董倩倩,吳瑋瑋,張錫友,陳峰,2△,李丹丹
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一種克隆性漿細(xì)胞異常增殖的血液惡性腫瘤,其發(fā)病率位居血液系統(tǒng)惡性疾病的第二位,多發(fā)生于中老年,我國MM發(fā)病率約為1/10萬[1],并有逐年增加的趨勢。常規(guī)化療的有效率為40%~60%,完全緩解率低于5%,中位生存期不超過3年,約25%的患者能存活5年以上,存活10年的不到5%[2]。近年來,隨著新藥(如沙利度胺、硼替佐米等)的廣泛應(yīng)用和自體干細(xì)胞移植(autologous stem cell transplantation,ASCT)的開展,MM的預(yù)后得到了極大地改善,但MM仍不可治愈。隨著嵌合抗原受體T細(xì)胞(chimeric antigen receptor T cell,Car-T)技術(shù)在復(fù)發(fā)/難治性急性淋巴細(xì)胞白血病領(lǐng)域的治療進(jìn)展[3],越來越多的學(xué)者開始關(guān)注該技術(shù)在MM及實(shí)體腫瘤中的應(yīng)用。本文對Car-T技術(shù)在多發(fā)性骨髓瘤治療中的研究進(jìn)展做一綜述。
1.1 Car-T的結(jié)構(gòu) Car是一種由胞內(nèi)信號傳導(dǎo)區(qū)、跨膜區(qū)和胞外抗原結(jié)合區(qū)三部分組成的人工融合蛋白,胞外抗原結(jié)合區(qū)即識別腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated antigen,TAA)的抗體單鏈可變區(qū)(single chain fragment variable,scFv),將Car基因在體外進(jìn)行基因重組,生成重組質(zhì)粒,在體外通過轉(zhuǎn)染技術(shù)轉(zhuǎn)染到患者的T細(xì)胞,經(jīng)過純化和大規(guī)模擴(kuò)增的T細(xì)胞即為Car-T[4],其既可特異性識別TAA,又能通過非主要組織相容性復(fù)合體(MHC)限制性途徑殺傷腫瘤。目前Car-T技術(shù)已發(fā)展至五代[5]。第一代Car-T胞內(nèi)信號傳導(dǎo)區(qū)僅含CD3ζ鏈或FcRγ鏈[6]。第二代Car-T胞內(nèi)信號傳導(dǎo)區(qū)在一代的基礎(chǔ)上添加一個(gè)共刺激分子(costimulatory molecule,CM),主要為CD28,另有CD134(OX40)、CD137(41BB)及ICOS等,以增強(qiáng)Car-T細(xì)胞毒性作用[7]。第三代Car-T胞內(nèi)信號傳導(dǎo)區(qū)共添加兩個(gè)CM(CM1和CM2),主要為CD28 聯(lián)合 CD134 或 CD137[8]。第四代 Car-T 又稱TRUCK細(xì)胞,激活時(shí)可以釋放細(xì)胞因子,招募免疫系統(tǒng)的其他成分放大抗腫瘤免疫效應(yīng)[9]。第五代Car-T即通用型Car-T,主要通過基因編輯技術(shù)“關(guān)閉”導(dǎo)致人體排異反應(yīng)的基因,可以對異體T細(xì)胞進(jìn)行提前制備,隨時(shí)提供給患者。近日,超級Car-T技術(shù)問世,該技術(shù)又稱為“7x19Car-T細(xì)胞”,主要是在以往Car-T基礎(chǔ)上將添加了白細(xì)胞介素(IL)-7和趨化因子(CCL)19,以此招募更多的T細(xì)胞以及DC細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞[10]。
1.2 Car-T的抗腫瘤機(jī)制 細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)是經(jīng)抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)激活的CD8+T淋巴細(xì)胞,其活化需要雙信號途徑。第一信號途徑為APC上的MHC分子-抗原肽復(fù)合體與T細(xì)胞上的T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)結(jié)合,第二信號為APC上的共刺激分子B7與T細(xì)胞上的CD28結(jié)合,在這兩種信號的共同作用下,T細(xì)胞會活化增殖為CTL細(xì)胞。