上非肿瘤”毒性。治疗B细胞白血病的CD19靶向CAR T细胞也消除了健康的B细胞；持久的B细胞耗竭需要免疫球蛋白替代和抗生素及抗真菌保护，这在临床上是可管理的。当目标抗原由重要组织表达时，毒性更严重。在一项针对肾癌患者的碳酸酐酶IX特异性CAR T细胞治疗试验中，患者由于胆管上皮细胞上碳酸酐酶IX水平较低而出现肝毒性；通过预先给予阻断抗体，可以减少“非肿瘤”毒性的严重程度。避免“靶上非肿瘤”毒性的策略目前旨在增加肿瘤选择性，并以空间和时间的方式限制CAR活性。T细胞给药的替代途径可能是避免通过血液系统分布大量CAR T细胞的选项。通过内窥镜或胸膜内或腹膜内应用局部CAR T细胞给药，在肿瘤部位提供高剂量的CAR T细胞，并在一定程度上避免了非肿瘤毒性。然而，这种应用是有限的，因为在大多数情况下，肿瘤病变无法接触或肿瘤广泛扩散。 12.3.“靶外非肿瘤”毒性 大多数过去工程化的CAR在细胞外部分包含IgG1 CH2CH3结构域作为间隔区，这可能会与Fcγ受体（FcγR）（CD64）结合，从而激活NK细胞和巨噬细胞等先天细胞。尽管到目前为止在临床上并不突出，但理论上可以通过删除IgG1 CH2结构域或突变FcγR结合位点内的Asn297来减少风险。替代间隔区包括IgG4 Fc结构域或细胞外CD8结构域。 第三代曲妥珠单抗衍生的CAR T细胞靶向ErB2导致可能由于急性呼吸窘迫综合征和CRS导致的致命的心肺衰竭。同样，在用EGFR变体3特异性CAR T细胞和CEA特异性CAR T细胞治疗时记录了肺水肿，而没有直接证据表明CAR T细胞攻击肺上皮。由于使用针对同一目标的不同表位或传递不同信号的CAR可能产生显著不同的毒性，因此毒性概况更加复杂，例如，使用来自FRP5抗体的第二代ErB2 CAR的T细胞在肉瘤患者中并未诱导靶外非肿瘤毒性。 12.4.改善CRS的策略 基本上，当CRS在临床上显著时，需要对CAR T细胞进行下调或去激活；瞬时CAR表达、“关闭开关”和“自杀开关”是常用工具。 当存在严重CAR T细胞相关毒性的重大风险时，瞬时CAR表达可能有益。RNA转移产生瞬时表达的CAR。CAR在T细胞表面存在数天，并在目标细胞结合时介导有效的T细胞激活，然而，随着RNA降解和T细胞扩增时RNA稀释，CAR表达会下降。这种RNA修饰的T细胞在试验中显示出一些虽短暂但有效的效果。然而，由于CAR T细胞迅速清除，其缺点是短期效果。 然而，永久性修改的CAR T细胞需要在毒性不受控制的情况下主动消除这些细胞的策略。大剂量脉冲治疗类固醇在应用碳酸酐酶IX特异性CAR T细胞后停止了自身免疫。虽然这是非选择性地清除激活的T细胞，但可以通过特定靶向更有选择性地消除CAR T细胞。CAR结合域基本上也可以通过抗独特型抗体进行靶向，以诱导CAR T细胞的溶解性消除。通过给予识别细胞外CAR结构域中整合的表位的消耗性、FDA批准的抗体，也可以实现CAR T细胞的消耗。例子包括使用利妥昔单抗来消耗具有CD20表位或模拟表位的CAR T细胞，或使用西妥昔单抗来消耗具有EGFR表位的CAR T细胞。是否能够迅速实现足够的CAR T细胞清除以逆转正在进行的CRS，还有待在临床情况下证明。 诱导凋亡的CAR T细胞消除似乎是这种情况下更快速的解决方案。转基因脲酶-9（Cas9）与FKBP1A相连，在系统应用原本惰性的小分子AP1903后，会在工程化CAR T细胞中诱导凋亡，该分子促进二聚体化和激活诱导性Cas9（iCas9）。这种策略是有效的，因为供体T细胞介导的GvHD可以在实验系统中通过iCas9介导的T细胞凋亡在一小时内停止。 