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健康讲座

CAR-T疗法在肝细胞癌治疗领域的靶点探索与应用

字号+ 作者: 医脉通 来源:医脉通肿瘤科 2022-02-21 我要评论

本文将聚焦于HCC,总结目前CAR-T治疗HCC的靶点,并对相关的临床研究做简要归纳。

 
前言
 
 
 
 

作为一种新型肿瘤免疫疗法,嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法在临床应用中备受瞩目,该疗法通过基因工程技术使T细胞能够特异性识别肿瘤相关抗原,从而发挥抗肿瘤作用。CAR-T疗法已在血液系统肿瘤的治疗中取得了令人鼓舞的疗效,多项研究发现,靶向CD19的CAR-T细胞在复发难治性急性B淋巴细胞白血病和大B细胞淋巴瘤中可发挥靶向杀伤作用,并可提供极高的缓解率(80%~90%)[1]。这一发现不仅证实了细胞免疫治疗的临床价值,同时也激发了临床医师对于其他肿瘤相关抗原和CAR-T疗法应用于实体瘤的研究热情,其中,发病率及死亡率均位居前列的肝细胞癌(HCC),即为关注热点之一。

 

然而,与血液肿瘤中的成就相比,CAR-T疗法在实体瘤中的应用仍面临着诸多问题,这其中,治疗靶点的选择是最为严峻的挑战之一。首先,不同于CD19仅表达于B细胞,实体瘤相关的肿瘤抗原往往不仅表达于肿瘤组织,在正常组织中亦可有低水平的表达,部分抗原甚至还有维持组织正常生理功能的作用。因此在实体瘤中,CAR-T细胞在清除表达相应抗原的肿瘤细胞的同时,也可能攻击表达相同抗原的正常组织。CAR-T细胞可在非肿瘤组织中因接触抗原而被激活、增殖,然后释放大量炎性因子而导致局部脏器的免疫损伤甚至诱发细胞因子风暴,引发严重甚至致死性不良事件(AE)[1]

 

其次,异质性是实体肿瘤的特点之一,即使是同一位患者一个部位的肿瘤,也并非均表达相同的肿瘤相关抗原。因此,如果只用一种单靶点的CAR-T细胞治疗实体肿瘤,那么理论上实体瘤高度异质性的特点就决定了其必然会复发或无法根除[1]

 

因此,实体瘤的种种特点决定了CAR-T治疗在实体瘤中的应用必然道阻且长,而面对种种挑战,目前也已有多项临床研究进行了评估与探索。本文将聚焦于HCC,总结目前CAR-T治疗HCC的靶点,并对相关的临床研究做简要归纳。

 

 

 

HCC中的CAR-T疗法靶点

 

Glypican-3(GPC3)

 

GPC3是硫酸乙酰肝素蛋白聚糖家族的成员,在HCC中高表达,而在正常肝组织中不表达或低表达。有研究证实,GPC3的表达与HCC的进展相关,约72%的HCC患者表达GPC3,53%的HCC患者血清GPC3表达水平显著升高[2]

 

上海交通大学医学院附属仁济医院所开展的两项连续的I期研究对GPC3 CAR-T疗法在HCC中的应用进行了探索,研究共纳入13例晚期HCC患者,3年、1年和6个月总生存(OS)率分别为10.5%、42.0%和50.3%,其中1例患者在44.2个月后仍存活。9例患者发生细胞因子释放综合征(CRS),其中8例为1-2级,1例为5级,未发生3级或4级神经毒性[3]。其他数项评估GPC3 CAR-T单独治疗或联合免疫检查点抑制剂或联合抗血管生成药物在HCC中疗效与安全性的研究正在进行中[2]

 

 

甲胎蛋白(AFP)

 

AFP是一种分泌性糖蛋白,具有一系列重要的生理功能,包括转运功能、免疫抑制、凋亡诱导等[2]。甲胎蛋白在胎儿血液循环中具有较高的浓度,出生后则下降,至生后2~3月甲胎蛋白基本被白蛋白替代,血液中较难检出,故在成人血清中含量极低,然而当成人发生HCC时,AFP会重新表达。

