Eine klinische Studie mit NKG2D-CAR-NK-Zellen zur Behandlung des refraktären rezidivierenden multiplen Myeloms

Das Multiple Myelom (MM) ist eine bösartige Erkrankung mit klonaler abnormaler Plasmazellproliferation. Es ist der zweithäufigste bösartige Tumor unter den Tumoren des hämatologischen Systems. Die Inzidenzrate beträgt 2-3/100.000 und es ist immer noch unheilbar. In den letzten Jahren konnte durch die Anwendung neuer medikamentöser Therapien wie Proteasom-Inhibitoren, Immunmodulatoren und monoklonaler Anti-CD38-Antikörper die Remissionsrate von MM-Patienten erheblich verbessert und die mit der Chemotherapie verbundenen toxischen Nebenwirkungen reduziert werden, was die Überlebenszeit verlängert Multiples Myelom von 2-3 Jahren bis mehr als 5 Jahren. Die sequentielle autologe hämatopoetische Stammzelltransplantation nach intensivierter Induktionstherapie ist derzeit die bevorzugte Behandlungsstrategie für Patienten, die für eine hämatopoetische Stammzelltransplantation geeignet sind. Bei rezidiviertem refraktärem MM haben orale Proteasom-Inhibitoren der neuen Generation, monoklonale Antikörper und spezifische zelluläre Immuntherapie gute therapeutische Wirkungen gezeigt. Allerdings ist das multiple Myelom immer noch eine unheilbare Krankheit und es müssen wirksamere Behandlungsmethoden erforscht werden, um die Wirksamkeit zu verbessern und die Überlebenszeit des rezidivierten und refraktären multiplen Myeloms zu verlängern.

In den letzten Jahren hat CAR-T erhebliche therapeutische Wirkungen bei hämatologischen Malignomen erzielt. Die Immuntherapie mit chimären Antigenrezeptor-T-Zellen (CAR-T) ist ein sich in den letzten Jahren schnell entwickelnder neuer Ansatz für die tumoradaptive Immuntherapie. Sein Hauptmerkmal besteht darin, durch gentechnische Modifikation T-Zellen zu erhalten, die Tumorantigen-spezifische Rezeptoren erkennen und ihnen gezielte, abtötende und persistierende Eigenschaften verleihen. Auch CAR-T-Studien mit MM-Antigenspezifität wurden durchgeführt und erzielten gute Ergebnisse. Die CAR-T-Zelltherapie hat sich zu einer wirksamen neuen Behandlung für MM entwickelt, wobei das reife B-Zell-Antigen (BCMA) ein klares Ziel für die CAR-T-Zelltherapie ist. BCMA-CAR-T-Zellen können von MM-Patienten stammende MM-Zellen erkennen und abtöten und über den Perforinweg Antitumorwirkungen bei MM-Modellmäusen ausüben. Die Gesamtwirksamkeitsrate der Anti-Maus-BCMA-CAR-T-Zelltherapie bei rezidivierendem/refraktärem MM kann 81 % erreichen, mit einer CR-Rate von 55,5 % für Patienten und einer strikten vollständigen Remission (sCR) von 13,3 %. Da jedoch die Anwendungsdauer der CART-Zelltherapie zunimmt, bleiben Rezidive ein unvermeidbares Problem, da bei etwa 40 % der Patienten, die CR erhalten, immer noch Rezidive auftreten. Mittlerweile haben Studien gezeigt, dass Multi-Target-CAR-T die Remissionsdauer verlängern und Rezidive reduzieren kann. Die Ausweitung der Abdeckung von MM-Zellzielen und die Beseitigung schlecht differenzierter MM-Zellen könnte die Wirksamkeit von CAR-T bei der Behandlung von rezidiviertem refraktärem MM weiter verbessern. Studien an experimentellen Mausmodellen haben bestätigt, dass die Kombination von Anti-CS1-CAR-T und Anti-BCMA-CAR-T eine bessere therapeutische Wirkung auf Myelomzellen hat als die alleinige Verwendung von Anti-BCMA-CAR-T. Klinische Studien haben die Verwendung von aus Mäusen stammenden Anti-BCMA-CAR-T-Zellen in Kombination mit einer humanisierten Anti-CD19-CAR-T-Zellinfusion zur Behandlung von rezidiviertem und refraktärem MM bestätigt, mit einer ORR von 95,2 % und einer negativen MRD-Konversionsrate von 81,0 %. Mit der Verlängerung der Nachbeobachtungszeit treten jedoch nach und nach Rückfälle auf. Obwohl die CAR-T-Therapie positive klinische Ergebnisse bei der Behandlung des multiplen Myeloms gezeigt hat, bleibt das Wiederauftreten ein schwer zu überwindendes Problem, und es sind weitere Behandlungsmethoden erforderlich, um dieses Problem anzugehen.