与其消除CAR T细胞，不如通过整合模块控制细胞表面的CAR。CAR被设计为融合蛋白，整合了一个自切割降解结构域，该结构域被可以被特定蛋白酶抑制剂特异性阻断的蛋白酶反向调节。在蛋白酶存在的情况下，产生的CAR融合蛋白从连接的降解结构域分离并表达在细胞表面；抑制蛋白酶导致CAR降解和缺乏表面表达。 CAR也可以通过添加酪氨酸激酶抑制剂dasatinib来降低其表达或调节其信号强度，该抑制剂可以迅速且可逆地阻断Lck激活；从而在小鼠模型中减少CRS的严重程度。该策略的好处是，只要存在dasatinib，CAR T细胞的信号强度就会减弱，但不会被清除；然而，该策略仍需临床验证。 需要进一步开发以降低细胞因子介导毒性风险的CAR。调节信号强度的一个关键是CAR共刺激。CD28-ζ CAR更快地诱导T细胞激活，并诱导更高的细胞因子释放、扩增和随后的耗竭，而4-1BB-ζ CAR则驱动较少的急性扩增，但具有较低的细胞因子水平，因此与严重CRS的风险较低。因此，4-1BB-ζ CAR可能更适用于肿瘤负荷和抗原密度高的患者，而CD28-ζ CAR可能需要用于肿瘤负荷低的情况。 降低CAR介导的T细胞激活的其他策略，例如，修改CD8跨膜和铰链区域，从而降低ICANS或高于1级CRS的风险。作为一种替代策略，“通用”CAR允许通过调整将CAR T细胞与目标细胞链接的适配器分子来动态控制T细胞激活。 13.CAR T细胞治疗的挑战 在过去的几年里，临床试验正致力于将CAR T细胞治疗确立为治疗几种类型的B细胞白血病和淋巴瘤；然而，在治疗其他恶性疾病的方面，仍然存在重大障碍。 13.1.如何选择最佳的肿瘤选择性抗原作为靶标？ 在CAR T细胞治疗中，肿瘤靶向的选择性对于长期兼容性至关重要。大多数可靶向的肿瘤相关抗原并不具有肿瘤选择性，这增加了CAR T细胞疗法中诱导靶上非肿瘤毒性的风险。肿瘤特异性的表面蛋白突变或肿瘤相关糖基化变体如Muc1或Muc16是罕见的。然而，有些抗原虽然由健康组织表达，但似乎是安全的靶标。例如，癌胚抗原（CEA，CD66e）严格表达在胃肠道和肺部健康上皮的腔面，而在癌细胞上以去极化方式表达。系统性应用CEA特异性CAR T细胞（NCT01212887, NCT02349724）和通过肝动脉输注局部给药的抗CEA CAR T细胞（NCT01373047）在减缓肿瘤进展的同时，并未诱发治疗相关结肠炎。其他如ErB2等抗原可能在高表达ErB2的肿瘤细胞被选择性靶向时是合适的靶标，同时保留中低表达的健康细胞。 为了增加肿瘤选择性，优先考虑靶向一组抗原模式而不是单一特定抗原。技术上，在同一T细胞中共表达两种具有不同特异性的CAR，以在两种CAR同时结合它们相应的抗原时仅诱导完全的T细胞激活；一种CAR提供主要信号，另一种CAR提供共刺激信号，从而仅在存在两种抗原的情况下补充完全T细胞激活所需的信号。该策略需要一个弱的主要信号，以避免在存在一种抗原的情况下进行一些基本的CAR T细胞激活，以及一个强的共刺激信号以驱动完全的T细胞激活。 为了在结合健康细胞时阻断CAR T细胞激活，与激活性CAR共表达具有细胞内PD-1或CTLA-4信号传导的抑制性CAR（iCAR）。iCAR识别健康细胞上存在但在癌细胞上不存在的抗原。因此，仅在结合缺乏iCAR识别的抗原的目标细胞时才发生CAR T细胞激活。 有些抗原在癌细胞上的表达水平高于健康细胞；“亲和力调节”CAR结合域可能有助于区分这两种组织。虽然在临床前模型中证明了可行性，但癌细胞可能通过下调相应抗原来逃避监视。亲和力调节的治疗窗口狭窄，因为增加亲和力可能导致识别健康细胞，如GD2特异性CAR在实验模型中诱发致命性脑炎。 