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为解决 CAR-NK 细胞疗法面临的挑战,研究人员总结 2024 ASH 年会成果,发现其在多疾病治疗有潜力。
在人体的免疫系统中,自然杀伤细胞(NK 细胞)就像是一群训练有素的 “免疫特种兵”,时刻警惕着癌细胞的出现。它们无需提前 “认识” 癌细胞,就能凭借自身能力精准识别并消灭这些 “敌人”,因此成为免疫治疗领域的热门研究对象。基于 NK 细胞开发的嵌合抗原受体工程化自然杀伤细胞(CAR-NK)疗法,更是备受瞩目。它无需考虑人类白细胞抗原(HLA)的兼容性,不仅简化了个性化治疗方案的制定,还便于制备 “通用型” 的现成产品。而且,CAR-NK 细胞疗法引发细胞因子释放综合征和神经毒性的风险较低,给患者带来了更高的安全性。
然而,这一疗法并非完美无缺。NK 细胞在体内存活时间较短,肿瘤微环境也会对其发挥作用产生限制,这些问题就像一道道关卡,阻碍着 CAR-NK 细胞疗法充分发挥潜力。为了突破这些障碍,让 CAR-NK 细胞疗法更好地造福患者,山东大学附属山东省立医院和山东第一医科大学附属省立医院的研究人员 Ran Kong、Bingyu Liu 等人对 2024 年美国血液学会(ASH)年会中 CAR-NK 细胞疗法的最新进展进行了总结与分析,相关研究成果发表在《Journal of Hematology & Oncology》上。
研究人员开展此项研究运用了多种关键技术方法。在细胞培养技术方面,利用饲养细胞培养系统,通过特定的永生细胞系作为人工抗原呈递细胞(aAPC)刺激 NK 细胞扩增;还研发了可结合 B 细胞的多功能融合蛋白,在自体环境下促进 NK 细胞扩增。基因工程技术上,构建新型 shRNA 下调 HLA-ABC 表达,同时构建包含 CAR、shRNA 和 PD-L1 或单链 HLA-E(SCE)表达的基因载体,生成能逃避免疫排斥的 CAR-NK 细胞 。此外,构建多种 CAR-NK 细胞并进行体内外实验,评估其对不同肿瘤细胞的杀伤效果、细胞因子分泌情况以及在体内的抗肿瘤活性等。
NK 细胞的临床应用需要高效扩增。一方面,研究人员改进饲养细胞培养系统,如 721.221 细胞经基因工程改造后,表达共刺激分子 mbIL18/21、4-1BBL/OX40L 和 B7H6,相较于传统 K562-based aAPC,能显著促进外周血(PB)-NK 细胞和诱导多能干细胞(iPSC)-NK 细胞的扩增与激活。另一方面,开发出可结合 B 细胞的多功能融合蛋白,在自体环境下为 NK 细胞提供 IL-15 的转呈和 4-1BB 共刺激信号,增强了来自不同供体的 NK 细胞的扩增。
同时,减少宿主对移植物的细胞毒性反应对延长 NK 细胞寿命至关重要。研究人员设计出一种新型 shRNA,可特异性下调 HLA-ABC 表达并保留 HLA-E 表达,通过一步法制备出同种异体 CAR-NK 细胞。将 CAR、shRNA 和 PD-L1 或 SCE 表达的基因构建体转导至 NK 细胞,成功生成能逃避免疫排斥且抗肿瘤反应增强的 CAR-NK 细胞。
在没有细胞因子支持的情况下,NK 细胞寿命有限,体内持久性降低。为解决这一问题,研究人员在临床前研究中对 CAR-NK 细胞进行工程改造。例如,让 CAR-NK 细胞自分泌 IL-15,部分改善了其在治疗过程中持久性差和代谢功能障碍的问题。在 B 细胞淋巴瘤研究中,共表达 IL-15 和 C-C 基序趋化因子配体 21(CCL-21)的 CD19 CAR-NK 细胞(15×21 CAR-NK)表现出更强的细胞毒性和细胞因子分泌功能,还能招募更多 T 细胞协同清除淋巴瘤细胞,机制上与 PI3K/AKT/mTOR 信号通路的富集有关 。
针对多种血液肿瘤相关的靶点,研究也取得进展。间皮素(MSLN)在部分急性髓系白血病(AML)患者中表达,将 MSLN-CAR 构建体导入细胞因子诱导的记忆样(CIML)NK 细胞,并加入 IL-12,增强了对表达 MSLN 的 AML 细胞的杀伤能力。C 型凝集素样分子 - 1(CLL-1)是 AML 的一个有前景的靶点,体内研究表明,携带内源性 IL-15 或 IL-2 分泌盒的 CLL1-CAR NK 细胞安全有效,可延长中位总生存期,且 IL-2 在体内效果更优。在多发性骨髓瘤治疗方面,针对高表达的 G 蛋白偶联受体 C 类第 5 组成员 D(GPRC5D)开发的 CIB315,这种 iPSC 来源的 CAR-NK 产品具有更强的细胞毒性和持久性,能避免达雷妥尤单抗诱导的自相残杀,多次杀伤多发性骨髓瘤细胞。
多项 CAR-NK 细胞疗法的临床试验展现出令人鼓舞的疗效和安全性。TAK-007 是一种同种异体、脐带血来源的现成 CD19 CAR-NK 细胞治疗产品,在针对复发 / 难治性大 B 细胞淋巴瘤(LBCL)或惰性非霍奇金淋巴瘤(iNHL)的 2 期临床试验中,iNHL 患者的缓解率达 78%,完全缓解率为 56%;LBCL 患者在 8 亿细胞剂量组的缓解率为 50%,完全缓解率为 21% 。TAK-007 的安全性优于自体 CAR-T 细胞疗法,给药后 10 天内未观察到严重细胞因子释放综合征(CRS),60 天内未报告免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)。
WU-NK-101(W-NK1)是一种可规避免疫抑制的过继性记忆样 NK 细胞疗法,在 AML 异种移植模型中表现良好。其 1 期临床试验显示,在复发 / 难治性 AML 患者中安全性可接受,且有初步抗肿瘤活性。在剂量≥2 组,客观缓解率为 50%,仅发生 1 例严重治疗相关不良事件,未出现严重 CRS 或 ICANS。
除血液肿瘤外,CD19 靶向细胞疗法在系统性红斑狼疮(SLE)治疗中也有积极进展。NKX019 是一种表达靶向 CD19 的人源化 CAR 的 NK 细胞产品,目前正在进行针对难治性 SLE 患者的 1 期研究,旨在评估其安全性、耐受性、药代动力学、免疫原性和疗效。
综上所述,这项研究全面总结了 2024 年 ASH 年会中 CAR-NK 细胞疗法的前沿进展。从 CAR-NK 细胞的生成策略,到临床前研究中针对不同靶点的优化改造,再到多项临床试验的积极成果,都表明 CAR-NK 细胞疗法在血液肿瘤和自身免疫病治疗领域具有巨大潜力。这些研究成果为进一步优化 CAR-NK 细胞疗法提供了重要依据,有望推动该疗法从实验室走向临床广泛应用,为更多患者带来新的治疗希望。不过,目前 CAR-NK 细胞疗法仍面临一些挑战,如细胞的长期存活和在复杂肿瘤微环境中的功能维持等问题,未来还需要更多研究来深入探索和解决。
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