意大利罗马班比诺格苏儿童医院的Laura Antonucci等介绍pHGGs及其TME的特征,重点关注CAR-T疗法对pHGGs的研究进展;文章发表在2022年5月的《Frontiers in Immunology》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Antonucci L, et al. Front Immunol. 2022 May 4;13:867154. doi: 10.3389/fimmu.2022.867154.】
研究背景
高级别胶质瘤(HGG)是儿童致命的中枢神经系统(CNS)恶性肿瘤之一。经综合治疗包括手术切除、放疗和化疗后,儿童HGGs(pHGGs)预后仍然很差,5年生存率不到20%。pHGGs的遗传和表观遗传学特征与成人胶质瘤差异较大。嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy,CAR-T),在pHGGs临床前动物模型中有一定疗效,但免疫抑制的肿瘤微环境(TME)、靶抗原表达的异质性、T细胞难以浸润等因素降低CAR-T的疗效。免疫抑制细胞因子(TGF-b、IL-10)、免疫抑制细胞样胶质瘤相关巨噬细胞/小胶质细胞(GAMs)和骨髓源性抑制细胞(MDSCs)降低免疫系统根除肿瘤的疗效。因此,有必要研发新的免疫治疗策略,以提高T细胞清除肿瘤的能力。意大利罗马班比诺格苏儿童医院的Laura Antonucci等介绍pHGGs及其TME的特征,重点关注CAR-T疗法对pHGGs的研究进展;文章发表在2022年5月的《Frontiers in Immunology》在线。
研究方法
作者介绍,第一个靶向pHGGs的抗原来自于成人胶质瘤的研究,包括HER-2、EphA2和IL-13Ra2等。HER-2是一种在HGGs中过表达的酪氨酸激酶受体,其表达水平不仅与GBM预后不良相关,而且与其它儿童肿瘤,如髓母细胞瘤的预后不良也相关。目前,两项临床试验正在评估颅内注射Anti-HER-2 CAR-T治疗pHGGs的疗效。1期试验“BrainChild-01”结果显示,重复颅内注射HER-2 CAR-T对儿童和青年脑肿瘤安全,可耐受,而且能够诱导免疫反应。
研究结果
EphA2是一种酪氨酸激酶受体,参与多种肿瘤的发生发展,包括乳腺癌、肺癌和HGGs。EphA2的高表达与成人HGGs预后差相关,最近在儿童HGGs中也证实了同样的相关性。静脉注射EphA2-CAR-T治疗HGGs患者的临床试验显示该疗法的安全性和有效性。IL13Ra2是一种高亲和力的IL13受体,超过50%的HGGs高表达,其过表达与预后不良相关。研究显示该疗法的安全性,并记录患者长达7.5个月的缓解期。GD2参与多种儿童肿瘤的生长、转移和侵袭,如神经母细胞瘤、尤文氏肉瘤和pHGGs。GD2-CAR-T细胞治疗pHGGs的临床前和临床疗效评估正在进行中,特别是Mount和Majzner等发现H3-K27改变的弥漫中线胶质瘤细胞上GD2过表达,并开发第二代GD2 CAR-T,在弥漫中线胶质瘤的PDX模型中显示有效的抗肿瘤活性,目前研究正在招募儿童患者。B7-H3是一种具有重要免疫抑制功能的跨膜蛋白,属于B7家族的免疫检查点蛋白,在包括pHGGs在内的多种儿童恶性肿瘤中过表达。探索局部或静脉输注B7-H3 CAR-T细胞治疗儿童实体肿瘤(包括pHGGs)的1期临床试验正在进行中。
肿瘤微环境(TME)在介导肿瘤进展和耐药中起着至关重要的作用。胶质瘤干细胞(GSC)、基质细胞(脑胶质细胞、少突胶质细胞、星形胶质细胞、室管膜细胞和小胶质细胞)以及肿瘤浸润淋巴细胞等,是HGGs生长和血管生成的关键调节因子。GAMs也是胶质瘤微环境的重要组成部分,GAMs有利于肿瘤生长、血管生成,并促进肿瘤侵袭。大多数巨噬细胞被招募到TME中,向M2表型转化,并通过产生抗炎细胞因子抑制肿瘤浸润T细胞的增殖和功能。在成人HGGs中,GAMs为TME中恶性进展的关键驱动因素。最近,Lin等专门研究DIPG的TME和GAMs特征;DIPG肿瘤细胞产生集落刺激因子1(CSF1),这是与M2表型相关的细胞因子,但DIPG相关的巨噬细胞似乎不具有M2巨噬细胞的特征。转录组学分析显示,与成人HGGs相关的巨噬细胞相比,来自DIPG的GAMs表达较低水平的炎症细胞因子和趋化因子(IL6、IL1A、IL1B、CCL3和CCL4)。因此,儿童DIPG可能与成人胶质瘤具有不同的TME特点。
实体瘤包括pHGGs,对当前的CAR-T细胞治疗很容易出现耐药。CAR-T疗效的主要限制因素是TME中的免疫抑制因子,包括TGF-b、PD-1或CTLA4等介导的信号,这些因子阻止CAR-T细胞的增殖并最终诱导其衰竭。最近研发的新一代CAR-T细胞可在肿瘤内部激活后释放转基因细胞因子,有望克服TME中T细胞产生因子不足的缺陷。第四代CAR-T细胞,包括T细胞定向通用细胞因子介导杀伤(TRUCKs)的细胞,配备有免疫刺激细胞因子,可提高CAR-T细胞的增殖和持久性。
胶质瘤TME的另一个特点是,CAR-T细胞的激活和扩增是受免疫检查点蛋白影响,如PD-1、CTLA-4、TIM-3和LAG-3。传统的免疫检查点抑制剂(ICIs)阻断CTLA-4(即ipilimumab)或PD-1(即nivolumab),在一些实体瘤中疗效显著,但在HGGs中尚未见报道,可能与效应T细胞浸润少、pHGGs的突变负荷低和肿瘤新抗原缺乏等相关。在胶质瘤临床前研究中,ICIs已是一种提高CAR-T疗效的辅助手段。例如,HER-2重定向CAR-T细胞与抗PD1抗体的结合在体外可诱导CAR-T细胞增强对HGGs细胞的抑制能力。基于这些有前景的临床前研究,两项I期临床试验正在研究第二代CAR-T细胞联合pembrolizumab或nivolumab治疗成人HGGs。另一有希望的免疫治疗方法以溶瘤病毒(OV)为代表,Huang等尝试抗B7-H3 CAR-T细胞与负载IL -7的溶瘤腺病毒(oAD-IL7)联合治疗HGGs,可降低荷瘤小鼠的死亡率。
研究结论
该综述表明,免疫治疗是一种新的治疗方法,可利用免疫系统的活性来控制和消除肿瘤。到目前为止,CAR-T细胞疗法已经在HGGs患者的早期临床试验中展示一定的疗效,但仍面临着众多挑战。GD2和B7-H3在儿童脑肿瘤治疗中前景广阔,第二代CAR-T或与其它免疫疗法(如ICIs和溶瘤病毒)的组合也有望改善恶性脑肿瘤的预后。
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