En klinisk undersøgelse af NKG2D-CAR-NK-celler til behandling af refraktært tilbagevendende myelomatose

Myelomatose (MM) er en ondartet sygdom med klonal unormal plasmacelleproliferation. Det er den næstmest almindelige maligne tumor i hæmatologiske systemtumorer. Incidensraten er 2-3/100000, og den er stadig uhelbredelig. I de senere år, med anvendelsen af ​​nye lægemiddelbaserede regimer såsom proteasomhæmmere, immunmodulatorer og anti-CD38 monoklonale antistoffer, er remissionsraten for MM-patienter blevet væsentligt forbedret, og kemoterapirelaterede toksiske bivirkninger er blevet reduceret, hvilket øger overlevelsesperioden for myelomatose fra 2-3 år til mere end 5 år. Sekventiel autolog hæmatopoietisk stamcelletransplantation efter intensiveret induktionsterapi er i øjeblikket den foretrukne behandlingsstrategi for patienter egnet til hæmatopoietisk stamcelletransplantation. For recidiverende refraktær MM har ny generation orale proteasomhæmmere, monoklonale antistoffer og specifik cellulær immunterapi vist gode terapeutiske effekter. Myelomatose er dog stadig en uhelbredelig sygdom, og mere effektive behandlingsmetoder skal udforskes for at forbedre effektiviteten og forlænge overlevelsestiden for recidiverende og refraktær myelomatose.

I de senere år har CAR-T opnået betydelige terapeutiske effekter ved hæmatologiske maligniteter. Kimærisk antigenreceptor T-celle (CAR-T) immunterapi er en hastigt udviklende ny tilgang til tumoradoptiv immunterapi i de senere år. Dens hovedfunktion er at opnå T-celler, der genkender tumorantigen-specifikke receptorer gennem genteknologisk modifikation, og giver dem målretning, drab og vedholdenhed. CAR-T-studier med MM-antigenspecificitet er også blevet udført og opnået gode resultater. CAR-T-celleterapi er blevet en effektiv ny behandling for MM, hvor B-celle modent antigen (BCMA) er blevet et klart mål for CAR-T-celleterapi. BCMA CAR-T-celler kan genkende og dræbe MM-celler afledt af MM-patienter og udøve antitumoreffekter i MM-modelmus gennem perforinvejen. Den samlede effektive frekvens af anti-muse-afledt BCMA CAR-T-celleterapi for recidiverende/refraktær MM kan nå op på 81 %, med en CR-rate på 55,5 % for patienter og en streng fuldstændig remission (sCR) på 13,3 %. Men efterhånden som påføringstiden for CART-celleterapi øges, er recidiv fortsat et uundgåeligt problem, idet ca. 40 % af patienterne, der modtager CR, stadig oplever gentagelse. I mellemtiden har undersøgelser vist, at multi-target CAR-T kan forlænge remissionsperioden og reducere tilbagefald. Udvidelse af dækningen af ​​MM-cellemål og fjernelse af dårligt differentierede MM-celler kan yderligere forbedre effektiviteten af ​​CAR-T til behandling af recidiverende refraktær MM. Undersøgelser i eksperimentelle musemodeller har bekræftet, at kombinationen af ​​anti-CS1 CAR-T og anti-BCMA CAR-T har bedre terapeutiske virkninger på myelomceller end at bruge anti-BCMA CAR-T alene. Kliniske forsøg har bekræftet brugen af ​​museafledte anti-BCMA CAR-T-celler kombineret med humaniseret anti-CD19 CAR-T-celleinfusion til behandling af recidiverende og refraktær MM med en ORR på 95,2 % og en negativ MRD-konverteringsrate på 81,0 %. Men med forlængelsen af ​​opfølgningstiden oplever patienterne gradvist recidiv. Selvom CAR-T-terapi har vist positive kliniske resultater i behandlingen af ​​myelomatose, er tilbagefald derfor stadig et vanskeligt problem at overvinde, og flere behandlingsmetoder er nødvendige for at løse dette problem.