Obwohl CAR-T-Zellen über eine starke Fähigkeit zur Tumortötung und eine spezifische gezielte Bindung verfügen, können die Probleme bei der CAR-T-Therapie nicht ignoriert werden. Erstens hat die CAR-T-Therapie damit verbundene toxische Nebenwirkungen, darunter vor allem: (1) Autoimmuntoxizität bezieht sich hauptsächlich auf die toxische Reaktion „am Ziel/außerhalb des Tumors“. CAR-Zellen greifen Tumorzellen an und greifen gleichzeitig auch normales Gewebe an, das dasselbe Antigen exprimiert, wodurch normales Gewebe geschädigt wird. (2) Das Cells-Factor-Release-Syndrom (CRS), eine nicht antigenspezifische Toxizität, die durch ein hohes Maß an Immunaktivierung über den physiologischen Zustand hinaus verursacht wird, ist auch die auffälligste toxische Reaktion der CAR-T-Zell-Immuntherapie. CRS geht häufig mit einem Anstieg verschiedener entzündlicher Zytokine wie IL-2, IL-6, IL-10, TNF-a und IFN-γ einher. Die klinischen Manifestationen von CRS sind sehr unterschiedlich, wobei Fieber am häufigsten auftritt, Muskelschmerzen, Übelkeit, instabile Hypotonie und Hypoxie häufig auftreten. Die allgemeinen Symptome können von leichten grippeähnlichen Symptomen bis hin zu schweren lebensbedrohlichen Symptomen wie Atemnot, Funktionsstörungen mehrerer Organe und sogar Versagen reichen. (3) Bei einigen Probanden trat auch Neurotoxizität auf, eine unerwartete toxische Nebenwirkung, die hauptsächlich Symptome wie Bewusstseinsstörungen, Koma, Aphasie, motorische Störungen und Krampfanfälle umfasst. Zweitens ist der Vorbereitungszyklus von CAR-T-Zellen lang und für Patienten mit schnellem Krankheitsverlauf nicht geeignet. Derzeit basiert die Vorbereitung von CAR-T-Zellen in der Studienpopulation hauptsächlich auf der autologen peripheren Blutentnahme und der Lentivirus-Transfektion. T-Zellen müssen einer Reihe von Vorgängen wie Sortierung, Aktivierung, Transfektion und Amplifikation unterzogen werden, bevor sie den Patienten wieder zugeführt werden können, was im Allgemeinen zwei bis drei Wochen dauert. Einerseits kann es den dringenden Behandlungsbedarf von Patienten mit schnellem Krankheitsverlauf nicht decken, andererseits führt eine langfristige In-vitro-Kultivierung zu einer übermäßigen Differenzierung von CAR-T-Zellen in vivo, was zu einer verringerten Überlebensrate, Proliferation, und Abtötungsfähigkeit in vivo, wodurch die therapeutische Wirksamkeit verringert wird. Schließlich kann die Wirksamkeit von CAR-T durch eine frühe Chemotherapie beeinträchtigt werden. Derzeit wird die klinische Anwendung von CAR-T hauptsächlich durch autologe T-Zellen vorbereitet, und Patienten mit rezidivierter/refraktärer AML haben mehrere Chemotherapie-Behandlungen erhalten, was zu einer beeinträchtigten T-Zell-Funktion führte, was sich auf die Wirksamkeit von CAR-T und die Prognose des Patienten auswirkt. Daher ist es notwendig, nach neuen alternativen Behandlungsmethoden zu suchen.

