作者:徐孟辉,北京市神经外科研究所;
脑
免疫疗法是一种在恶性肿瘤中很有前景的治疗策略,近年来,恶性肿瘤的免疫疗法取得了一系列突破。如程序性死亡受体1(programmed-death-receptor-1, PD-1)单克隆抗体,在针对转移性
以上结果是否归因于GBM的特性,或者除了血脑屏障还存在其他药物递送障碍等均成为研究的重点。综上所述,抑制特定分子的功能似乎并不是胶质瘤治疗的理想策略。随着医学的发展,细胞免疫疗法特别是细胞过继免疫疗法取得了较为可观的临床疗效。在细胞过继免疫疗法中,嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)疗法在治疗急性B淋巴细胞
目前CAR-T疗法正在进行广泛的临床前和临床研究,并在一些实体瘤尤其是脑胶质瘤的治疗当中取得了一定的进展。现回顾治疗脑胶质瘤的几种细胞过继免疫疗法并为脑胶质瘤的细胞过继免疫治疗的临床前及临床研究提供潜在的未来研究方向。
1.CAR-T疗法
CAR是一种被用于在人类白细胞上表达的基因工程分子。一般而言,CAR分子由细胞内、跨膜和细胞外结构域组成。胞内结构域包含2个激活信号序列,包括CD3ζ(提供共刺激信号1),CD28(提供共刺激信号2),4-1BB(提供共刺激信号2)或OX40(提供共刺激信号2)。跨膜结构域来自T细胞受体(T-cell receptor,TCR)的同一部分或CD28/CD8的相应结构域。胞外结构域由1个或多个单链可变片段(single chain variable fragments, scFv)组成,这一结构可以结合肿瘤细胞上的特定靶点。因此,CAR分子提供了必要的刺激信号,可以拮抗肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)中的免疫抑制效应,使得经CAR分子改造的细胞发生免疫应答反应。
CAR-T疗法目前在治疗急性B淋巴细胞白血病中取得了巨大成功,并已获得FDA批准上市。在黑色素瘤、
目前CAR-T疗法的改进主要在于治疗靶点的选择和功能元件改造2个方面。
(1)靶点选择方面:目前在脑胶质瘤相关研究中,CAR-T疗法常用的治疗靶点有表皮生长因子受体Ⅲ型突变体(epidermalgrowth factor receptor variant type Ⅲ, EGFRvⅢ)、人表皮生长因子受体-2(human epidermal growth factor receptor 2, HER2)、IL13Rα 和双唾液酸
通过静脉注射单次给药,2例患者在注射CAR-T 2周后接受了手术治疗,在切除后的样本中EGFRvⅢ +肿瘤细胞显著减少且与相应的血液样本比较,手术样本中检测到的CAR-T浓度更高,这表明EGFRvⅢ CAR-T有着较好的特异性和杀伤效果。但在另一项针对胶质母细胞瘤的临床试验中EGFRvⅢ CAR-T疗法不理想。
HER2靶点同样也被许多研究者关注,在Ahmed等发起的一项Ⅰ期临床试验中,17例复发性或进展性HER2+ GBM患者在治疗期间接受了不同剂量和疗程的治疗。治疗期间未报告出现不良反应,患者总计中位总生存期(overall survival,OS)为11.1个月,其中3例病情稳定的患者在随访24~29个月没有任何病情进展的迹象,这证明HER2 CAR-T疗法在脑胶质瘤治疗相关研究中的价值。IL13Rα CAR-T同样在脑胶质瘤临床试验中表现出了较好的疗效及安全性,且有临床研究将其与其他靶点联用构建双靶点CAR-T疗法并取得了良好的疗效。