13.2.如何优化CAR结构？ 目前临床评估中的大多数CAR基于近二十年前设计的原型CAR结构。临床前研究表明，对于每种抗原，特定CAR需要针对目标抗原表位、结合亲和力、间隔区长度以及信号传导和跨膜结构域等进行优化。由于各组分之间复杂的依赖性，目前无法预测特定抗原的最佳CAR组成。例如，结合亲和力和目标表位的位置为靶向高抗原负载的癌细胞同时保留低抗原负载的健康细胞提供了狭窄的亲和力窗口。 13.3.如何在CAR T细胞治疗后建立长期癌症控制？ 尽管在儿童B-ALL中可以高频率诱导完全缓解，但约40%的白血病患者在持续存在CAR T细胞的情况下仍然复发。多种原因导致复发频率高，包括整个CD19分子的丢失或表达缺乏目标外显子2的CD19异构体，从而使其对CAR T细胞不可见。在CD19 CAR治疗后，B-ALL的两个案例中通过转换为CD19阴性的髓系谱系丢失CD19。在这种情况下，靶向对癌细胞存活至关重要的抗原将是一个理想的策略。由于这样的抗原通常不可用，通过双特异性CAR共靶向第二种抗原（例如CD20或CD22）可能会增加对白血病细胞的治疗压力。在实体瘤中这种情况更为重要，因为它们在抗原表达上通常表现出深刻的异质性；在初始肿瘤消退后的早期肿瘤复发可能是由于选择抗原丢失的癌细胞。这些癌细胞可能以抗原非依赖性方式被先天免疫细胞反应识别和消除。为了吸引和激活先天细胞并启动更广泛的免疫反应，CAR T细胞在实验模型中被赋予了诱导释放转基因IL-12的能力，使抗肿瘤攻击更有效。有一些迹象表明，结合抗原依赖性和非依赖性免疫反应可能在长期内控制肿瘤。 13.4.哪种T细胞亚群提供长期肿瘤控制？ 临床前模型表明，具有增强扩增能力和长期持久性的原始或早期中央记忆T细胞是过继治疗最合适的细胞。沿着这条线，CD62L+记忆T细胞似乎表现出优越的性能。发现中央记忆干细胞（TSCMs），这是CD62L+中央记忆T细胞库的一部分，具有非凡的扩增潜力，激发了对这些细胞进行过继细胞治疗的探索。人们对识别和调节干细胞样T细胞形成和维持的因素和调控网络越来越感兴趣，因为这些细胞在过继转移到患者后似乎对长期治疗效果至关重要。另一种策略是基于预测性地诱导T细胞成熟。例如，4-1BB共刺激在年轻T细胞中启动中央记忆T细胞反应，这与CD28 CAR T细胞表现出更短暂的效应细胞反应形成对比。另一方面，更成熟的阶段的细胞在大多数肿瘤所在的外围显示出优先积累。然而，这些细胞需要不同的共刺激信号，即优先迁移到外围的CCR7− T细胞从联合CD28-OX40共刺激中受益。特定T细胞亚群的功能能力也可以通过与激酶抑制剂的联合治疗来调节；ibrutinib，一种布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）抑制剂，降低了PD-1和CAR T细胞的耗竭，从而增加了持久性和抗肿瘤活性。 13.5.如何使CAR T细胞制造适应日益增长的患者数量？ 目前，大多数CAR T细胞由专门的GMP设施生产，冷冻并运送到患者的医院。生产越来越多的细胞产品将使当前程序达到极限，特别是当及时需要数千个自体细胞产品时。在医院内（半）自动化、完全控制和完全封闭系统的分散制造是解决这种情况的首选概念之一。这也将需要在制造过程中高度标准化，并避免血液和细胞产品运输中的复杂物流。作为另一种概念，一个高度专业化的、集中的生产设施，具有多个并行的自动化制造过程，可能作为患者细胞产品的区域供应商。 另一个限制是由患者自体T细胞治疗的需要设定的；对于每位患者来说，“通用”供体将使治疗在多个方面更容易。一个包含不同工程化CAR的“通用”供体T细胞产品库将在临床应用中提供更大的灵活性，根据患者的具体情况。