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肿瘤TCR-T细胞疗法效果更上一层楼,连“癌王”病灶都能缩小72%

 邱立新医生 2024-03-18 发布于上海

正文

T 细胞是获得性抗肿瘤免疫的重要细胞亚群。T细胞通过其表面的T细胞受体(TCR)特异性识别主要组织相容性复合体(MHC)分子与肿瘤抗原形成的 MHC-抗原肽复合物(pMHC),启动针对肿瘤细胞的特异性杀伤功能。TCR包括αβ和 γδ两种异源二聚体,其中TCRαβ占TCR 总量的95%以上。

过继性T细胞免疫治疗通过体外富集、扩增肿瘤特异性T细胞,将其回输至自体患者体内,以达杀伤肿瘤的目的。扩增的T细胞既可来自于肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs),也可来自经基因改造的外周血 T 细胞,如嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)、 T细胞受体工程化T细胞(T-cell receptor engineering T cell, TCR-T)。过继性T细胞治疗最早应用于同种异体造血干细胞移植治疗白血病,能够显著降低患者复发率。自 1998 年开展 TILs 治疗转移性恶性黑色素瘤的临床研究,2006年以黑色素瘤抗原-1(melanoma antigen recognized by T cells 1,MART-1)作为靶抗原的TCRT用于恶性黑色瘤治疗。

今天为大家分享T细胞受体工程T细胞治疗(TCR-T)基础内容及相关进展,供大家参考

T细胞受体工程T细胞治疗(TCR-T)基础内容
有关TCR疗法的概念,早在1986年就由巴塞尔免疫研究所的Michael Steinmetz博士提出。Michael Steinmetz博士将一个T细胞的 TCR 基因转移到另一个T细胞中,从而赋予第二个T细胞相同的抗原特异性,这是当今TCR疗法的祖先。不过,在TCR疗法的后续开发过程中,因为安全性等问题遭受过严重的挫折,导致进展缓慢。    
TCR是T细胞表面的特异性受体,以非共价键与CD3结合,形成TCR-CD3复合物,通过识别并结合组织相容性复合物-多肽综合体(MHC)呈递的抗原,从而激活T细胞。另外MHC可将细胞内的蛋白分解后的片段呈现在细胞表面,TCR通过与MHC相结合来判断靶细胞是否正常,如果T细胞发现MHC呈现出的蛋白片段是变异的,就会杀死靶细胞。
TCR-T的作用机制就是向普通T细胞中引入新的基因,使得改造过的T细胞能够表达有效识别肿瘤细胞的TCR,从而引导T细胞杀死肿瘤细胞。

TCR-T的制备流程

①筛选和确定肿瘤上合适的特异性抗原,以及对抗原有高度特异性的TCR αβ链序列;

②从患者体内分离出T细胞;

③将TCRαβ序列包入病毒基因组,构建病毒载体;

④病毒转染T细胞,将目标TCR序列引入T细胞,从而获得特异性TCR-T细胞;

⑤TCR-T细胞体外培养、大量扩增;

⑥将数量合适的TCR-T细胞回输患者体内
简而言之:TCR-T细胞疗法是通过单采技术,从患者的外周血中收集和分选出自体淋巴细胞。再使用慢病毒载体或mRNA等基因工程手段,将特定的肿瘤抗原特异性T细胞受体(TCR)基 因导入离体T细胞的基因组(DNA)中,使得这些细胞能够一致性地在细胞膜上装载这种TCR的蛋白分子,再将这些细胞的数量经过体外扩增后回输给患者。

TCR-T技术流程图

来源:深圳因诺免疫官网

TCR-T的靶点

TCR-T的靶点主要包括以下三种。 

1.针对肿瘤相关抗原(TAA):包括MART-1、NY-ESO-1和LAGE-1等。

2.针对病毒抗原:有几种病毒感染是多种肿瘤发生的重要因素,包括人乳头瘤病毒(HPV)感染导致的宫颈癌和头颈部鳞癌,乙型肝炎病毒(HBV)感染导致的肝癌,以及EBV感染导致的鼻咽癌等。病毒感染正常细胞可以诱发恶性肿瘤,同时这个病毒的蛋白抗原也被作为异体物质而“提呈”到癌变的细胞膜上来。据研究证实,这种外来病原体抗原比自体基因突变 产生的抗原更容易被特异性TCR所识别。