GD2则是针对弥漫性中线胶质瘤(diffuse midline glioma,DMG)的靶点。Mackall等于2022 年和2024 年分别在研究者发起的临床研究(Investigator-InitiatedTrial, IIT)和Ⅰ期临床试验中证明了GD2CAR-T对H3K27M突变型DMG患者的有效性和安全性,在Ⅰ期临床试验中甚至有1例患者达到了完全缓解。以上这些现有的靶向脑胶质瘤CAR-T疗法常用的治疗靶点虽已在部分临床前及临床研究中初步验证了其有效性和安全性,但这些靶点仍存在一些问题,特别是在部分临床试验中疗效表现不佳。因此,靶向脑胶质瘤CAR-T疗法新靶点的筛选仍然是目前的CAR-T相关研究领域的热点。
(2)功能元件改造方面:主要有CAR分子结构优化和加入新的功能元件2个方向。自CAR-T疗法问世以来,针对CAR分子结构的优化研究持续取得重要进展,目前已有第四代CAR-T(第一代CAR-T只有胞外段scFv和胞内CD3ζ;第二代CAR-T引入了共刺激结构域CD28/4-1BB;第三代CAR-T在二代的基础上增加了另一个共刺激结构域,如OX40)。第四代CAR-T即细胞因子释放CAR-T,又称TRUCKs,可以在TME中分泌重组促炎细胞因子,从而起到消除肿瘤细胞、促进工程T细胞的增殖和增强持久性等功能。
目前已有多种细胞因子结构基因被融合到T细胞中,主要包括IL-7、IL-15、IL-18和IL-12等,并在临床前研究中取得了较好的成果。目前应用于脑胶质瘤治疗临床研究的多为技术成熟的二代CAR-T,但第四代CAR-T疗法在脑胶质瘤治疗中的疗效是值得期待的。
另一方面,新功能元件的加入也是目前CAR-T相关研究的热点,其中合成Notch(synthetic Notch receptor, SynNotch)受体是最具代表性的。Notch受体是一种膜蛋白受体,其结构分为胞外区、跨膜区、胞内区3个部分。
SynNotch受体是对其进行了基因工程改造,SynNotch受体含有Notch受体的核心调节结构域,但具有合成的胞外识别结构域(如单链抗体)和合成的胞内转录结构域。当胞外识别结构域与同源抗原结合时,突触受体会发生诱导跨膜裂解,类似于原生的Notch激活,从而释放胞内转录结构域进入细胞核,激活由同源上游顺式激活启动子调控的靶基因的表达。
2016年Morsut等报道了通过SynNotch受体控制T细胞自分泌IL-2从而改善其对于小鼠肿瘤模型的治疗效果。此后,有多项SynNotch受体应用于CAR-T的临床前研究结果证实了其在脑胶质瘤等实体瘤的动物模型中的疗效及在脑胶质瘤治疗中的应用前景。
除此之外,血脑屏障的存在一直是脑胶质瘤免疫治疗的一大难题,一项研究表明通过在CAR-T中加入SynNotch受体结合CNS特定抗原,将CAR-T的治疗功能限制在CNS内部,并有效改善了小鼠脑胶质瘤和神经炎症模型的病理症状。以上结果表明,在CAR-T中加入SynNotch受体有望提高传统CAR-T疗法的有效性和安全性。在CAR-T治疗领域,CAR-T功能元件改造以及筛选更具潜力的新型治疗靶点对于最终提升治疗效果具有协同增效作用,尤其在脑胶质瘤的治疗方面,目前尚缺乏在临床广泛应用的CAR-T疗法,因此,上述2个研究方向均展现出良好的应用前景。
除治疗靶点的选择和功能元件改造2个主流研究方向外,同种异体CAR-T即“通用型CAR-T”也是一个研究热点。目前传统的CAR-T疗法均使用患者自体外周血T细胞,在体外进行CAR-T的构建及扩展,再回输到患者体内进行治疗,但是这个疗法有较大的患者个体差异,即患者自身T细胞的状态、数量、活性等均会影响最终的治疗效果。如果使用来自健康捐献者的T细胞,构建同种异体CAR-T,就能解决因患者T细胞情况对疗效带来的影响。
目前已有相关的研究在进行中,如使用胎盘来源T细胞(placental circulating T cells, P-T cells)作为同种异体CAR-T的细胞来源。同样,一项Ⅰ期临床试验结果,证明了异体来源的CD5 CAR-T在治疗难治或复发急性T淋巴细胞白血病中有着良好的安全性及疗效。这一成功经验也为脑胶质瘤的CAR-T疗法提供了借鉴,因此,同种异体CAR-T疗法未来也可能在脑胶质瘤的治疗中得到应用。
