Een klinische studie van NKG2D-CAR-NK-cellen voor de behandeling van refractair recidiverend multipel myeloom

Multipel myeloom (MM) is een kwaadaardige ziekte met klonale abnormale plasmacelproliferatie. Het is de tweede meest voorkomende kwaadaardige tumor in hematologische systeemtumoren. De incidentie bedraagt ​​2-3/100.000 en de ziekte is nog steeds ongeneeslijk. Door de toepassing van nieuwe, op geneesmiddelen gebaseerde regimes zoals proteasoomremmers, immunomodulatoren en monoklonale anti-CD38-antilichamen is de afgelopen jaren het remissiepercentage van MM-patiënten aanzienlijk verbeterd en zijn de toxische bijwerkingen die verband houden met chemotherapie verminderd, waardoor de overlevingsduur van patiënten wordt verlengd. multipel myeloom van 2-3 jaar tot meer dan 5 jaar. Opeenvolgende autologe hematopoëtische stamceltransplantatie na intensieve inductietherapie is momenteel de voorkeursbehandelingsstrategie voor patiënten die geschikt zijn voor hematopoëtische stamceltransplantatie. Voor recidiverend refractair MM hebben orale proteasoomremmers van de nieuwe generatie, monoklonale antilichamen en specifieke cellulaire immuuntherapie goede therapeutische effecten laten zien. Multipel myeloom is echter nog steeds een ongeneeslijke ziekte en er moeten effectievere behandelmethoden worden onderzocht om de werkzaamheid te verbeteren en de overlevingstijd van recidiverend en refractair multipel myeloom te verlengen.

De afgelopen jaren heeft CAR-T significante therapeutische effecten bereikt bij hematologische maligniteiten. Chimere antigeenreceptor-T-cel-immunotherapie (CAR-T) is de afgelopen jaren een zich snel ontwikkelende nieuwe benadering van tumoradoptieve immunotherapie. Het belangrijkste kenmerk ervan is het verkrijgen van T-cellen die tumorantigeen-specifieke receptoren herkennen door middel van genetische modificatie, en deze te voorzien van doelgerichtheid, moord en persistentie. Er zijn ook CAR-T-onderzoeken met MM-antigeenspecificiteit uitgevoerd en deze hebben goede resultaten opgeleverd. CAR-T-celtherapie is een effectieve nieuwe behandeling voor MM geworden, waarbij B-cel volwassen antigeen (BCMA) een duidelijk doelwit wordt voor CAR-T-celtherapie. BCMA CAR-T-cellen kunnen MM-cellen afkomstig van MM-patiënten herkennen en doden, en antitumoreffecten uitoefenen in MM-modelmuizen via de perforine-route. Het totale effectieve percentage van anti-muis afgeleide BCMA CAR-T-celtherapie voor recidiverende/refractaire MM kan 81% bereiken, met een CR-percentage van 55,5% voor patiënten en een strikte volledige remissie (sCR) van 13,3%. Naarmate de toepassingstijd van CART-celtherapie echter toeneemt, blijft herhaling een onvermijdelijk probleem, waarbij ongeveer 40% van de patiënten die CR krijgen nog steeds een recidief ervaart. Ondertussen hebben onderzoeken aangetoond dat CAR-T met meerdere doelwitten de remissieperiode kan verlengen en herhaling kan verminderen. Het uitbreiden van de dekking van MM-celdoelen en het opruimen van slecht gedifferentieerde MM-cellen kan de werkzaamheid van CAR-T bij de behandeling van recidiverende refractaire MM verder verbeteren. Studies in experimentele muismodellen hebben bevestigd dat de combinatie van anti-CS1 CAR-T en anti-BCMA CAR-T betere therapeutische effecten heeft op myeloomcellen dan het gebruik van alleen anti-BCMA CAR-T. Klinische onderzoeken hebben het gebruik van van muizen afgeleide anti-BCMA CAR-T-cellen in combinatie met gehumaniseerde anti-CD19 CAR-T-celinfusie bevestigd voor de behandeling van recidiverende en refractaire MM, met een ORR van 95,2% en een negatief MRD-conversiepercentage van 81,0%. Met de verlenging van de follow-uptijd ervaren patiënten echter geleidelijk een recidief. Hoewel CAR-T-therapie positieve klinische resultaten heeft laten zien bij de behandeling van multipel myeloom, blijft recidief een moeilijk probleem om te overwinnen, en zijn er meer behandelmethoden nodig om dit probleem aan te pakken.

