免疫治疗联合化疗，为转移性儿童脑肿瘤带来新希望！

脑肿瘤是儿童癌症导致死亡的最主要原因。其中，髓母细胞瘤和室管膜肿瘤在儿童脑肿瘤中最为常见，发病率分别位于第1位和第3位。由于缺乏有效的治疗手段/药物，因此上述两种癌症的患者复发率和致死率均较高。

此外，由于上述两种肿瘤临床分型复杂，突变负荷低，所以导致缺乏特异性的治疗靶点，进而限制了靶向药物、免疫治疗药物在治疗此类疾病中的应用。因此，筛选特异性肿瘤抗原，开发更为有效的治疗药物/方法对提高此类患儿的临床疗效具有重要的意义。

2020年5月，来自加拿大和美国的研究团队在 Nature medicine 期刊上发表了题为Locoregional delivery of CAR T cells to the cerebrospinal fluid for treatment of metastatic medulloblastoma and ependymoma 的文章，报道了在III型髓母细胞瘤和A型后颅窝室管膜肿瘤的CAR-T靶向性免疫治疗研究方面取得的研究进展。该研究一方面发现了相关特异性肿瘤抗原，另一方面采用局部给药联合化疗药的策略在临床前研究中观察到了显著的治疗效果，为上述两种肿瘤患者的临床疗效的提高带来了希望。

首先，研究团队以正常脑组织为对照，通过微芯片列阵和RNA表达谱数据分析，筛选到在III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤原位癌、转移癌和复发病灶组织中均特异性表达的3个肿瘤特异性表面分子标志物：EPHA2、HER2以及IL-13Rα2。

随后，研究团队利用不同患者来源的肿瘤组织（n=3），分别建立了III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤的小鼠小脑原位移植肿瘤模型（PDX）用于后续疗效评价。

EPHA2、HER2、IL-13 Rα2在III型髓母细胞瘤原位癌及转移/复发病灶中的表达水平

EPHA2、HER2、IL-13 Rα2在A型后颅窝室管膜肿瘤的表达水平

作者利用上述PDX模型评价了EPHA2单价CAR-T（EPHA2 CAR-T）和EPHA2、HER2、IL-13Rα2三价CAR-T（三靶点特异性，TRI CAR-T）对III型髓母细胞瘤的治疗效果。结果表明，采用侧脑室（Lateral ventrical，LV）单次注射治疗，与对照治疗组（非基因修饰性T细胞）相比， EPHA2 CAR-T和TRI CAR-T均可以显著延长荷瘤小鼠的生存时间，且两个治疗组间小鼠的生存期无显著差异。采用相同给药方式进行重复输注治疗的研究进一步表明，EPHA2 CAR-T可以获得较TRI CAR-T更好的治疗效果，不但延长荷瘤小鼠的生存时间，同时有效抑制III型髓母细胞瘤的脊髓转移。

之后，研究者利用PFA室管膜小鼠PDX原位移植模型，采用相同的给药途径，评价了HER2单价CAR-T（HER2 CAR-T）和EPHA2、HER2、IL-13Rα2三价CAR-T（TRI CAR-T）单次输注的抗肿瘤疗效，获得了相似的治疗效果。

通过上述研究，作者认为，对于单价CAR-T和TRI CAR-T，经LV的局部注射给药方式对于治疗III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤而言，均可获得良好的治疗效果，且通过LV重复注射给药在治疗III型髓母细胞瘤时可获得更好的疗效。

基于上述研究结果，研究团队进一步对比了CAR-T尾静脉给药途径和LV给药途径治疗III型髓母细胞瘤的疗效。研究表明，与对照治疗组相比，虽然尾静脉注射EPHA2 CAR-T和TRI CAR-T均能延长小鼠的生存期，但小鼠体内的肿瘤负荷未观察到有效的降低；但接受LV注射治疗的小鼠不但观察到生存期的显著延长，同时可观察到体内肿瘤负荷的有效降低。上述结果表明，LV局部给药方式有利于CAR-T更有效的清除颅内的肿瘤细胞。

接下来，团队进一步研究了LV注射给药可达到实现肿瘤清除疗效的CAR-T最低给药剂量。通过对比3个给药剂量（2.5x10^6、5x10^6、10x10^6）的疗效表明，EPHA2 CAR-T经LV给药的最低有效剂量为5x10^6。通对比接受不同给药方式治疗的动物血清和脑脊液样本中的多种细胞因子水平显示，与尾静脉注射相比，LV注射CAR-T后小鼠血清和脑脊液中与T细胞抗肿瘤免疫反应激活相关的细胞因子IL-23和GM-CSF显著升高，提示LV注射后CAR-T可以更有效的通过脑脊液系统到达肿瘤部位，发挥抗肿瘤活性，清除肿瘤细胞，降低肿瘤负荷。

