大样本统计发现了化疗次数增加 CAR-T细胞扩增潜能下降的原因

2018-01-30 00:00 羊城晚报

费城儿童医院(Children's Hospital of Philadelphia,简称CHOP)是宾夕法尼亚大学派瑞曼医学院的教学医院之一,其专门设立了儿童癌症肿瘤免疫治疗计划研究项目,应用肿瘤免疫疗法治疗急性淋巴细胞白血病、霍奇金或非霍奇金淋巴瘤以及肉瘤已有多个临床试验正在开展。

pgc-image/1521467635151dda3df099a

研究领域主要集中在针对儿童急性淋巴细胞白血病的CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法应用。其中诺华公司CAR-T细胞产品的全球首例临床试验,就是由该医院的Stephan Grupp博士主导开展。

CAR-T技术在儿童患者

身上会取得更好的治疗效果

现如今,工程化T细胞疗法已经在B细胞恶性肿瘤患者中表现出令人印象深刻的临床治疗效果。但值得注意的是,仍有许多患者由于体外扩增失败而无法接受T细胞治疗,而这是细胞治疗的必要组成部分,也是其体内活性的预测因素。CAR-T技术的研发人员也在进行多个方面的探索和技术改进,为了评估这些功能差异的生物学特征,宾夕法尼亚大学Nathan Singh和费城儿童医院的Stephan A. Grupp、David M. Barrett博士,对儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)和非霍奇金淋巴瘤(NHL)患者在化疗期间的T细胞扩增潜能和记忆表型进行了研究。相关结果发表在权威学术期刊《Science Translational Medicine》上。

pgc-image/1521467653092e034a67f10

该研究团队发现富含早期血液细胞谱系的T细胞群的患者在体外的扩增效果更好,并且与NHL患者相比,ALL患者具有更多数量的这种细胞,扩增能力也更强。此外,该团队还进一步证实了早期血液细胞谱系会被环磷酰胺和阿糖胞苷化疗选择性地耗尽,而白细胞介素-7(IL-7)和IL-15具有能够富集早期血液细胞谱系,挽救T细胞扩增的能力。因此,早期血液细胞谱系对T细胞适当的扩增至关重要,通过T细胞采集或培养方法的时间来富集该细胞群,可以进一步增加受益于CAR-T细胞疗法的患者数量。

综上,研究人员通过对患者外周T细胞的系列分析,表明了先前接受的化疗会使得嵌合抗原受体(CAR)T细胞的扩增能力和其随后在儿科癌症中的临床活性减弱。也就是说,寻找相对年轻的T细胞用于肿瘤免疫治疗,会让患者取得更大的获益。而这也是为什么CAR-T技术在儿童患者身上会取得更好的治疗效果。

pgc-image/152146767654304f51a8654

特定类型的化疗药物

会影响CAR-T细胞的扩增能力

pgc-image/15214676905163f1567f060

在即将到来的2018年AACR会议上,David M. Barrett博士将会宣布更进一步的研究结果。他表示,累积化疗与工程化T细胞的扩增潜力下降相关。此外,特定类型的化疗药物(包含阿霉素或环磷酰胺)清除T细胞的spare respiratory capacity (SRC)或能量储备是临床表现不佳的前兆。

分析还表明,依赖于谷氨酰胺和脂肪酸途径的T细胞具有良好的CAR-T细胞扩增潜力,而依赖于糖酵解的T细胞不适合制备CAR-T细胞。总的来说,新的研究结果强调CAR-T细胞疗法在个体患者中的成功取决于起始T细胞的质量。

Barrett说:“我们深入探讨了为什么这些T细胞不能制造出好的CAR-T细胞,同时在研究什么是最好的起始材料,以便可以改变现有的方法,确保能够制造出功能强大的CAR-T细胞产品,而不仅仅只适用于儿童白血病患者,也适用于潜在的实体瘤CAR,目前,我们正在朝着未来的这一发展方向而努力。”

pgc-image/15214677048348a7b15bc4d

对此,AACR主席Michael Caligiuri博士评价道,这项研究为免疫疗法、免疫肿瘤学和精准医疗的交叉解决肿瘤临床问题提供了良好范例。

pgc-image/1521467723611d2210fccbf

在这项最新的研究中,他们对免疫应答和免疫疗法进行分析,以发现可能出现的问题以及如何解决这些问题,在这种情况下,研究人员发现了无法正常工作的T细胞,Barrett博士使用基因表达谱分析并找到一条途径(一种能量通路),发现细胞似乎是被肿瘤或化疗所耗尽。基于此,研究人员可以预测更精准的治疗效果,也就是“谁能做得好,谁不能。”

在CAR-T细胞疗法的早期临床经验中,Barrett及其同事注意到从某些患者收集的T细胞出现了“耗竭”的现象,不能在生产过程中存活或在输注给患者后表现不佳。而研究人员先前在《Science Translational Medicine》上的报道,已经表明了更年轻的T细胞表现最好,以及那些接受少次化疗或者没接受过化疗的患者。

为研究导致T细胞质量低的因素,研究者前瞻性收集了157例急性淋巴细胞白血病(ALL),慢性骨髓性白血病、霍奇金和非霍奇金淋巴瘤(NHL)、神经母细胞瘤、骨肉瘤、横纹肌肉瘤、肾母细胞瘤,或尤因肉瘤患者。并在诊断时和每个化疗周期后进行细胞的采集。

实验室分析使用了一种经过验证的正常人T细胞模型,结果显示所有的T细胞样本都有较低质量的扩增潜能,除了来自于ALL或Wilms肿瘤(肾母细胞瘤)患者的T细胞。随后的分析显示,随着总化疗次数的增加,所有样本的扩增潜力持续下降,尤其是小于3岁的儿童。

体外试验表明,含阿霉素和环磷酰胺的化疗方案对T细胞的毒性特别大,这些化疗药物攻击细胞的能量发生器-线粒体,对此,Barrett解释说,线粒体的破坏导致了细胞的SRC(spare respiratory capacity)耗竭。

然而,这并不能解释为什么一些T细胞在化疗前有较差的CAR潜能。另外的实验室研究表明,具有较差的CAR潜力的T细胞倾向于依靠糖酵解作为能量源而不是脂肪酸。

Barrett及其同事利用T细胞的实验室模型发现,他们可以“强制”糖酵解偏向的T细胞使用脂肪酸来获得能量,至少是经历过化疗的T细胞。但相关细胞的代谢途径偏好的发现尚未从癌症患者中获得的T细胞得到证实。

Barrett说:“起始材料质量的根本差异可以解释为什么CAR-T细胞疗法在大约90%的儿童ALL患者中产生客观反应,相比之下,在成人NHL患者中,相同的CAR-T细胞却只有约50%的反应率”。此外,这项研究结果还表明了,开发能够有效治疗实体瘤的CAR-T细胞产品可能需要不同的生产或加工策略。

综上所述,这项最新的研究为CAR-T技术在更多类型的癌症治疗中的应用提供了重要的支持,可能会扩大患者的受益范围。

参考出处:

http://www.aacr.org/Newsroom/Pages/News-Release-Detail.aspx?ItemID=1153#.Wq9EYN-WbIU

https://www.medpagetoday.com/meetingcoverage/aacr/71827

DOI: 10.1126/scitranslmed.aad5222

http://www.aacr.org/Funding/Pages/Stand%20Up%20To%20Cancer/david-m-barrett.aspx#.Wq8QOd-WbIV




Copyright ©百暨基因 All Rights Reserved 版权---粤ICP备17150518号-1