當(dāng)CTL細(xì)胞再次遇到攜帶有相同MHC分子-抗原肽復(fù)合體的腫瘤細(xì)胞時(shí),就會通過同樣的機(jī)制與之結(jié)合[11]。CTL細(xì)胞可通過兩種途徑殺死腫瘤細(xì)胞,一是通過釋放穿孔素/顆粒酶等細(xì)胞毒素介導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡,二是效應(yīng)CTL細(xì)胞可表達(dá)膜型FasL以及可溶型FasL(sFasL),同時(shí)分泌腫瘤壞死因子(TNF)-α、淋巴毒素(LT)α等效應(yīng)分子,誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡[12]。
第一代Car-T的信號通過CD3ζ或FcRγ的免疫受體酪氨酸激酶活化基序(immunoreceptor tyrosinebased activation motif,ITAM)傳導(dǎo),缺乏CTL細(xì)胞活化需要的第二信號,抗腫瘤作用較弱[13]。第二代Car-T由于加入一個(gè)CM,Car-T細(xì)胞的存活時(shí)間延長,腫瘤定位的Car-T增多,在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)還能完成自身的擴(kuò)增,抗腫瘤能力有所提高,故臨床研究應(yīng)用最為廣泛[14-15]。第三代Car-T細(xì)胞含有兩個(gè)CM,體內(nèi)擴(kuò)增和產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力更強(qiáng),但具有相當(dāng)?shù)募?xì)胞溶解作用[16]。前三代Car-T細(xì)胞在回輸前均需對患者進(jìn)行預(yù)處理(全身照射或大劑量化療),預(yù)處理方案的毒性限制了其臨床應(yīng)用[17]。第四代Car-T的出現(xiàn)使患者免受預(yù)處理的毒副反應(yīng),拓寬了Car-T的臨床應(yīng)用范圍。研究者們采用改造后的超級Car-T治療小鼠肥大細(xì)胞癌,幾乎所有小鼠能夠存活,而常規(guī)Car-T療法的小鼠存活率只有30%左右[10]。
2.1 抗CD19的Car-T 研究表明在MM中,除腫瘤細(xì)胞外,還存在一種免疫表型類似于B細(xì)胞的細(xì)胞,具有CD19、CD20以及CD45等B細(xì)胞的免疫表型,其作用類似于干細(xì)胞[1]。MM細(xì)胞的增殖分化能力有限,而腫瘤干細(xì)胞具有強(qiáng)大的增殖分化以及自我更新的能力,目前,針對CD19的Car-T細(xì)胞在血液惡性腫瘤治療中已表現(xiàn)出了巨大的潛力,如急、慢性淋巴細(xì)胞白血病和B細(xì)胞淋巴瘤[18-19]。
Garfall等[20-21]的研究共納入12例多發(fā)性骨髓瘤患者,其中10例患者在接受高劑量馬法蘭和ASCT后12~14 d接受CTL019(5×107個(gè)Car-T細(xì)胞)輸注,10例患者的中位生存期為185 d(42~479 d),6例有很好的部分反應(yīng)(very good partial response,VGPR),2例為短暫的部分緩解(partial response,PR),2例疾病進(jìn)展(progressive disease,PD);不良反應(yīng)總體比較輕微,包括輕微的細(xì)胞因子釋放綜合征(cytokine release syndrome CRS);此外,經(jīng)測定患者體內(nèi)僅有0.5%~1.5%的MM細(xì)胞CD19陽性,推測抗CD19的Car-T主要攻擊對象為CD19陽性的“腫瘤干細(xì)胞”,而非MM細(xì)胞。
2.2 抗CD138的Car-T CD138(Syndecan-1)是硫酸乙酸肝素蛋白聚糖家族的成員,參與細(xì)胞黏附,廣泛表達(dá)于漿細(xì)胞和MM細(xì)胞。復(fù)發(fā)和晚期MM其CD138表達(dá)水平高于新發(fā)的MM,某些器官如唾液腺、肝臟、皮膚的上皮細(xì)胞中也有CD138表達(dá),因此將其作為靶抗原行Car-T治療存在轉(zhuǎn)氨酶升高、手足皮膚紅腫等潛在不良反應(yīng)[22-23]。Guo等[24]應(yīng)用抗CD138的Car-T治療5例復(fù)發(fā)難治性MM或漿細(xì)胞白血病患者,在第2次注射Car-T后4例患者出現(xiàn)了輕微發(fā)熱;治療后4例患者評價(jià)為疾病穩(wěn)定(stable disease,SD),1例患者并發(fā)帕金森病,并開始接受姑息治療,評價(jià)為PD;經(jīng)測定,回輸?shù)腃ar-T細(xì)胞中31%表達(dá)抗CD138。由于該靶抗原潛在的不良反應(yīng),未來針對CD138的Car-T技術(shù)應(yīng)注重減輕其毒副反應(yīng)。