Selvom CAR-T-celler har stærk tumordræbende evne og specifik målrettet binding, kan problemerne i CAR-T-terapi ikke ignoreres. For det første har CAR-T-terapi relaterede toksiske bivirkninger, hovedsageligt inklusive: (1) Autoimmun toksicitet refererer hovedsageligt til den toksiske reaktion "on target/off tumor". CAR-celler angriber tumorceller, mens de også angriber normalt væv, der udtrykker det samme antigen, hvilket forårsager skade på normalt væv. (2) Cells Factor release syndrome (CRS), som er en ikke-antigen-specifik toksicitet forårsaget af høje niveauer af immunaktivering ud over den fysiologiske tilstand, er også den mest fremtrædende toksiske reaktion af CAR-T-celle immunterapi. CRS er ofte ledsaget af en stigning i forskellige inflammatoriske cytokiner, såsom IL-2, IL-6, IL-10, TNF-a og IFN-y Wait. De kliniske manifestationer af CRS varierer meget, hvor feber er den mest almindelige, muskelsmerter, kvalme, ustabil hypotension og hypoxi forekommer hyppigt. De overordnede symptomer kan variere fra milde influenzalignende symptomer til alvorlige livstruende symptomer såsom åndedrætsbesvær, dysfunktion af flere organer og endda svigt. (3) Neurotoksicitet optrådte også hos nogle forsøgspersoner, hvilket er en uventet giftig bivirkning, der hovedsageligt omfatter symptomer som sløret bevidsthed, koma, afasi, motoriske lidelser og anfald. For det andet er forberedelsescyklussen af ​​CAR-T-celler lang og ikke egnet til patienter med hurtig sygdomsprogression. På nuværende tidspunkt er fremstillingen af ​​CAR-T-celler i undersøgelsespopulationen for det meste baseret på autolog perifer blodopsamling og lentivirustransfektion. T-celler skal gennemgå en række operationer såsom sortering, aktivering, transfektion og amplifikation, før de genindføres til patienter, hvilket generelt tager 2-3 uger. På den ene side kan den ikke imødekomme de presserende behandlingsbehov hos patienter med hurtig sygdomsprogression, og på den anden side fører langsigtet in vitro-dyrkning til overdreven differentiering af CAR-T-celler in vivo, hvilket resulterer i reduceret overlevelse, spredning, og dræbende evne in vivo, hvilket reducerer terapeutisk effektivitet. Endelig kan effekten af ​​CAR-T blive påvirket af tidlig kemoterapi. På nuværende tidspunkt er den kliniske anvendelse af CAR-T for det meste forberedt af autologe T-celler, og patienter med recidiverende/refraktær AML har modtaget flere kemoterapibehandlinger, hvilket resulterer i nedsat T-cellefunktion, hvilket påvirker effektiviteten af ​​CAR-T og patientprognose. Derfor er det nødvendigt at søge nye alternative behandlinger.

NK-celler er vigtige immunceller i kroppen og en vigtig bestanddel af medfødt immunitet. Under fysiologiske forhold genkender NK-cellehæmmende receptorer MHC klasse I-molekyler, der er bredt udtrykt på overfladen af ​​normale vævsceller, hvilket hæmmer NK-cellefunktionen og forhindrer dem i at dræbe deres egne normale vævsceller. I tumorvæv opreguleres ligander, der aktiverer receptorer såsom NKp30, NKp44, NKp46, på grund af nedreguleringen af ​​MHC klasse I-molekyleekspression på overfladen af ​​tumorceller, hvilket fører til NK-celleaktivering og i sidste ende dræber tumorceller. CAR-NK-celler udtrykker CAR-molekyler på overfladen af ​​NK-celler, genkender målantigener gennem CAR og aktiverer yderligere NK-celler for at dræbe tumorceller. CAR-NK-cellers CAR-struktur består normalt af tre dele, nemlig det ekstracellulære antigenbindingsdomæne, transmembrandomæne og intracellulært aktiveringsdomæne, som minder meget om CAR-strukturen, der bruges i CAR-T-celleterapi. I henhold til de forskellige intracellulære domæner vil CAR-strukturer også blive sammenlignet og valideret i overensstemmelse hermed.