此外，扩大生产规模将使更多的患者能够使用CAR T细胞产品。正在努力生成可以应用于众多患者的这种“通用”T细胞。这需要使CAR T细胞对宿主免疫细胞“隐形”，缺乏对患者健康组织的异体反应性，同时保留CAR介导的抗肿瘤活性。在这种情况下，通过基因组编辑技术获得的MHC缺陷、CAR修饰的病毒特异性T细胞和TCRα敲除T细胞，目前正在开发作为“现成的”或“第三方”细胞产品，GvHD风险低。CAR基因插入TCRα位点一步实现CAR的遗传工程和TCR表达的废除。编辑MHC I类以防止宿主识别和排斥供体T细胞可能通过NK细胞诱导消除，并不防止MHC II类介导的排斥。然而，目前探索的所有基因编辑程序在某种程度上都容易受到非目标修饰的影响，因此与意外的突变风险相关。该领域发展迅速，首次使用异体CAR T细胞治疗B细胞恶性肿瘤和实体瘤的试验已经启动。 13.6.如何平衡CAR T细胞的疗效和副作用？ 目前，一些CAR T细胞治疗与高风险的严重副作用相关，可能需要重症监护住院治疗。尽管各种CAR T细胞协议和治疗程序不同，并且没有在比较性的临床环境中进行评估，但一些临床管理规则变得明显。例如，CRS的早期诊断、分级和临床管理将标准化，建立共识的治疗方案。在毒性不受控制的情况下，可以通过各种手段选择性地和迅速地消除CAR T细胞。通过添加二聚体化剂AP1903二聚体化转基因诱导的脲酶-9（iCasp9），在30分钟内消除超过90%的T细胞。或者，通过给予针对CAR结构域或共表达表位的抗体，诱导抗体依赖性细胞毒性（ADCC）清除循环中的CAR T细胞。免疫介导的CAR T细胞消除的缺陷仍然是，癌症患者的潜在功能障碍免疫系统可能通过ADCC消除CAR T细胞的能力有限。 13.7.我们是否需要针对每种癌症类型的特定预处理？ 在大多数试验中，患者在过继T细胞治疗前接受非清髓性淋巴细胞减少，使用氟达拉滨和环磷酰胺；这种预处理的理由是暂时提供“空间”和细胞因子，以实现转移的CAR T细胞在体内的充分扩增。淋巴细胞减少还通过免疫调节提供抗肿瘤效果，因为它耗尽抑制细胞，并在肿瘤破坏时释放肿瘤相关抗原到免疫系统。尽管目前的预处理方案基本上是有效的，但基本方案可能需要针对每种癌症实体进行调整。例如，用于治疗Her2+肿瘤的调节方案通过应用nab-紫杉醇来耗尽间质性基质，并促进Her2呈递，并通过应用环磷酰胺耗尽Treg和MDSC，用于胆道和胰腺癌的修改。另一方面，预处理在CAR T细胞治疗的背景下可能具有高度毒性，通过诱导脑水肿和神经系统毒性，特别是在最近的一项试验（NCT02535364）中观察到的氟达拉滨治疗后。 13.8.如何激活免疫网络以诱导广泛的炎症性抗肿瘤反应？ CAR T细胞作为“活药”，越来越成为在目标器官产生和释放生物活性化合物的“活工厂”。使用CAR T细胞作为工厂的合理性基于实验肿瘤模型的证据，即宿主免疫系统在肿瘤排斥中起着重要且必要的作用，这使得在目标肿瘤组织内产生免疫刺激性条件成为必要。释放IL-12的CAR T细胞（IL-12 TRUCKs）可以通过吸引和激活M1型巨噬细胞来在肿瘤组织中诱发免疫反应，这些巨噬细胞可以消除CAR T细胞未能识别的癌细胞。其他具有特定影响局部免疫环境的细胞因子也可以使用；释放IL-18的CAR T细胞增加了肿瘤相关CD206+ M1型巨噬细胞和NKG2D+ NK细胞的数量，并减少了如Treg细胞、CD103+树突细胞和M2型巨噬细胞等抑制细胞。目前正在试验中探索使用靶向PD-1的检查点阻断，以激活CAR T细胞和浸润性淋巴细胞（NCT02650999）；其他检查点的阻断或组合，以重新激活肿瘤内源性免疫细胞，同样值得进行临床探索。 