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如何在臨床前評估CAR-T細胞療法

2018-02-20

immunotherapy, immuno-oncology model, development efficacy safety study car-t cell therapy CD19

immunotherapy, immuno-oncology model, development efficacy safety study car-t cell therapy CD19嵌合抗原受體(CAR)-T細胞療法是一種新型的免疫腫瘤治療方法,最近才被批准用於治療患者。作為新興療法,CAR-T的療效需要有效監控,同時需要瞭解CAR-T細胞療法潛在的危及生命的毒性及安全性問題。本文將探討臨床前模型和工具,以確保有效評估CAR-T細胞療法並將其推進至臨床。

目前批准的兩種CAR-T細胞療法藥物有更多適應症

CAR-T細胞是特異性靶向腫瘤細胞表達的抗原或標誌物的自體或同種異體T細胞。 去年8月,美國食品藥品監督管理局(FDA)史上第一次批准使用CAR-T細胞療法藥物,該藥物針對的是CD19抗原。基於總體緩解率為82.5%,Kymriah™(tisagenlecleucel)被批准用於治療25歲以下難治性的、或復發的B細胞前體急性淋巴細胞白血病(ALL)。

這些藥物在B細胞淋巴瘤患者中也表現出顯著藥效,並且在Kymriah後2個月,該適應症首次被批准。 第二種抗CD19 CAR-T細胞療法藥物Yescarta™(axicabtagene ciloleucel)被批准用於治療復發的、或難治性的B細胞淋巴瘤成人患者,其客觀有效率為72%。

最近,FDA優先審查批准了Kymriah補充生物製劑許可證申請(sBLA),用於治療復發難治性彌漫大B細胞淋巴瘤(DLBCL)成人患者,該類患者不斷復發或不符合自體幹細胞移植(ASCT)條件。 sBLA基於JULIET2期研究,其中Kymriah對成年患者的總體有效率(ORR)為53.1%。

需要仔細監測CAR-T療法的毒性

儘管這些突破和成果令人鼓舞,但是CAR-T細胞療法有潛在的危及生命的毒性。CAR-T療法有特別嚴重的併發症——細胞因數釋放綜合征(CRS),也會發生腦病和噬血細胞性淋巴組織細胞增多症。 然而,與使用免疫檢查點抑制劑(主要延遲自身免疫不良事件的發作)所觀察到的不良事件相比,CAR-T療法的毒性往往是急性的,且多樣性較差,因此更容易預測。

臨床前安全性以及藥效評估是至關重要的

體內藥效評估對於研究影響CAR-T療效的因素至關重要。CAR基因進入T細胞的遞送方法、體外培養條件、CAR的構造和宿主T細胞的類型都對CAR-T療效和安全性有很大的影響。

因此,臨床前體內藥效和安全性評估對於CAR-T細胞療法的劑量確定和風險管理至關重要。

通常在體外證實抗腫瘤活性的特異性

大多數研究CAR-T細胞功能的臨床前研究集中於抗腫瘤活性的特異性和療效。一般通過體外試驗證實特異性——CAR-T細胞在靶向抗原和非特異性抗原之間表現出不同的功能反應。

CAR的優勢在於其在缺少HLA限制的情況下能夠重定向T細胞效應子功能。 因此,不需要相匹配的靶點也可以很容易地檢查同種異體的T細胞效應器功能。

作為同種異型的識別結果,其中活性通常與不相關的CAR細胞和未轉導的T細胞等效性,由於在該狀態上倍數增加而在體外測定。

以上實驗驗證了CAR的功能,並能夠轉移到動物模型。但是,需要強調的是,在許多異種移植瘤研究中,同種異型識別與體內的抗腫瘤活性無關。

臨床轉移需要體內評估,通常在免疫缺陷小鼠中進行,但人類T細胞移植受到限制

對於臨床轉移,監管部門通常要求在臨床試驗中使用與特定藥劑有關的資訊,這意味著CAR-T的檢測應該在免疫缺陷小鼠中進行評估。但是由於小鼠免疫系統中殘留的免疫細胞,人類T細胞移植在小鼠中受到限制。

儘管如此,一些使用裸鼠、NOD/SCID小鼠或SCID/Beige(1-4)小鼠的CAR-T細胞療法依然表現出了可觀的藥效。近期研究發現,人類T細胞可以有效移植在免疫系統高度缺項的NOG®/NSG™小鼠(NOD/ CID IL-2Rγ- /-)中。

然而,CAR-T細胞療法會在50天內引發異種移植物抗宿主病(xGVHD),這與在注入小鼠之前,用於培養細胞的細胞因數所調節的轉化細胞的存留有關。因此限制了該類模型的CAR-T細胞療法的長期藥效研究(5-7)

此外,這些研究大多數是針對人類抗原,其在臨床前模型中攻擊小鼠的人類腫瘤細胞中表達受限。 因此,不能對在正常健康組織上表達的抗原進行脫靶或靶向研究。

免疫完全或轉基因小鼠模型可以克服一些免疫缺陷的模型問題,但需使用小鼠同系物

為了解決這個問題,免疫完全小鼠模型已經與小鼠同系物的靶抗原共同使用,儘管“小鼠與CAR-小鼠同系物”的相互作用可能不同於人類,也可能與小鼠和人類蛋白同系物的表達譜之間存在差異。

另一種相關的方法是利用基因小鼠,其中人源抗原的表達受到生理相關啟動子的控制,該啟動子可以評估人源CAR。

當小鼠同源物缺失時,NHPs可用於安全性檢測

當小鼠同系物不存在時,非人類靈長類動物(NHP)的安全性檢測也能識別潛在的靶向/脫靶毒性,並優先考慮可以用CAR-T細胞靶向的分子(8-9)

結合臨床前方案進行有效的藥效和安全性測試

這些組合方案已成功證明CAR-T細胞的功能和安全性,以針對多種靶向抗原。隨著這個激動人心的領域越來越受關注,新的和有效的治療方法將會不斷出現,並且將在未來幾年中進行評定。

參考文獻:

  1. Cheadle et al. The combination of cyclophosphamide and human T cells genetically engineered to target CD19 can eradicate established B-cell lymphoma. Br J Haematol 2008;142(1):65-8.
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  3. Parente-Pereira et al. Trafficking of CAR-engineered human T cells following regional or systemic adoptive transfer in SCID beige mice. J Clin Immunol 2011;31(4):710-8.
  4. Zhao et al. Multiple injections of electroporated autologous T cells expressing a chimeric antigen receptor mediate regression of human disseminated tumor. Cancer Res 2010;70(22):9053-61.
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  6. Hannon et al. Infusion of clinical-grade enriched regulatory T cells delays experimental xenogeneic graft-versus-host disease. Transfusion 2014;54(2):353-63.
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  8. Berger et al. Safety of targeting ROR1 in primates with chimeric antigen receptor-modified T cells. Cancer Immunol Res 2015;3(2):206-16.
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Topics: Oncology