作者:陈寅瑜,陈霖,徐凤,邹子川,葛良玉,孟箭,徐州市中心医院口腔科
过继性T细胞疗法(adoptive T cell therapy,ACT)是一种高度个性化的抗肿瘤治疗方法,采用自体或捐赠者的T细胞,在实验室中培养或修饰,然后将其回输患者体内,产生免疫作用。与阻断T细胞抑制受体的免疫检查点阻滞剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)不同,ACT疗法基于体外扩张,可以避免T细胞受到某些抑制性免疫调节剂的限制。
同时,某些形式的ACT疗法对T细胞进行基因改造或重新设计,有助于提高T细胞的特异性。由于ACT疗法可通过增加T细胞数量,增强对肿瘤组织的特异性和反应性,因此,具有解决ICIs诸多局限性的巨大潜力。
头颈部
近年来,肿瘤细胞和肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)之间潜在的相互作用机制引发了全新的肿瘤治疗研究浪潮。肿瘤细胞与其微环境密切相关,推动着恶性肿瘤的发展进程,最终导致患者预后产生差异。
肿瘤免疫微环境(tumor immune microenvironment,TIME)由免疫细胞组成,包括具有抗肿瘤免疫作用的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和自然杀伤细胞(NK),以及产生免疫抑制作用的髓细胞(MDSC)、调节性T细胞(Treg)和肿瘤相关巨噬细胞(TAM)。这些成分所构建的复杂的调节网络,在肿瘤生物学过程中起着关键作用。由于HNSCC的高度异质性,使得其临床治疗产生免疫抑制。同时,HNSCC的免疫抑制通常呈现整体形式,往往导致肿瘤微环境中的T细胞数量很少。
本文对ACT疗法分类及其研究进展进行综述,包括肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)、嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cells,CAR-T)、T细胞受体工程化T细胞(T cell receptor engineered T cells,TCR-T)以及基于类器官共培养的过继性T淋巴细胞免疫治疗,探讨ACT疗法作为头颈部鳞癌治疗方式的潜力、优势和局限性。
1. ACT疗法的分类
20世纪50年代,“过继免疫”的概念首次被提出。有研究证明,将已激活的捐赠者的免疫组织移植到宿主体内后,可以继续发挥作用。20世纪80年代,有研究首次将T细胞用于肿瘤治疗,成功在体外扩增淋巴细胞,通过外周血回输宿主体内,发现了免疫效应的产生和提高。数十年来,基于T细胞抗原、抗体研究,ACT疗法目前有3种主要模式:TILs、CAR-T以及TCR-T治疗。
TILs治疗扩大了在获得的肿瘤组织中发现的内源性T细胞的异质种群,而CAR-T细胞和TCR-T则针对特定抗原靶点的基因工程T细胞进行扩增。虽然ACT疗法在血液恶性肿瘤中得到了成功应用,但实体肿瘤的ACT疗法仍处于早期阶段。与其他肿瘤免疫治疗方法相比,ACT疗法有诸多优势。大量抗肿瘤T细胞可在体外生长,所需的抗原具有高度的识别性、攻击性以及介导肿瘤抑制产生的效应功能。
更重要的是,ACT疗法能够在细胞转移之前对宿主进行操控,以提供有利于治疗的肿瘤微环境,从而更好地支持抗肿瘤免疫。ACT疗法是一种“活”治疗手段,给药的细胞可以在体内进行增殖,同时保持其抗肿瘤效应功能。
多项研究在
2. 肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lympho-cytes,TILs)
TILs是指离开血液进入肿瘤的淋巴细胞。1982年,Eberlein等首次从多个小鼠肿瘤模型中分离出TILs。实验结果显示,在MC38结肠腺癌模型中,
TILs是多克隆细胞的异质群体,在肿瘤细胞中具有广泛的抗原识别。据相关研究,CD8+和CD4+T细胞群体通过多种机制在肿瘤控制中发挥关键作用。激活的CD8+T细胞能够产生促炎细胞因子,导致肿瘤细胞破坏;而CD4+T细胞可促进与抗体生成相关的血浆细胞的产生,有助于激活CD8+T细胞反应。IL-2是一种重要的细胞因子,可以刺激效应T细胞生长和存活。Rosenberg等发现,在培养的淋巴细胞中添加IL-2,可以促进淋巴细胞生长。此外,他们还发现,IL-2与TILs输液结合应用,可以提高治疗效果。
长期以来,人们一直报告TILs在头颈鳞状细胞癌中的预后意义。研究表明,CD103+TILs在
然而,HNSCC被归类为高度免疫抑制性肿瘤类型,淋巴细胞浸润程度较低(包括新抗原特异性T细胞),同时肿瘤微环境又充满了炎症浸润物,导致现有的TILs变得无效,这预示着HNSCC患者难以获得足够的肿瘤反应TILs用于过继细胞转移。因此,针对肿瘤特异性新抗原的TCR-T的体外生成,有望成为克服肿瘤微环境中免疫抑制状态的潜在性选择。
3. 嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cells,CAR-T)
CAR-T疗法需要确定可以用作靶点肿瘤的特定制造者,然后从患者的组织样本中分离出T细胞,使用病毒载体进行基因改变,以表达称为嵌合抗原受体(CAR)的特定受体。T细胞的基因改变取决于肿瘤中靶向的分子。CAR-T细胞可以在体外扩增,并注入患者体内,以识别和靶向肿瘤细胞。