2.3 抗BCMA的Car-T 最近,B細(xì)胞成熟抗原(BCMA)作為一種CAR靶抗原在MM的治療中逐漸引起關(guān)注。BCMA(CD269)是腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)受體超家族的成員,高度表達(dá)于某些B細(xì)胞、漿細(xì)胞以及MM細(xì)胞,造血干細(xì)胞以及血液外組織不表達(dá)BCMA。Ali等[25]應(yīng)用抗BCMA的Car-T治療12例BCMA陽性的MM患者,所有受試者在輸注Car-T前均接受化療預(yù)處理(具體方案:環(huán)磷酰胺300 mg/m2+氟達(dá)拉濱30 mg/m2,連續(xù)輸注3 d),以減少調(diào)節(jié)性T細(xì)胞水平并增加IL-15和IL-7等細(xì)胞因子水平;10例接受小劑量Car-T的患者中,8例患者獲得持續(xù)2~12周不等的SD,1例獲得PR,1例獲得持續(xù)8周的VGPR;2例接受大劑量Car-T治療的患者中,1例獲得持續(xù)66周的PR,1例獲得持續(xù)17周的完全緩解(complete response,CR)。Cohen等[26]應(yīng)用抗BCMA的Car-T細(xì)胞治療6例復(fù)發(fā)難治性MM患者,1例獲得長達(dá)7個(gè)月的CR,1例在胸腔積液和腦脊液中均發(fā)現(xiàn)MM細(xì)胞的多發(fā)轉(zhuǎn)移患者獲得持續(xù)5個(gè)月的VGPR,其余4例Car-T細(xì)胞治療無效。Berdeja等[27]在2016年12月發(fā)表的一篇報(bào)道中指出:9例復(fù)發(fā)/難治性MM患者在接受環(huán)磷酰胺/氟達(dá)拉濱預(yù)處理后接受了不同劑量的BB2121注射(5×107個(gè),15×107個(gè),或45×107個(gè)Car-T),接受15×107個(gè)Car-T治療組反應(yīng)較好,2例患者獲得CR,1例VGPR;在5×107劑量組中,3例患者分別獲得PR、SD和PD,該組的所有患者都經(jīng)歷了8~11周的疾病進(jìn)展。Fan等[28]報(bào)道了一項(xiàng)正在進(jìn)行中的Ⅰ期臨床試驗(yàn),19例復(fù)發(fā)難治性MM患者接受抗BCMA的Car-T治療,其中18例達(dá)到VGPR或CR。
總的來說,BCMA作為Car-T的免疫治療的抗原靶點(diǎn),在不同的CAR結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、不同劑量的臨床研究中都展示出希望,需要進(jìn)一步研究以確定最佳的BCMA-CAR設(shè)計(jì)治療MM。
2.4 抗免疫球蛋白κ輕鏈的Car-T 考慮到成熟的B淋巴細(xì)胞表達(dá)的是κ或λ輕鏈,而不是兩者都有,Ramos等[29]開發(fā)了一種特定于κ輕鏈的CAR結(jié)構(gòu),可以識別并殺傷受限于κ輕鏈的細(xì)胞,保留受限于λ輕鏈的細(xì)胞,達(dá)到維持部分體液免疫的目的;在他們的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中,7例MM患者接受了抗κ輕鏈的二代Car-T技術(shù)治療,在接受1~2次治療后,在治療前2周內(nèi)循環(huán)B細(xì)胞數(shù)量減少了約50%;7例患者在接受Car-T回輸時(shí)均處于MM活動期,均曾接受1次或多次化療,6例患者曾接受ASCT治療。3例患者在回輸Car-T細(xì)胞前4周內(nèi)接受補(bǔ)救性化療,沒有接受補(bǔ)救性化療或者淋巴細(xì)胞不小于500個(gè)/μL的患者在回輸Car-T細(xì)胞前予以12.5 mg/kg劑量的環(huán)磷酰胺,治療后4例患者SD時(shí)間持續(xù)6周至2年不等,其余3例患者Car-T細(xì)胞治療無效。在CLL和NHL患者中,由于κ輕鏈表達(dá)程度更高,應(yīng)答也更明顯。此Car-T技術(shù)耐受性良好,沒有患者表現(xiàn)出嚴(yán)重的CRS。