3.针对肿瘤突变新抗原:与TAA和病毒抗原靶点选择的不同之处在于,靶点的选择必须来自对于患者恶性实体肿瘤组织的获取和分析的结果。其步骤是需要取到患者的手术或活检肿瘤组织,从中分离出肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)以及肿瘤细胞。通过测序分析获得肿瘤细胞的抗原类型,把这些抗原序列导入抗原提呈细胞(DC)后分组与TIL一起培养,从中找出受到抗原刺激而活化的TIL。此后要么直接扩增这些细胞数量后回输给患者,要么提取这些细胞TCT序列,把这种序列用基因修饰的方法转进患者的TIL细胞内,经过数量的扩增回输给患者。因此,这个方法学是TIL与TCR-T细胞治疗结合的结果。其特点就是精准靶向患者基因突变的关键靶点,可以预期良好的疗效。美国顶级免疫专家罗森伯格曾用这种方法治疗了胆管癌、转移性结直肠癌和转移性胰腺癌各一例,并获得了其他治疗都无法实现的显著疗效。

TCR-T疗法和CAR-T异同

相同点:

①两者都是通过基因改造的手段提高T细胞受体对特异性癌症细胞抗原的识别能力和进攻能力,因此都被统称为“T细胞受体重新定向”技术;

②治疗流程类似,都是对患者自身的T淋巴细胞进行体外改造,然后回输到患者体内。

不同点:

两者抗肿瘤反应的主要区别在于T细胞识别抗原时是否需要组织相容性复合体(MHC)参与。

TCR分子属于免疫球蛋白的一个超家族,由两个共价结合的多态性亚单位组成,每个亚单位都是抗原特异性的,它们至少与四种不同类型的信号转导链有关。为了激活T细胞,TCR和主要组织相容性复合体(MHC)之间必须存在相互作用。TCRs与pMHC(peptide-MHC)相互作用的强弱决定了未成熟胸腺细胞的命运,对幼稚T细胞的存活至关重要。因此,TCR-T免疫治疗技术通过与MHC特别是Ⅱ类分子的有效相互作用激活宿主的免疫系统。TCR-T细胞可以识别细胞内的肿瘤特异性抗原,而CAR-T细胞主要识别肿瘤表面的特异性抗原。这使得TCR-T细胞在肿瘤治疗中更有效。

CAR包含肿瘤抗原靶向的单链抗体、跨膜结构域和CD3ζ的胞内激活结构域。通过这种方式,工程化的CAR能够识别特定的肿瘤相关抗原,CAR能够在不经过MHC处理的情况下结合未经处理的肿瘤表面抗原。

TCR-T具有三大优点:

靶向性强:TCR-T所使用的抗原可以为精挑细选的肿瘤特异性抗原,不受是否表达在细胞表面的限制,可以为细胞内抗原,对肿瘤细胞的精准靶向性更强。

②渗透性好,TCR-T更容易向实体瘤内部渗透;

③稳定性优,CR-T引入的是完全人源化的结构不易引起机体的免疫排斥,抗抗体产生的概率低。

TCR-T细胞疗法在治疗实体瘤方面展现了前所未有的潜力,凭借其能够靶向肿瘤内多种抗原的优势,逐渐吸引越多越多的人关注。

针对肿瘤相关抗原(TAA分子)TCR-T的小范围患者试验结果,在多项针对膜细胞肉瘤和转移性黑色素瘤患者临床试验用药后的观察,发现都在大约50%的患者观察到了肿瘤对于治疗的临床响应,即治疗导致了病情进展减缓或稳定,或出现不同程度的缓解,证实了治疗能够导致一定的治疗效果