有研究表明,HNSCC中表达的特定分子可具有针对性,HNSCC中CAR-T细胞潜在标志物包括CD276、EGFR、CD70、MUC1等。CD70在不同肿瘤亚型和肿瘤个体之间表达水平不同。CD70在HNSCC肿瘤活检中高度表达(20%),75%的标本在肿瘤表面呈现出CD70高表达。当通过CAR-T细胞产生靶向表达CD70的肿瘤细胞时,高表达CD70的肿瘤细胞可以被有效杀死,而低表达CD70的肿瘤细胞则没有被针对性靶向。
另一项研究表明,与邻近的非肿瘤组织相比,MUC1在肿瘤组织中高表达。在这种情况下,分泌IL-22的CAR-T细胞有望提高MUC1在HNSCC上的表达水平,从而增强T细胞功能。
HNSCC的CAR-T细胞治疗中最有吸引力的抗原是Erb B家族,该家族属于受体酪氨酸激酶(RTKs),由Erb B-1 (EGFR)、Erb B-2(HER2/neu)、Erb B-3和Erb B-4组成。研究表明,HNSCC中的Erb B信号失调。例如,超过90%的病例EGFR表达水平上调,而其表达水平上调又与放射性阻滞、肿瘤细胞转移及存活率低下有关。因此,有研究开发了T4免疫疗法,其中T细胞被设计为共同表达T1E28ζ和4αβ。T1E28ζ包括杂交的Erb B配体、T1E、CD3ζ和CD28 A3。T1E可与多种Erb B异质或同种二聚体结合,产生广泛的抗肿瘤活性。
然而,细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome,CRS)是最常见的CAR相关毒性类型,严重限制了CAR-T细胞的治疗效果。由于CAR的注入或其他免疫细胞对CAR产生了特定的细胞因子,特别是炎症细胞因子,往往导致以低血压、高热、缺氧和多器官功能障碍为特征的CRS的产生。神经毒性是CAR-T细胞治疗的另一个缺点,其基本特征是脑病、
4. T细胞受体工程化T细胞(T-cell receptor en-gineering T cells,TCR-T)
为了将T细胞重新靶向到肿瘤细胞,可在体外设计T细胞,表达肿瘤抗原特异性T细胞受体(TCR),进而产生被称为T细胞受体工程化T细胞(TCR-T)的产物。TCR-T细胞使用完整的TCR复合物,其中包括由TCR α链和β链组成的异二聚体,同时CD3链簇可以自然传输抗原识别时的T细胞信号。通过完整TCR复合物的表达,TCR-T细胞可以识别肿瘤细胞内及其表面的多肽片段,从而提供更广泛的靶抗原。
具有异质TCR的T淋巴细胞可以识别肿瘤细胞上的HLA肽复合物,并通过免疫酪氨酸激活基序(ITAM)的磷酸化来刺激抗原的信号传递,激活T细胞的免疫作用进而消除肿瘤细胞。
TCR-T疗法不受靶细胞表面的抗原表达限制,是一种潜在的肿瘤免疫疗法。底物细胞的特异性选择又可增强TCR-T细胞的运输、放大,增强其耐用性和记忆功能,从而形成具有合成成本模拟电路的TCR-T细胞系统。进一步了解TCR-T治疗实体肿瘤的局限性及其解决方案,将为该免疫疗法在未来的临床应用带来益处。
当前,TCR-T在实体肿瘤中的临床研究及应用已取得了长足进展。亲和力增强的NYESO1-TCR在转移性黑色素瘤患者中可实现45%~55%的临床反应率,在转移性滑膜
T细胞激活不足会导致免疫逃逸,降低免疫治疗对特定患者的疗效。TCR-T细胞独立于患者的内源性T细胞库,不受肿瘤特异性表面蛋白质可用性的限制。然而,构建一个能够识别的、具有足够亲和力和功能的可靠目标的TCR-T细胞组,仍然是一个挑战。
5. 基于类器官共培养的T淋巴细胞
最近体外人体有机体培养的出现,又催生了一种新的肿瘤免疫生物学研究方法。根据最初的定义,类器官是具有多个细胞谱系的正常组织的三维体外培养,包括干细胞、分化细胞及体外组织结构。目前,类器官技术已被广泛用于肿瘤建模。一方面,该技术基于前瞻性遗传策略,利用来自野生型组织或诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSC)的类器官,承受癌基因或肿瘤抑制突变。另一方面,该方法可在体外有效建立人类肿瘤3D模型。
类器官技术正逐步应用于ACT研究,现已用于模拟CAR-NK92针对EGFRv III或CRC生物体上的FRIZZLED的肿瘤抗原特异性细胞毒性。这种类器官免疫细胞共培养系统可用于评估正常和肿瘤类器官中CAR介导的肿瘤特异性细胞毒性。仅上皮浸没的Matrigel类器官虽然缺乏免疫成分,但作为抗原来源,可有效选择肿瘤反应淋巴细胞。
最近的一些研究成功建立了体外共培养系统,以诱导和分析肿瘤免疫微环境。例如,通过CRC或NSCLC PDO与自体外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)共培养,在补充IL-2、抗CD28和抗PD1的培养基中产生肿瘤反应CD8+T细胞,可以扩增这种T淋巴细胞。该细胞能够对自体肿瘤产生毒性,但不杀伤正常细胞。这项研究为评估肿瘤细胞对免疫治疗的敏感性和抵抗性提供了一种新手段。
6. 总结与展望
虽然ACT疗法在HNSCC治疗中的研究较少,但在其他领域的研究已取得初步成效,显示出巨大应用前景。未来ACT治疗将向个体化、精准化和新型联合治疗方向发展,以期在提高疗效的同时,避免脱靶效应和严重不良反应,使ACT疗法真正成为治疗HNSCC的有效工具。
来源:陈寅瑜,陈霖,徐凤,等.过继性T细胞疗法在头颈部鳞癌中的研究进展[J].中国口腔颌面外科杂志,2024,22(02):192-197.
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