NK-Zellen sind wichtige Immunzellen im Körper und ein wichtiger Bestandteil der angeborenen Immunität. Unter physiologischen Bedingungen erkennen NK-Zell-inhibitorische Rezeptoren MHC-Klasse-I-Moleküle, die auf der Oberfläche normaler Gewebezellen weit verbreitet sind, was die Funktion von NK-Zellen hemmt und sie daran hindert, ihre eigenen normalen Gewebezellen abzutöten. Im Tumorgewebe werden aufgrund der Herunterregulierung der Expression von MHC-Klasse-I-Molekülen auf der Oberfläche von Tumorzellen Liganden, die Rezeptoren wie NKp30, NKp44 und NKp46 aktivieren, hochreguliert, was zur Aktivierung von NK-Zellen und letztendlich zur Abtötung von Tumorzellen führt. CAR-NK-Zellen exprimieren CAR-Moleküle auf der Oberfläche von NK-Zellen, erkennen Zielantigene durch CAR und aktivieren NK-Zellen weiter, um Tumorzellen abzutöten. Die CAR-Struktur von CAR-NK-Zellen besteht normalerweise aus drei Teilen, nämlich der extrazellulären Antigenbindungsdomäne, der Transmembrandomäne und der intrazellulären Aktivierungsdomäne, die der CAR-Struktur, die in der CAR-T-Zelltherapie verwendet wird, sehr ähnlich ist. Entsprechend den unterschiedlichen intrazellulären Domänen werden auch CAR-Strukturen verglichen und entsprechend validiert.

Im Vergleich zur CAR-T-Zelltherapie haben CAR-NK-Zellen in der adoptiven Zelltherapie ihre einzigartigen Vorteile: 1) Die Wahrscheinlichkeit, dass CAR-NK-Zellen Zytokinstürmen ausgesetzt sind, ist gering. Die von CAR-T-Zellen ausgeschütteten proinflammatorischen Zytokine wie IL-1 und IL-6 sind die Hauptzytokine, die CRS verursachen. Aktive CAR-NK-Zellen produzieren typischerweise TNF-α. Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen den Arten von Zytokinen, die vom Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (GM-CSF) und T-Lymphozyten produziert werden. Klinische Studien haben gezeigt, dass die Behandlung mit CAR-NK die Wahrscheinlichkeit von Zytokinstürmen deutlich reduziert. 2) CAR-NK-Zellen verfügen über mehrere Abtötungsmechanismen, die Tumorzellen mit geringer oder keiner Expression von Zielantigenen abtöten können, wodurch das Wiederauftreten von Zielantigen-negativen Tumoren verringert wird. CAR-T-Zellen sind schwer zu erkennende Zielzellen mit geringer oder keiner Expression von Zielantigenen, und diese Zellen können nicht entfernt werden, was zu einem Wiederauftreten des Tumors führt. CAR-NK-Zellen erkennen nicht nur Tumoroberflächenantigene durch einkettige Antikörper, um Tumorzellen abzutöten, sondern aktivieren auch verschiedene Rezeptorerkennungsliganden, um Tumorzellen abzutöten. Wie natürliche zytotoxische Rezeptoren (NKp46, NKp44 und NKp30), NKG2D und DNAM-1. Darüber hinaus induzieren NK-Zellen, die Fc γ RIII (CD16) passieren, eine antikörperabhängige Zytotoxizität, und mehrere Mechanismen kombinieren sich, um heterogene Tumorzellen abzutöten, wodurch das Risiko eines erneuten Auftretens des Tumors verringert wird. 3) Die allogene Transplantation von CAR-NK-Zellen verursacht keine Graft-versus-Host-Krankheit (GvHD). Wenn CAR-T-Zellen in der Testpopulation von gesunden Spendern erzeugt werden, die nicht mit dem menschlichen Leukozytenantigen (HLA) übereinstimmen, können nicht autogene MHCs, die auf allogenen CAR-T-Zellen exprimiert werden, eine Immunabstoßung auslösen und schwere hämatologische Toxizität verursachen. NK-Zellen sind angeborene Immunzellen, die nicht auf die molekulare Erkennung von MHCs angewiesen sind. Allogene CAR-NK-Zellen induzieren keine GvHD-Produktion. 4) NK-Zellen stammen aus mehreren Quellen, um den Bedürfnissen von Patienten gerecht zu werden, deren Zellqualität und -quantität durch mehrere Chemotherapie-Behandlungen beeinträchtigt wird. NK-Zellen können aus menschlichem Nabelschnurblut, peripherem Blut, induzierten pluripotenten Stammzellen und NK-92-Zelllinien gewonnen werden. Für Patienten, die aufgrund mehrerer Chemotherapie-Behandlungen Schwierigkeiten haben, ausreichend Zellen zu sammeln, können mehrere Quellen von NK-Zellen den Bedarf einer CAR-NK-Behandlung decken. 5) CAR-NK-Zellen können eine zeitnahe „Spot-Type“-Behandlung ermöglichen. NK-Zellen sind nicht durch große Histokompatibilitätskomplexe eingeschränkt, daher können allogene NK-Zellen zur Modifikation und Entwicklung einer handelsüblichen CAR-NK-Zelltherapie verwendet werden. Bei Patienten mit schneller Tumorprogression kann eine rechtzeitige Behandlung erfolgen, um ein Fortschreiten der Krankheit aufgrund des Wartens auf die Zellvorbereitung zu verhindern.