针对病毒抗原的TCR-T的结果显示

在2017年开展的一项采用HPV特异性TCR-T细胞治疗包括宫颈癌等癌种的12例患者,结果6名患者表现出肿瘤完全或部分缓解,其中3名患者观察到1个或多个肿瘤病灶的完全消除。

2021年报道两例HBV相关肝细胞癌(HCC)患者,在接受了HBV抗原特异性TCR-T治疗后,肿瘤标志物甲胎蛋白都显著降低,其中1例患者的6个肺部转移病灶中有5个显著缩小。

2020年美国临床肿瘤学会(ASCO)年会上公布了TCR-T细胞疗法在滑膜肉瘤(SS)Ⅰ期试验中表现出了良好的肿瘤缓解(NCT03132922)。并且在而2023年1月9日发表在Nature Medicine(IF=87.241)期刊上的更新数据显示,afami-cel在SS患者亚组中实现了44%的客观缓解率,而所有癌症类型的总体缓解率为24%。

共有38例患者在研究中接受了afami-cel治疗,平均既往治疗线数为3。患者中58%为男性;92%的患者为白人,其余为亚裔。该研究纳入了16例滑膜肉瘤患者,9例卵巢癌,3例头颈部癌,食管癌、非小细胞肺癌、尿路上皮癌和黏液样/圆细胞脂肪肉瘤各2例,胃癌和黑色素瘤各1例。ORR(均为部分缓解)为24%(9/38),SS患者的ORR为44%(7/16),所有其他癌症患者的为9%(2/22)。所有患者和SS患者的中位缓解持续时间分别为25.6周(95%CI:12.286,未达到)和28.1周(95%CI:12.286,未达到)。所有患者(N=38,9种肿瘤类型)均发生≥3级血液学毒性;55%的患者发生细胞因子释放综合征(90%≤2级)。17例患者(45%)在afami-cel治疗后4周发生持续的血细胞减少。2例患者发生试验相关死亡。

在一项III期临床试验中,Kimmtrak与其他疗法(82%帕博利珠单抗;12%伊匹木单抗;6%达卡巴嗪)相比,Kimmtrak单药在总生存期(OS)方面更具优势:Kimmtrak组的中位OS为21.7个月,对照组为16.0个月,患者的死亡风险降低了49%。在安全性方面良好,Kimmtrak组并没有出现4级以上毒副作用。基于此,2022年1月25日,FDA批准Kimmtrak(tebentafusp-tebn,IMCgp100)用于 HLA-A*02:01 阳性的无法切除或转移性葡萄膜黑色素瘤(mUM)成人患者。这是一种双特异性 gp100 肽-HLA 导向的CD3-T细胞接合剂。成为全球首个上市的TCR药

2022年柳叶刀杂志上发表TCR-T疗法治疗晚期胰腺癌患者的病例引起众人关注。

患者女性,71岁,时确诊“胰头腺癌”4年,复发后伴胰腺炎和胆道狭窄。CA 19-9和其他肿瘤标记物的水平没有升高。

2018年,患者接受了四个周期的FOLFIRINOX(氟尿嘧啶、亚叶酸钙、伊立替康和奥沙利铂)新辅助治疗后,进行了保留幽门的低分化腺癌开放式Whipple切除术(最大尺寸为4.5 cm),边缘呈阴性,切除的21个淋巴结中有2个涉及淋巴结;治疗后的疾病分期为ⅡB(ypT3N1M0)。患者随后接受了四个周期的FOLFIRINOX辅助化疗,随后接受了剂量为50.4 Gy联合卡培他滨的辅助放化疗。