Sammenlignet med CAR-T-celleterapi har CAR-NK-celler deres unikke fordele ved adoptiv celleterapi: 1) Sandsynligheden for, at CAR-NK-celler oplever cytokinstorme, er lav. De pro-inflammatoriske cytokiner, der udskilles af CAR-T-celler, såsom IL-1 og IL-6, er de vigtigste cytokiner, der forårsager CRS. Aktive CAR-NK-celler producerer typisk TNF-α Der er en signifikant forskel mellem typerne af cytokiner, der produceres af granulocytmakrofag kolonistimulerende faktor (GM-CSF) og T-lymfocytter. Kliniske undersøgelser har vist, at CAR-NK-behandling reducerer sandsynligheden for cytokinstorme markant. 2) CAR-NK-celler har flere drabsmekanismer, der kan dræbe tumorceller med lav eller ingen ekspression af target-antigener, hvilket reducerer gentagelsen af ​​target-antigen-negative tumorer. CAR-T-celler er vanskelige at genkende målceller med lav eller ingen ekspression af målantigener, og disse celler kan ikke ryddes, hvilket fører til tumorgentagelse. CAR-NK-celler genkender ikke kun tumoroverfladeantigener gennem enkeltkædede antistoffer for at dræbe tumorceller, men aktiverer også forskellige receptorgenkendelsesligander for at dræbe tumorceller. Såsom naturlige cytotoksiske receptorer (NKp46, NKp44 og NKp30), NKG2D og DNAM-1. Derudover inducerer NK-celler gennem Fc y RIII (CD16) antistofafhængig cytotoksicitet, og flere mekanismer kombineres for at dræbe heterogene tumorceller og derved reducere risikoen for tumorgentagelse. 3) Allogen transplantation af CAR-NK-celler forårsager ikke graft-versus-host-sygdom (GvHD). Når CAR-T-celler i testpopulationen genereres af raske donorer, som ikke matcher humant leukocytantigen (HLA), kan ikke-autogene MHC'er udtrykt på allogene CAR-T-celler inducere immunafstødning og forårsage alvorlig hæmatologisk toksicitet. NK-celler er medfødte immunceller, der ikke er afhængige af MHCs molekylære genkendelse. Allogene CAR-NK-celler inducerer ikke GvHD-produktion. 4) NK-celler kommer fra flere kilder for at imødekomme behovene hos patienter, hvis cellekvalitet og -kvantitet påvirkes af flere kemoterapibehandlinger. NK-celler kan opnås fra humant navlestrengsblod, perifert blod, inducerede pluripotente stamceller og NK-92-cellelinjer. For patienter, der har svært ved at indsamle tilstrækkelige celler på grund af flere kemoterapibehandlinger, kan flere kilder til NK-celler opfylde behovene for CAR-NK-behandling. 5) CAR-NK celler kan give rettidig "plet type" behandling. NK-celler er ikke begrænset af større histokompatibilitetskomplekser, derfor kan allogene NK-celler bruges til modifikation og udvikling til hyldevare CAR-NK-celleterapi. For patienter med hurtig tumorprogression kan rettidig behandling gives for at undgå sygdomsprogression på grund af afventning af celleforberedelse.

NKG2D-receptoren er en aktiverende receptor, der udtrykker NK-celleekspression. Det kan genkende NKG2D-liganden (NKG2DL) udtrykt i tumorceller og aktivere NK-celledræbende aktivitet gennem NKG2D-NKG2DL-interaktioner. NKG2DL er placeret på forskellige positioner på kromosom 6 og tilhører to genfamilier, herunder MICA/MICB og ULBP'er. NKG2D-liganden udtrykkes på forskellige niveauer på overfladen af ​​tumorceller eller virusinficerede celler, mens den ikke udtrykkes på overfladen af ​​normale celler, hvor over 70% af humane tumorceller viser opregulering af NKG2D-liganden. Vores tidligere forskning har vist, at U266-myelomcellelinjen og over 62% af MM-patienter udtrykker forskellige niveauer af NKG2D-ligander, og immunceller kan mediere drabet af MM-celler gennem interaktionen mellem NKG2D-receptorer og ligander. Målrettet NKG2DL CAR-NK celleterapi for MM opnåede gode terapeutiske effekter i prækliniske eksperimenter. Samtidig modtog 5 tilbagevendende MM NKG2D-CAR-NK-celler uden behandlingsrelaterede bivirkninger, dosisbegrænsende toksicitet og ingen CRS-respons observeret. Et præklinisk studie har vist, at NKG2D-CAR-NK har en mere cytotoksisk effekt på MM-celler end blot udvidede og aktiverede NK-celler, hvilket giver grundlag for behandling af MM med NKG2D-CRA-NK.

Derfor har valget af NKG2DL som mål for behandling af AML tre hovedfordele: på den ene side kan dets specifikke ekspression på tumorceller sikre sikkerheden af ​​CAR-NK-lægemidler og undgå alvorlig off-target toksicitet; Derudover kan diversiteten af ​​NKG2D-ligander til en vis grad undgå tumorgentagelse forårsaget af MM-celle-heterogenitet eller enkeltmålsmangel og bedre opretholde lægemiddeleffektiviteten; Endelig har NKG2DL som et terapeutisk mål for MM opnået positive kliniske data. Derfor planlægger efterforskerne at evaluere effektiviteten og sikkerheden af ​​kombineret infusion af NKG2D-CAR-NK-celler i behandlingen af ​​recidiverende myelomatose. De kliniske data fra denne undersøgelse kan give dataunderstøttelse til nye behandlingsplaner for recidiverende refraktær MM.