 

一项I期开放标签研究(NCT03349255)正在评估ET1402L1-CAR T细胞在转移性HCC患者中的安全性和有效性,该研究的前期试验已证实ET1402L1-CAR T细胞可特异性结合AFP蛋白表达阳性的HCC细胞并将其裂解,并在动物模型中确认了该细胞在腹膜内HCC异种移植模型中的抗肿瘤活性[4]

 

另一项评估AFPᶜ³³²T细胞在AFP+ HCC患者或其他肿瘤患者中应用的I期多中心开放标签研究(NCT03132792)也正在进行中,研究预计纳入45例患者,将评估不同的细胞剂量水平以确定最佳耐受剂量范围,并进一步确定该疗法的安全性和有效性。

 

 

c-Met

 

c-Met是由Met原癌基因编码的酪氨酸激酶受体,可通过与肝细胞生长因子(HGF)结合而激活下游的MAPK、PI3K和STAT3通路,进而诱导细胞的生长、增殖、迁移、侵袭等一系列生物学效应。研究表明,c-Met的过表达可以促进HCC的进展[2]。因此,c-Met被认为是治疗HCC的潜在靶点。

 

目前,第二代和第三代c-Met CAR-T细胞已制备成功,证实c-Met CAR-T细胞可以特异性杀死HCC细胞[2]。南京医科大学附属第二医院团队制备了靶向c-Met和PD-L1的CAR-T细胞,并证明双靶点CAR-T细胞对c-Met+PD-L1+ HCC细胞具有特异性的细胞毒性[5]。该团队进一步设计了c-Met/PD-L1 CAR-T细胞用于原发性HCC患者的单中心临床研究(NCT03672305),研究计划纳入50例患者,主要终点为通过OS评估该疗法的疗效。

 

 

Mucin 1(MUC1)

 

MUC1是一种跨膜糖蛋白,定位于正常上皮细胞的顶膜,在部分上皮恶性肿瘤和血液恶性肿瘤中过度表达。研究证实,MUC1/JNK/TGF-β信号通路促进了肝癌细胞的迁移和侵袭[2]。因此MUC1被认为是HCC的潜在治疗靶点之一。

 

已有团队构建了第一代和第三代的MUC1 CAR-T细胞,且证实其均能特异性杀死MUC1高表达的HCC细胞,而MUC1低表达的正常肝细胞则几乎未受损[2]。目前,两项评估MUC1 CAR-T细胞治疗HCC等肿瘤的临床试验正在进行中(NCT02587689、NCT02839954)。

 

 

上皮细胞粘附分子(EpCAM)

 

EpCAM是一种跨膜糖蛋白,在包括HCC在内的多种肿瘤中高表达。既往研究显示,EpCAM阳性的HCC细胞表现出自我更新和分化等肝脏干细胞样特征,这影响了HCC的生长和侵袭[2]。由于EpCAM阳性的HCC预后较差且复发风险较高,因此EpCAM已被确定为HCC的早期生物标志物和治疗靶点。

 

一项单臂II期多中心研究(NCT02729493)正在评估靶向EpCAM的CAR-T疗法在复发或难治性肝癌中的疗效和安全性,研究纳入患者25例,主要终点为疾病控制率(DCR)。另一项I/II期单臂研究(NCT03013712)评估了EpCAM CAR-T疗法在包括肝癌在内的多种EpCAM阳性肿瘤患者中的应用,研究共纳入60例患者,主要终点为EpCAM CAR-T疗法的毒性。

 

 

CD133

 

CD133是另一种跨膜糖蛋白,在HCC、脑肿瘤、肺癌和胰腺癌中高表达[2]。CD133被认为是肿瘤干细胞(CSCs)的标志物,其在肿瘤的生存、增殖、转移和复发中起重要作用。既往研究显示,CD133细胞不存在于非癌性肝组织中,而仅存在于HCC组织中,且其在HCC细胞中的表达可诱导HCC细胞的生长和转移[2]。由于研究显示CD133高表达的HCC患者总生存率较低且复发率较高,因此,CD133被认为是CD133阳性HCC患者免疫治疗的分子靶点。

