王晓露,贾 蒙综述,张 缨审校
非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin lymphoma,NHL)是一种常见的淋巴系统恶性肿瘤,根据细胞来源可分为三种基本类型:B细胞、T细胞和NK/T细胞NHL[1]。B细胞淋巴瘤是NHL最常见的亚型,约占NHL的85%[2]。其组织学常见类型包括弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma, DLBCL)、MALT淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、Burkitt淋巴瘤、套细胞淋巴瘤等。其中DLBCL最为常见,约占NHL的30%~40%[3]。NHL具有很强的异质性,不同类型的淋巴瘤有各自独特的组织形态和临床特点,且具有跳跃性侵犯和较多结外侵犯的生物学特征,使其在治疗上更加困难,尤其对于复发难治性B细胞NHL患者,常规放疗和全身化疗效果不佳。随着免疫学研究的飞速进展,为肿瘤治疗策略上带来了重大的变革和突破,使更多肿瘤患者成功地延长了生存周期,提高了生活质量[4]。与传统的肿瘤治疗手段相比,免疫细胞治疗技术具有疗效显著,不良反应减少等优势。本文就YESCARTA在NHL临床治疗中的研究进展作一综述。
嵌合抗原受体T细胞免疫治疗(chimeric antigen receptor T cell, CAR-T)是指通过基因修饰技术将具有特异性抗原识别域和T细胞激活信号的遗传物质转移到T细胞中,使T细胞与肿瘤细胞表面的特异性抗原结合,直接激活T细胞,从而通过释放穿孔素、颗粒酶B等物质直接杀死肿瘤细胞。另外,还可通过释放细胞因子去收集人体内源性免疫细胞,从而达到肿瘤治疗的目的。除此之外,还可形成记忆T细胞,从而获得特异性的长期抗肿瘤机制。
与传统疗法相比,CAR-T细胞治疗具有以下优势。首先,不受组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)的限制,CAR结构使T细胞能够在MHC呈现机制之外直接识别肿瘤细胞,同时获得共刺激信号,这些信号被“单键”激活。这是CAR-T细胞的最大优势,通过抗原抗体结合机制特异性识别肿瘤抗原,避免了肿瘤细胞通过MHC下调而逃逸的机制。其次,CAR不仅能识别肽抗原,而且能识别糖和糖脂抗原,扩大了肿瘤抗原靶点的范围。CAR-T治疗除不受MHC的限制外,也不受肿瘤细胞蛋白抗原的限制。因此,CAR-T可利用肿瘤细胞糖脂的非蛋白抗原进行多维度识别。第三,CAR-T细胞治疗使用低剂量,因为CAR-T细胞治疗有明确的治疗靶点,对识别肿瘤表面抗原有很高的特异性,同时克服了MHC的局限性,因此在同样的治疗效果下,CAR-T治疗的单次输注细胞数少于其他细胞疗法。第四,CAR-T具有一定的广谱重现性。由于某些位点在多个肿瘤细胞中表达,如EGFR,一旦该抗原的CAR基因被构建出来,可得到广泛应用。最后,药物将继续在体内扩散。当CAR-T细胞输回患者体内后,将有效识别肿瘤细胞,被激活并继续增殖,形成持续的杀伤性。之后,越来越多的免疫细胞将通过释放细胞因子和其他方式参与战斗。这些特性使得CAR-T疗法比传统药物、单克隆抗体和小分子靶向药物具有更大的优势,因为其血药浓度会随着时间的推移而降低。目前,CAR-T在血液系统恶性肿瘤的治疗方面取得了重大进展,但在实体瘤治疗中尚未显示出足够的疗效性和优势。
CAR有三个主要组成部分:胞外区、跨膜区和胞内信号转导区[5],其胞外区来源于单链抗体片段(scFv)。单链抗体scFv由轻链、重链和铰链区组成,能够识别肿瘤特异性抗原,具有非MHC限制性和高亲和力的特点。
第一代CAR-T免疫治疗是通过识别肿瘤表面抗原的单链抗体和免疫受体酪氨酸激活基序[5,7]的组成来治疗B细胞淋巴瘤,因为其含有活化的受体,T细胞可被激活,但只会使T细胞短时间增殖。因此,由于缺乏合适的共刺激信号,这种T细胞不能有效地扩增,其应用价值会受到限制[8]。Turtle等[9]根据Kevin Lafferty提出的T细胞激活双信号假说,加入了一种共刺激分子CD28,研发了第二代CAR-T免疫疗法。相比于第一代,第二代CAR-T免疫治疗能增强肿瘤的杀伤能力,临床疗效理想,YESCARTA就属于第二代CAR-T免疫疗法[10]。目前,第三代CAR-T免疫疗法也在研发中,包括多个共刺激分子。