此外，研究者还发现，分别接受尾静脉注射和LV注射不同剂量的TRI CAR-T治疗的各组间，动物的存活时间和肿瘤负荷变化并无显著差异。为此，作者通过模建从单价CAR和TRI CAR的分子构象层面分析了原因，分析显示，EPHA2 CAR形成的二聚体，可与抗原二聚体形成更稳定的免疫突触，因此在EPHA2高表达的肿瘤微环境中可表现出比TRI CAR-T更显著的抗肿瘤活性。

但是作者通过研究不同成分的CAR-T的体内疗效表明，在治疗剂量相同时，与三种单价CAR-T等比例混合的制剂相比（EPHA2 CAR-T:HER2 CAR-T:IL-13Rα2=1:1:1），TRI CAR-T由于绝对细胞数的优势，依然具有更显著的抗肿瘤活性。

最后，研究团队评估了单价CAR-T与氮杂胞苷（Azacytidine）联用对III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤的疗效。氮杂胞苷是一款已用于急性髓系白血病的化疗药物。该药物不但具有DNA去甲基化作用，同时具有免疫调理功能，可活化包括细胞毒T细胞在内的多种免疫细胞。

通过实验表明，与单药治疗组和对照组相比，EPHA2 CAR-T、HER2 CAR-T以及TRI CAR-T与氮杂胞苷联用后均可有效的延长III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤PDX小鼠的生存时间，同时可以有效的清除小鼠体内肿瘤细胞，降低小鼠体内的肿瘤负荷。

基于上述结果，研究团队认为，采用局部侧脑室注射CAR-T的治疗方式联合氮杂胞苷在治疗III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤中可以为病人带来更多的临床获益。

CAR-T侧脑室注射联合氮杂胞苷联合治疗III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤策略

综上所述，研究团队首先通过分析对比肿瘤组织和正常组织的表达谱差异，筛选到了3个特异性表达在III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤原位癌，转移癌以及复发肿瘤组织中的肿瘤相关膜抗原；结合上述肿瘤的原发病灶及复发病灶的组织占位特点：即均位于临近脑脊液或被脑脊液所浸润的脑组织中。因此，研究者采用侧脑室局部注射的方式实施CAR-T治疗，克服了血脑屏障对CAR-T迁移至病灶部位的阻碍，同时联合化疗药物氮杂胞苷，抑制肿瘤细胞由DNA甲基化引发的表观遗传改变发生的抗原丢失，进而为治疗原发性、复发性以及转移性III型髓母细胞瘤和PFA室管膜肿瘤提供了全新的治疗策略。

撰文

*本文由深圳市拾玉儿童公益基金会“儿童肿瘤前沿”团队编译或约稿，文中图表均源引自文献原文。本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。如需转载，请留言或联系shiyu@curekids.cn。本文旨在分享儿童肿瘤科研前沿成果，不是治疗方案推荐。如需获得疾病治疗方案指导，请前往正规医院就诊。

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原文摘要（Abstract）

Recurrent medulloblastoma and ependymoma are universally lethal, with no approved targeted therapies and few candidatespresently under clinical evaluation. Nearly all recurrent medulloblastomas and posterior fossa group A (PFA) ependymomas are located adjacent to and bathed by the cerebrospinal fluid, presenting an opportunity for locoregional therapy, bypassing the blood–brain barrier. We identify three cell-surface targets, EPHA2, HER2 and interleukin 13 receptor α2, expressed on medulloblastomas and ependymomas, but not expressed in the normal developing brain. We validate intrathecal delivery of EPHA2, HER2 and interleukin 13 receptor α2 chimeric antigen receptor T cells as an effective treatment for primary, metastatic and recurrent group 3 medulloblastoma and PFA ependymoma xenografts in mouse models. Finally, we demonstrate that administration of these chimeric antigen receptor T cells into the cerebrospinal fluid, alone or in combination with azacytidine, is a highly effective therapy for multiple metastatic mouse models of group 3 medulloblastoma and PFA ependymoma, thereby providing a rationale for clinical trials of these approaches in humans.

来源：儿童肿瘤前沿

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