14.CAR T细胞用于其他疾病的治疗 将T细胞激活重定向的CAR不仅限于靶向癌细胞，还可以用于靶向任何由目标抗原定义的细胞。通过抗Dsg3 CAR靶向记忆B细胞的CAR T细胞被设计用来消除导致天疱疮病理的细胞。通过识别MHC呈递的自身抗原的CAR T细胞靶向自反应性T细胞。CAR被工程化以靶向病毒感染的细胞，如乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、巨细胞病毒和HIV感染的细胞。源自Dectin-1的CAR T细胞被用于破坏真菌Aspergillus的发芽。实验模型暗示，CAR重定向的Treg细胞可用于促进自身免疫疾病如结肠炎、过敏性哮喘和移植物抗宿主病的免疫耐受治疗，通过靶向HLA。最近，通过识别心脏成纤维细胞激活蛋白（FAP）的CAR T细胞靶向心脏纤维化，该蛋白在心肌损伤重塑时由心脏成纤维细胞高度表达。采用FAP特异性CAR的T细胞过继转移减少了心脏纤维化并恢复了小鼠的损伤后功能。该报告暗示CAR T细胞作为“活药”，在治疗目前疗法非常有限的心脏病中消除激活的心脏成纤维细胞。CAR T细胞用于治疗非恶性疾病其他应用的临床前开发正在进行中。 要点 采用嵌合抗原受体（CAR）重定向的T细胞的过继细胞治疗在某些血液学恶性肿瘤中取得了显著的治疗效果；然而，在其他疾病中的治疗效力仍然有限。 CAR是由结合域、跨膜域和细胞内信号传导域组成的模块化、重组的跨膜分子，用以激活工程化细胞。最佳分子设计需要通过变化组成域在每种情况下探索。 原型CAR设计可以通过使用各种靶向和信号传导元件进行修改，使CAR更加通用。此外，各种免疫细胞可以通过CAR重定向，提供方便的治疗细胞。 CAR T细胞治疗经常与毒性相关，这些毒性可以通过同时进行的治疗、改变CAR设计和靶向替代抗原来减少靶上非肿瘤毒性来减轻。 通过共同激活广泛的免疫反应、共同靶向肿瘤基质、癌症干细胞和其他与肿瘤相关的结构，可以提高CAR工程化免疫细胞的抗肿瘤效力。 生产CAR T细胞产品仍然具有挑战性，为所有患者提供个性化治疗；正在努力为广泛的患者群体制造异体细胞产品“现成”。 下章预告：抗体关键特性的改进 往期内容： 第二章：抗体：发现及特性的历史 第三章：单克隆抗体和杂交瘤细胞 第四章：抗体展示系统 第五章：转基因动物用于产生人类抗体 第六章：抗体在治疗、诊断和科学中的应用 第七章：双特异性抗体 第八章：抗体偶联药物 第九章：替代性结合框架：用于基础研究和治疗应用的多功能结合剂 为促进抗体行业的交流与创新，2024年10月16-17日第七届金秋十月抗体产业发展大会如约而至。会议旨在为研究人员提供一个互动交流的平台，有助于推动抗体产业的进一步发展。 会议内容 时间：2024年10月16-17日 地点：上海张江（酒店定向通知） 规模：600-800人 主办单位：生物制品圈、抗体圈 演讲支持：Entegris、瑞孚迪、AS ONE CORPORATION 会议费用：免费FREE!（仅收取100元报名定金，含参会学习、茶歇、会议手册，定金概不退还），先到先得，报完即止！ 报名方式：扫描下方二维码或点击文章最底部“阅读原文”→ 填写表格 → 报名成功（报名志愿者，承担一定工作，请慎重考虑，免交定金）！ 组委会获得报名信息后，根据报名信息进行初筛，并进一步与报名者沟通确认，实现精准邀请。最终有机会进入大会微信群（严格审核通过）。 日程安排 更多嘉宾正在邀请中 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。