YESCARTA的发展源于美国国家癌症研究所(NCI,Bethesda,MD)外科分院的James Kochenderfer和Steven A.Rosenberg早期的临床前研究。Kochenderfer等[11]2009年首次对其进行了描述,YESCARTA的CD19特异性CAR除了包含一个针对CD19的细胞外单链抗体,还包含CD3ζ和CD28的信号结构域。本研究证明,表达抗CD19 CAR的T细胞能产生CD19+靶细胞刺激的细胞因子,并能有效杀伤原发性慢性淋巴细胞白血病细胞。在后来的一项研究中,用免疫活性同系小鼠淋巴瘤模型评估一种设计类似但对小鼠CD19具有特异性并带有鼠源性细胞内信号转导域的CAR[12]。结果显示,抗CD19CAR-T细胞具有强大的抗淋巴瘤活性,同时观察到B细胞再生障碍鼠的脱靶效应。这些临床前研究为首次临床报告描述的抗CD19 CAR T细胞治疗奠定了基础[11]。这些早期的CD19 CAR实验促进了YESCARTA的产生,也促进了其他抗CD19的CAR-T细胞治疗的研究[13-15]。YESCARTA是一种引入抗CD19CAR基因的CAR-T细胞药物,能长时间表达抗CD19 CAR分子,结合了抗体的高亲和力和T细胞的杀伤力,以表达CD19的B细胞为靶点。另外,YESCARTA能通过CD3ζ/CD28共刺激激活下游信号通路,使T细胞活化、增殖、分泌炎性因子和趋化因子,达到杀伤肿瘤细胞的目的[16]。
2.1 YESCARTA临床I/II期试验2015年,Kochenderfer首次报道抗CD19 CAR-T细胞(YESCARTA)疗法被成功用于治疗难治性和复发性B细胞淋巴瘤[17]。本研究包括5例DLBCL患者,其中4例为化疗治疗难治性原发纵隔大B细胞淋巴瘤,1例为自体造血干细胞移植术后复发。在YESCARTA细胞治疗后,2例完全缓解(CR),2例部分缓解(PR),1例无法评价(NE)。其中化疗治疗难治性PMBCL 4例,CR 2例,病情稳定(SD)1例,NE 1例。在4例CR中,3例仍在持续缓解期,缓解期已达9~22个月。
ZUMA-1试验是一项多机构I/II期研究,评估YESCARTA在复发和难治性大B细胞淋巴瘤患者中的应用的安全性。在Ⅰ期中,引入7例难治性DLBCL患者。7例患者在输注YESCARTA后30 d内出现不良事件(AES),其中4例(57%)的不良事件为3级,1例(14%)为4级不良事件。14%(1例)和57%(4例)患者出现3级及以上的细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome,CRS)和神经毒性。1例(14%)有剂量限制毒性。在这例29岁的女性患者中,美国东部肿瘤协作组(ECOG)的身体素质得分为1。给药当天发生低血压3级,代谢性酸中毒3级,脑损害4级。第1天插管,第2天发生急性收缩性心力衰竭,第6天出现CRS。经托吡单抗、激素和透析治疗后病情好转。尽管患者最终死亡,研究人员认为这与YESCARTA治疗无关。
在ZUMA-1的II期临床试验中,20%的患者具有3级或以上的CRS,29%的患者具有3级或以上的神经毒性。严重的神经毒性与血清IL-15、IL-6、IL-10升高有关。在ZUMA-1的I期临床试验中,7例患者中有5例(71%)在输注YESCARTA后1个月内达到客观缓解,7例患者中有4例(57%)获得CR。3例患者在输注YESCARTA后12个月仍在进行CR。所有3例进行性CR的患者都曾在自体造血干细胞移植术后5.8个月内复发。在ZUMA-1的Ⅱ期临床试验中,共有111例(B细胞淋巴瘤)参与试验,其中99%(110例)成功制备了YESCARTA,其中91%(101例)接受了治疗,客观缓解率(ORR)为82%,完全缓解率(CR)为54%,中位随访时间为15.4个月,42%的患者达到保持缓解,40%的患者保持CR,18个月的总生存率为52%[18]。