2.5 抗CD38的Car-T細(xì)胞 CD38是一種參與細(xì)胞黏附、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及鈣濃度調(diào)節(jié)的跨膜糖蛋白,廣泛表達(dá)于漿細(xì)胞、前體B細(xì)胞、T細(xì)胞、NK細(xì)胞以及髓系前體細(xì)胞,在胃腸道、前列腺等器官中也有表達(dá)。Drent等[30]證實(shí)抗CD38的Car-T可有效殺滅CD38陽性的MM細(xì)胞,但同時(shí)CD38陽性的正常造血干細(xì)胞也被Car-T攻擊,引起嚴(yán)重的骨髓抑制。此后Drent等[31]通過改變輕鏈的結(jié)構(gòu),優(yōu)化scFv的親和力,實(shí)現(xiàn)了Car-T細(xì)胞特異性攻擊CD38陽性的MM細(xì)胞。
2.6 抗CD44v6的Car-T細(xì)胞 43%的晚期MM可表達(dá)CD44v6,相關(guān)的Car-T臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中[32],其缺點(diǎn)在于活化的T細(xì)胞、單核細(xì)胞及角質(zhì)細(xì)胞也可表達(dá)CD44v6抗原。
2.7 抗CD56的Car-T細(xì)胞 CD56是一種表達(dá)于惡性漿細(xì)胞腫瘤的糖蛋白,參與介導(dǎo)細(xì)胞間以及細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)間相互作用,相關(guān)的Car-T臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中,但是CD56被證實(shí)同樣表達(dá)于NK細(xì)胞、部分T細(xì)胞以及神經(jīng)元細(xì)胞,因此這種Car-T治療存在潛在的神經(jīng)毒性。
2.8 抗CD70的Car-T CD70是一種僅表達(dá)于淋巴組織的糖蛋白,但是絕大多數(shù)的MM不表達(dá)CD70,相關(guān)的Car-T臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中[33-34],將CD70作為靶抗原是否合適有待驗(yàn)證。
2.9 抗細(xì)胞表面蛋白SLAMF7的Car-T 細(xì)胞表面蛋白SLAMF7(CD319/CS1)廣泛表達(dá)于漿細(xì)胞、NK細(xì)胞、CD8陽性T細(xì)胞、活化B細(xì)胞、活化單核細(xì)胞以及樹突狀細(xì)胞,血液外組織不表達(dá)SLAMF7。超過90%的MM表達(dá)SLAMF7,而且不受MM病情進(jìn)展以及化療藥物的影響。elotuzumab是一種靶向SLAMF7的單克隆抗體,證實(shí)可以提高M(jìn)M患者的中位生存期。Wang等[35]利用兩種Car-T進(jìn)行研究,一種靶抗原為B細(xì)胞成熟抗原(B-cell maturation antigen,BCMA),另一種靶抗原為SLAMF7,在小鼠模型上發(fā)現(xiàn)抗SLAMF7的Car-T細(xì)胞療效優(yōu)于抗BCMA的Car-T細(xì)胞。
Car-T技術(shù)雖然已經(jīng)在MM治療方面顯示出巨大的潛力,但仍然存在一些問題有待進(jìn)一步探討:(1)尚需觀察病毒載體是否會帶來有害的插入性突變。(2)Car-T治療過程中具有一定的不良反應(yīng),如細(xì)胞因子釋放綜合征、腫瘤溶解綜合征(tumor lysis syndrome,TLS)以及脫靶效應(yīng)(off-target toxicity)等。(3)Car-T的臨床試驗(yàn)結(jié)果各個(gè)中心結(jié)果不一,難以達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化治療。(4)Car-T的設(shè)計(jì)和培養(yǎng)制備成本過高。
針對MM多種靶點(diǎn)的Car-T技術(shù),目前不少國家和地區(qū)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)已進(jìn)行了大量的臨床試驗(yàn)。在臨床應(yīng)用過程中,其安全性、Car-T的相關(guān)信號通路有待進(jìn)一步研究。構(gòu)建多靶向的Car-T能夠同時(shí)針對多種類型的MM靶抗原,進(jìn)一步增強(qiáng)其抗腫瘤能力,也是未來Car-T技術(shù)需要研究的方向。但是由于其在復(fù)發(fā)/難治性MM中已顯示出顯著的治療效果,因此Car-T免疫治療在臨床中的應(yīng)用非常值得期待。