 

之前有研究团队构建了CD133特异性CAR-T细胞(CART-133),并发现CART-133细胞具有较强的细胞裂解能力,并可显著抑制体内肿瘤生长[2]。随后,该团队进行了一项开放标签单臂I/II期临床试验(NCT02541370),以评估CART-133细胞对晚期HCC等癌症患者的抗肿瘤作用。该研究I期纳入23例患者,包括14例HCC患者,其中9例患者病情稳定,6个月疾病控制率为43%[6]。该研究的II期阶段共纳入21例HCC患者,患者中位OS为12个月(95%CI,9.3-15.3个月),中位无进展生存期(PFS)为6.8个月(95%CI,4.3-8.4个月)。1例患者达到部分缓解(CR),14例达到疾病稳定(SD)。患者发生3级贫血2例,3级高胆红素血症4例,未见4级AE[7]

 

 

CD147

 

CD147是一种I型跨膜糖蛋白,已被发现在80%的HCC病例中高表达,CD147可以通过刺激基质金属蛋白酶的分泌来促进肿瘤的进展、侵袭和转移。另有报道显示,CD147的表达与HCC的侵袭行为和预后不良有关。目前,一种新型131I标记的CD147特异性单克隆抗体已经制备,与射频消融(RFA)或经导管动脉化疗栓塞(TACE)联合可用于治疗HCC[2]。这些发现表明,针对CD147的靶向治疗或可成为HCC的新治疗选择。

 

一项开放标签单臂I期研究(NCT03993743)评估了CD147靶向CAR-T细胞用于晚期HCC患者的安全性和临床活性。该研究预计纳入34例晚期HCC患者,主要终点为CD147 CAR-T导致的AE的发生率和类型。

 

 

自然杀伤细胞2族成员D(NKG2D)

 

NKG2D是一种II型跨膜糖蛋白,其配体(NKG2DL)在包括HCC在内的多种肿瘤中表达,但在正常组织中不表达[2]。MHC I链相关分子A和B(MICA和MICB)和六种巨细胞病毒UL16结合蛋白(ULBP1-6)是人类NKG2DL的两个家族。已有研究表明,MICA、MICB、ULBP1在人类HCC中大量表达,此外,肝切除术后的早期复发与ULBP1的表达缺失密切相关,MICA、MICB的低表达通常表明肿瘤进展的风险显著增加。因此,NKG2DL可成为HCC免疫治疗的分子靶点。

 

已有研究团队构建了在HCC细胞上靶向NKG2DL的新型NKG2D-BBz CAR-T细胞。研究显示,NKG2D-BBz CAR-T细胞可特异性裂解高表达NKG2DLs的HCC细胞,但不影响NKG2DLs阴性细胞系。结果表明,NKG2D-BBz CAR-T细胞在体外和体内均可以有效消除NKG2DL高表达HCC细胞,从而为NKG2DL阳性HCC患者提供可能的新治疗选择[8]

 

 

癌胚抗原(CEA)

 

CEA是一种糖基化磷酯酰肌醇(GPI)锚定蛋白,在大多数人类肿瘤中CEA表现为过表达,目前未见将CEA作为原发性肝癌治疗靶点的相关研究,但CEA与肝转移之间的相关性可作为抗癌治疗的生物标志物[9]。然而,一致性的缺乏和严重的不良反应限制了第一代抗CEA CAR-T细胞在肝转移中的应用。为了提高抗CEA CAR-T细胞的耐受性和持久性,一项开放标签单臂I期研究对第二代CAR-T细胞的肝动脉输注策略进行了评估(NCT01373047),研究纳入8例伴肝转移的胃肠道肿瘤患者,1例患者存活超过23个月,没有患者发生与CAR-T输注治疗相关的3级或4级AE[10]

 

 

多靶点

 

基于提高CAR-T细胞识别特异性的目的,制备靶向两种或多种抗原的CAR-T细胞也是治疗思路之一[2]。如之前所述,南京医科大学附属第二医院团队对c-Met和PD-L1双靶点CAR-T细胞的疗效进行了评估(NCT03672305)。