2019年,对该患者右下肺叶的一个增大结节进行细针针吸活检,确诊为肺转移。随后,患者出现无腹盆腔进展的无症状双肺疾病进展。

2020年,患者在匹兹堡大学医学中心参加了肿瘤浸润淋巴细胞治疗(TIL)的临床试验(NCT03935893),并接受了体外扩增的肿瘤浸润淋巴细胞和高剂量白细胞介素-2治疗,但在6个月内仍观察到肺转移瘤的生长。检测发现,患者肿瘤PD-L1的表达低于1%,肿瘤突变负荷为8.9个/Mb,微卫星稳定,存在KRAS G12D突变。此外没有检测到基因拷贝数变异或基因融合。患者HLA基因型为HLA-C*08:02。

2021年5月,美国FDA批准了一项单患者研究性新药申请。2021年6月,这位患者接受了这种新型治疗。

该胰腺癌肺转移患者接受了一次16.2×109个经过基因工程改造的自体T细胞回输治疗,这些T细胞被设计成可以克隆表达2种异基因的TCR,其MHC基因型限定为HLA-C* 08:02,同时具有KRAS G12D突变响应性,能够靶向识别KRAS G12D突变肿瘤产生的新抗原。体外试验证实这种改造过的T细胞对KRAS G12D突变具有高度特异性,当使用KRAS G12D突变多肽片段或RNA在体外刺激时,可以诱导T细胞分泌高水平的效应细胞因子,如γ-干扰素和肿瘤坏死因子(TNF)

 

受到野生型或突变型KRAS G12D多肽或RNA体外刺激时,T细胞分泌的γ-干扰素和肿瘤坏死因子

经治疗后肺部肿瘤明显缩小,达到客观缓解,治疗后1个月时肺转移灶缩小了62%,6个月时达72%。回输的T细胞在体内持续存在,1个月时占循环中所有T细胞的13%,3个月时占3.3%,6个月时仍有2.4%。在治疗后3个月时,患者外周血中的改造T细胞在体外仍具有KRAS G12D突变响应性,能够在KRAS G12D突变多肽片段刺激下产生γ-干扰素和TNF,表明其免疫效应持续存在。

.治疗前以及治疗后85天和176天的胸部CT结果

2023年欧洲肿瘤内科学会(ESMO)年会报道了 ADP-A2M4CD8 T 细胞受体(TCR)T 细胞疗法单独或与纳武利尤单抗联合治疗实体瘤的SURPASS 试验I 期的临床和转化数据。

截至2023年3月9日,51例中位年龄为60岁(范围:31-75岁)、主要患有黑色素瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、胃食管癌、头颈部癌或尿道癌的患者接受了1.02-9.95x109 ADP-A2M4CD8 T细胞治疗。既往接受过治疗中位线数为为3(范围1-8),MAGE-A4表达H-评分为250(90-300)。T细胞疗法最常见的四种治疗相关不良事件是细胞因子释放综合征 [n=438 (74.5%);7 例(13.7%)≥3级]、中性粒细胞减少症(27.5%)、发热和疲劳(各占21.6%)。经研究者审查按照RECIST v1.1标准确认的单药治疗患者(n=45)的总缓解率为 35.6% [2 例完全缓解,14 例部分缓解(PR)]。中位反应持续时间为20.79周(95%CI:11.6, 30.9)。在接受纳武利尤单抗联合治疗的患者中(n=46),有1例PR,3例病情稳定,2例无法评估(2例患者未接受纳武利尤单抗治疗,也未进行基线后RECIST评估)。ADP-A2M4CD8 在患者(包括接受纳武利尤单抗联合治疗)中继续显示出可接受的获益-风险特征。

全球在研的TCR-T项目中,70%以上适应症为实体瘤,主要包括转移性非小细胞肺癌、肝细胞癌、多发性骨髓瘤、软组织肉瘤、头颈癌、黑色素瘤、脂肪肉瘤和宫颈癌等。从靶点来看,癌-睾丸(CT)抗原依然是研发热点,靶向NY-ESO-1的项目数量位居前列。

从国内情况来看,布局 TCR-T疗法的公司有立凌制药、可瑞生物、复星凯特、药明巨诺、金斯瑞生物科技、深圳因诺免疫,香雪制药,来恩生物、天科雅、广州泛恩生物等。

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