Der NKG2D-Rezeptor ist ein aktivierender Rezeptor, der die NK-Zell-Expression exprimiert. Es kann den in Tumorzellen exprimierten NKG2D-Liganden (NKG2DL) erkennen und durch NKG2D-NKG2DL-Wechselwirkungen die Aktivität zur Abtötung von NK-Zellen aktivieren. NKG2DL befindet sich an verschiedenen Positionen auf Chromosom 6 und gehört zu zwei Genfamilien, darunter MICA/MICB und ULBPs. Der NKG2D-Ligand wird in verschiedenen Mengen auf der Oberfläche von Tumorzellen oder virusinfizierten Zellen exprimiert, während er auf der Oberfläche normaler Zellen nicht exprimiert wird, wobei über 70 % der menschlichen Tumorzellen eine Hochregulierung des NKG2D-Liganden zeigen. Unsere früheren Untersuchungen haben gezeigt, dass die U266-Myelomzelllinie und über 62 % der MM-Patienten unterschiedliche Mengen an NKG2D-Liganden exprimieren und dass Immunzellen die Abtötung von MM-Zellen durch die Interaktion zwischen NKG2D-Rezeptoren und Liganden vermitteln können. Die gezielte NKG2DL CAR-NK-Zelltherapie für MM erzielte in präklinischen Experimenten gute therapeutische Effekte. Gleichzeitig erhielten 5 wiederkehrende MM NKG2D-CAR-NK-Zellen ohne behandlungsbedingte Nebenwirkungen, dosislimitierende Toxizität und es wurde keine CRS-Reaktion beobachtet. Eine präklinische Studie hat gezeigt, dass NKG2D-CAR-NK eine stärkere zytotoxische Wirkung auf MM-Zellen hat als einfach expandierte und aktivierte NK-Zellen, was eine Grundlage für die Behandlung von MM mit NKG2D-CRA-NK darstellt.

Daher hat die Wahl von NKG2DL als Ziel für die Behandlung von AML drei Hauptvorteile: Einerseits kann seine spezifische Expression auf Tumorzellen die Sicherheit von CAR-NK-Arzneimitteln gewährleisten und schwere Off-Target-Toxizität vermeiden; Darüber hinaus kann die Vielfalt der NKG2D-Liganden bis zu einem gewissen Grad ein durch MM-Zellheterogenität oder einen Mangel an einzelnen Zielen verursachtes Tumorrezidiv verhindern und die Wirksamkeit des Arzneimittels besser aufrechterhalten. Schließlich liegen für NKG2DL als therapeutisches Ziel für MM positive klinische Daten vor. Daher planen die Forscher, die Wirksamkeit und Sicherheit einer kombinierten Infusion von NKG2D-CAR-NK-Zellen bei der Behandlung des rezidivierenden multiplen Myeloms zu bewerten. Die klinischen Daten dieser Studie können Datenunterstützung für neue Behandlungspläne für rezidiviertes refraktäres MM liefern.