 

而除此之外,另有研究针对HCC制备了共表达GPC3和肝组织特异性蛋白1(ASGR1)的双靶点CAR-T细胞。体外实验表明,当与GPC3+ASGR1+肿瘤细胞共培养时,与单靶T细胞相比,双靶T细胞可产生更高水平的白介素2(IL-2)、干扰素-γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-4。此外,双靶点CAR-T细胞可显著抑制小鼠中GPC3+ASGR1+ HCC肿瘤异种移植物的生长,而在单抗原或双抗原阴性肿瘤异种移植物中未观察到显著的生长抑制[11]

 

 

 

总结

 

尽管CAR-T疗法在血液系统恶性肿瘤的治疗中取得了令人瞩目的成果,但由于实体瘤治疗中严重的脱靶效应和实体瘤自身的异质性特点,CAR-T疗法在实体瘤中的研究和应用还有很长的路要走。需要强调的是,作为治疗难度最高的恶性实体瘤之一,CAR-T疗法在HCC中的应用仍多处于临床前研究和早期临床研究阶段。但尽管困难重重,HCC中的CAR-T疗法仍然值得期待,多项基于上述靶点的临床研究也正在进行中。我们有理由相信,在未来运用CAR-T细胞对肿瘤进行精确、多靶点更替式的打击可能会改变HCC的治疗策略,为患者提供更多的积极治愈选择。

 

参考文献

[1] 刘洋,朱宏丽,韩为东. CAR-T细胞治疗实体瘤的挑战与思考[J]. 中国肿瘤临床,2017(9).

[2] Guo J, Tang Q. Recent updates on chimeric antigen receptor T cell therapy for hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Gene Therapy, 2021, 28(10): 1075-1087.

[3] Shi D, Shi Y, Kaseb A O, et al. Chimeric antigen receptor-glypican-3 T-cell therapy for advanced hepatocellular carcinoma: results of phase I trials[J]. Clinical Cancer Research, 2020, 26(15): 3979-3989.

[4] Liu H, Xu Y, Xiang J, et al. Targeting alpha-fetoprotein (AFP)-MHC complex with CAR T cell therapy for liver cancer[J]. Clinical Cancer Research, 2016:1078-0432.CCR-16-1203.

[5] 李涛, 蒋伟, 顾璇,等. 全人源双特异性c-Met/PD-L1 scFv-Fc融合蛋白的优化,制备及生物学特性鉴定[J]. 南京医科大学学报(自然科学版), 2019(10).

[6] Wang Y, Chen M, Wu Z, et al. CD133-directed CAR T cells for advanced metastasis malignancies: A phase I trial[J]. Oncoimmunology, 2018, 7(7): e1440169.

[7]Dai H, Tong C, Shi D, et al. Efficacy and biomarker analysis of CD133-directed CAR T cells in advanced hepatocellular carcinoma: a single-arm, open-label, phase II trial[J]. Oncoimmunology, 2020, 9(1): 1846926.

[8]Sun B, Yang D, Dai H, et al. Eradication of hepatocellular carcinoma by NKG2D-based CAR-T cells[J]. Cancer immunology research, 2019, 7(11): 1813-1823.

[9]Zhang L, Ding J, Li H Y, et al. Immunotherapy for advanced hepatocellular carcinoma, where are we?[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Reviews on Cancer, 2020, 1874(2): 188441.

[10] Katz S C, Burga R A, McCormack E, et al. Phase I hepatic immunotherapy for metastases study of intra-arterial chimeric antigen receptor–modified T-cell therapy for CEA+ liver metastases[J]. Clinical cancer research, 2015, 21(14): 3149-3159.

[11] Chen C, Li K, Jiang H, et al. Development of T cells carrying two complementary chimeric antigen receptors against glypican-3 and asialoglycoprotein receptor 1 for the treatment of hepatocellular carcinoma[J]. Cancer immunology, immunotherapy: CII, 2017, 66(4): 475-489.

 

 
 
 
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