2.淋巴因子激活的杀伤(lymphokine-activated killer, LAK)细胞及自然杀伤(natural killer, NK)细胞疗法
LAK细胞是指体外用IL-2刺激的自体外周血淋巴细胞。NK细胞是LAK细胞的主要效应细胞群。它们能以非MHC限制的方式识别肿瘤细胞。目前LAK细胞及NK细胞疗法已经广泛应用于血液肿瘤及一些实体瘤的治疗中。在脑胶质瘤治疗领域,也已经有一些临床研究采用局部注射NK细胞的方法治疗GBM或高级别胶质瘤患者。这些研究结果表明,将自体NK细胞注入肿瘤切除腔是安全的,其中一些研究还显示了延长患者无病生存期的良好效果。但是在一些其他研究者的报道中,NK细胞疗法的有效性和安全性则遭到了一些质疑。
如Law等研究发现在
目前已有多个特定肿瘤抗原靶点的CAR-NK细胞疗法在一系列实体瘤治疗临床试验中进行了测试,包括针对
在脑胶质瘤方面,也有临床试验初步证明了颅内注射HER2靶点CAR-NK细胞对复发GBM患者有着一定的疗效和较好的安全性。这些结果为CAR-NK细胞为代表的NK细胞疗法在脑胶质瘤治疗中的进一步研究应用提供了基础,也证明了其未来应用的可能性。
3.肿瘤浸润淋巴细胞移植疗法(tumor-infiltrating lymphocytes-adoptive cell therapy, TIL-ACT)
TIL-ACT是指从肿瘤组织或引流淋巴结、恶性渗出液中分离出肿瘤浸润淋巴细胞,将其在体外进行筛选和扩增,然后将这些细胞与高剂量的IL-2一起输注到患者体内,从而识别并杀伤肿瘤细胞。TIL-ACT在临床上最早被应用于黑色素瘤患者,并于1988年由Rosenberg等报告了成功治疗黑色素瘤的成果。目前,全球已有许多临床中心在进行TIL-ACT的相关研究,这种疗法不但在黑色素瘤患者中取得了良好疗效,使患者的病情得到持久、完全的缓解。
也被同样被应用于
对于脑胶质瘤而言,作为一种典型的“冷肿瘤”,其中的肿瘤浸润淋巴细胞显著少于其他实体肿瘤,同时,脑胶质瘤的发生部位也给取材带来了困难。除此之外,肿瘤中浸润的T细胞往往已临近衰竭,这就限制了它们的增殖及杀伤能力。以上这些原因使得从脑胶质瘤患者体内获得,扩增TIL并用于治疗变得非常困难。
为了克服这些困难,在Plautz等发起的一项临床试验中尝试首先为患者接种经过辐照处理过的自体肿瘤细胞,然后采集接种肿瘤细胞部位的引流淋巴结T细胞并在体外进行扩增,之后将这些T细胞进行全身静脉输注。在这一系列临床试验中,10例复发脑胶质瘤患者中有3例,10例新诊断的脑胶质瘤患者中有4例出现了影像学上的改善。然而,目前还没有研究证明TIL-ACT可以延长脑胶质瘤患者的生存期。虽然目前TIL-ACT在脑胶质瘤治疗领域的研究尚处于起步阶段,且并未得到较理想的结果,但其在其他实体肿瘤的免疫治疗中取得了良好的疗效,表明其在脑胶质瘤的治疗中仍存在一定的潜力。
4.总结与展望
虽然新的细胞免疫疗法已在其他恶性肿瘤的治疗中取得了显著的成功,但是脑胶质瘤由于其存在血脑屏障和独特的免疫微环境等特殊性,该疗法在脑胶质瘤中很可能并不适用。且现有的细胞过继免疫疗法在脑胶质瘤中也大多处于临床前或临床试验阶段,其中部分临床试验结果表现出了令人担忧的安全性。故要实现细胞过继免疫疗法在脑胶质瘤临床治疗中的实际应用并取得突破性进展,仍然面临诸多挑战。尽管该疗法目前在应用中存在诸多问题,但其治疗前景依然广阔。尤其值得关注的是,细胞过继免疫治疗与现有其他治疗手段的联合应用,有望成为未来脑胶质瘤治疗的重要方向。
来源:徐孟辉,张伟.细胞过继免疫治疗在脑胶质瘤中应用现状与研究进展[J].神经疾病与精神卫生,2025,25(11):769-774.