这些临床研究表明,YESCARTA免疫疗法治疗NHL是成功的,尤其是在治疗复发和难治性NHL方面。然而,Kochenderfer的研究也表明,靶向CD19在正常B细胞上表达,有损害正常B细胞的副作用,因此虽然有毒性,但其安全性在可靠范围内。
2.2 YESCARTA临床Ⅲ/Ⅳ期试验安德森肿瘤中心的Nastoupil博士报告了来自17个医疗中心的295例患者[19]。截至2018年10月31日,共有274例患者接受了YESCARTA治疗。患者的基本特征与ZUMA-1基本相似,但其中19%的患者ECOG为2分或更高,43%的患者不符合ZUMA-1的纳入标准。然而,中位数随访3.9个月的数据显示,ORR和CR与ZUMA-1相似,安全性数据也与ZUMA-1相似。更长时间的后续行动仍在进行中。Dana farber中心的Jacobson博士回顾了6个中心的104例淋巴瘤患者的资料(平均年龄63.8岁。年龄范围:21~80岁)。50%的PR患者在随访期间保持CR,总体ORR、DOR和安全性与ZUMA-1相当。中位反应时间为4.9个月。在毒性预测方面,高CRP峰值与神经毒性相关,高铁蛋白峰值与CRS和神经毒性相关。通过回顾性研究发现,在现实世界的临床数据中,YESCARTA与ZUMA-1临床试验相比,其治疗反应和毒性反应也极为相似。
从临床试验统计可看出,虽然YECARTA给一些晚期肿瘤患者带来了治愈的希望,但在治疗过程中也有一些不良反应,有些甚至是致命的。因此,在进行CAR-T细胞治疗时,首先要考虑可能的不良反应[20-22]。①CRS与CAR结构、肿瘤负荷及类型、患者基因多态性有关。通过设计安全的CARs或CAR-t细胞并严格限制每次输注的细胞数量,可减少这种情况[23-24]。②肿瘤溶解综合征主要与CAR-T细胞的增殖和细胞因子的释放有关[25]。在输注CAR-T细胞后的几周内,通过严密监测和及时预防可以使其得到控制。③神经毒性可能表现为注意力下降、头痛、混乱、协调能力受损、言语变化、颤抖和嗜睡等症状。Anakinr是一种IL-1抑制剂,常用于控制神经毒性[26]。④脱靶效应,肿瘤表面抗原可分为两类:相关抗原(TAA)和特异性抗原(TSA)。传统的CAR-T细胞只能识别一种抗原。但对于抗CD19细胞的药物YESCARTA来说,其靶点是TAA,并且对TAA有很高的亲和力。当与正常组织中表达的TAA结合后,B细胞会急剧减少,临床缓解可通过注射球蛋白来实现。
CAR-T细胞药物在血液系统恶性肿瘤的治疗中具有里程碑意义,被认为是最有前景的肿瘤治疗方式之一[27]。第一代CAR设计中没有共刺激区,CAR-T细胞活性差,在体内存活时间短;第二代CAR将CD28共刺激区插入到CAR结构中,使CAR-T细胞存活时间更长,攻击肿瘤细胞的速度更快,强度更高。YESCARTA作为第二代抗CD19 CAR-T细胞药物,具有特异性高、不受MHC限制、抗肿瘤作用强、持久性好等特点。2017年10月18日,FDA批准CAR-T疗法YESCARTA用于治疗复发/难治性大B细胞淋巴瘤成人患者2018-2019年,YESCARTA在欧盟、日本厚生劳动省(MHLW)、加拿大卫生部相继获批,给全球CAR-T研究者带来了极大的信心,有望成为针对NHL二线或一线的标准治疗方法。但是,该药不适合治疗原发性中枢神经系统淋巴瘤。
然而,YESCARTA更加迅速的作用模式可能是导致患者出现严重细胞因子风暴和毒性作用的重要因素,必须经过严格的随机对照临床试验进行验证,以及监管部门的批准和许可。因此,我们还需要大量的研究来筛选或预测对CAR-T产品敏感的患者,以及哪种患者在治疗过程中会出现严重的细胞因子释放综合征或神经毒性,从而进行预防性干预,降低风险。此外,该疗法价格昂贵也是其不能广泛推广的原因。因此,降低制造成本并发展同种异体细胞技术至关重要。如果可使用来自健康捐赠者的免疫细胞,通过基因编辑技术去除引起移植物抗宿主和宿主对移植物排斥反应的所有基因,然后转移CAR基因以最大限度地扩增转化的T细胞,制成可治疗多个患者剂量的产品,这将大大降低成本,占领更大的市场。一旦像YESCARTA这样的CAR-T产品的临床应用能够向前推进,相信更多的患者将会从中受益。