Hoewel CAR-T-cellen een sterk tumordodend vermogen en specifieke gerichte binding hebben, kunnen de problemen bij CAR-T-therapie niet worden genegeerd. Ten eerste heeft CAR-T-therapie gerelateerde toxische bijwerkingen, waaronder voornamelijk: (1) Auto-immuuntoxiciteit verwijst voornamelijk naar de toxische reactie "on target/off tumor". CAR-cellen vallen tumorcellen aan en vallen tegelijkertijd normale weefsels aan die hetzelfde antigeen tot expressie brengen, waardoor schade aan normale weefsels wordt veroorzaakt. (2) Cells Factor release syndrome (CRS), een niet-antigeenspecifieke toxiciteit die wordt veroorzaakt door hoge niveaus van immuunactivatie buiten de fysiologische toestand, is ook de meest prominente toxische reactie van CAR-T-celimmunotherapie. CRS gaat vaak gepaard met een toename van verschillende inflammatoire cytokines, zoals IL-2, IL-6, IL-10, TNF-a en IFN-γ Wait. De klinische manifestaties van CRS variëren sterk, waarbij koorts de meest voorkomende is, terwijl spierpijn, misselijkheid, onstabiele hypotensie en hypoxie vaak voorkomen. De algemene symptomen kunnen variëren van milde griepachtige symptomen tot ernstige levensbedreigende symptomen zoals ademnood, disfunctie van meerdere organen en zelfs falen. (3) Bij sommige proefpersonen kwam ook neurotoxiciteit voor, wat een onverwachte toxische bijwerking is die voornamelijk symptomen omvat zoals wazig bewustzijn, coma, afasie, motorische stoornissen en toevallen. Ten tweede is de voorbereidingscyclus van CAR-T-cellen lang en niet geschikt voor patiënten met een snelle ziekteprogressie. Momenteel is de bereiding van CAR-T-cellen in de onderzoekspopulatie grotendeels gebaseerd op autologe perifere bloedafname en lentivirustransfectie. T-cellen moeten een reeks operaties ondergaan, zoals sorteren, activeren, transfectie en amplificatie voordat ze opnieuw bij patiënten worden geïntroduceerd, wat doorgaans twee tot drie weken duurt. Aan de ene kant kan het niet voldoen aan de dringende behandelingsbehoeften van patiënten met een snelle ziekteprogressie, en aan de andere kant leidt langdurige in vitro kweek tot overmatige differentiatie van CAR-T-cellen in vivo, wat resulteert in verminderde overleving, proliferatie, en dodend vermogen in vivo, waardoor de therapeutische werkzaamheid wordt verminderd. Ten slotte kan de werkzaamheid van CAR-T worden beïnvloed door vroege chemotherapie. Momenteel wordt de klinische toepassing van CAR-T grotendeels voorbereid door autologe T-cellen, en patiënten met recidiverende/refractaire AML hebben meerdere chemotherapiebehandelingen ondergaan, resulterend in een verminderde T-celfunctie, wat de werkzaamheid van CAR-T en de prognose van de patiënt beïnvloedt. Daarom is het noodzakelijk om naar nieuwe alternatieve behandelingen te zoeken.

NK-cellen zijn belangrijke immuuncellen in het lichaam en een belangrijk onderdeel van de aangeboren immuniteit. Onder fysiologische omstandigheden herkennen NK-celremmende receptoren MHC klasse I-moleculen die op grote schaal tot expressie worden gebracht op het oppervlak van normale weefselcellen, waardoor de NK-celfunctie wordt geremd en wordt voorkomen dat ze hun eigen normale weefselcellen doden. In tumorweefsel worden, als gevolg van de neerwaartse regulatie van de expressie van MHC klasse I-moleculen op het oppervlak van tumorcellen, liganden die receptoren zoals NKp30, NKp44 en NKp46 activeren, opgereguleerd, wat leidt tot activering van NK-cellen en uiteindelijk het doden van tumorcellen. CAR-NK-cellen brengen CAR-moleculen tot expressie op het oppervlak van NK-cellen, herkennen doelantigenen via CAR en activeren NK-cellen verder om tumorcellen te doden. De CAR-structuur van CAR-NK-cellen bestaat gewoonlijk uit drie delen, namelijk het extracellulaire antigeenbindende domein, het transmembraandomein en het intracellulaire activeringsdomein, dat sterk lijkt op de CAR-structuur die wordt gebruikt bij CAR-T-celtherapie. Afhankelijk van de verschillende intracellulaire domeinen zullen CAR-structuren ook dienovereenkomstig worden vergeleken en gevalideerd.

Vergeleken met CAR-T-celtherapie hebben CAR-NK-cellen hun unieke voordelen bij adoptieve celtherapie: 1) De kans dat CAR-NK-cellen cytokinestormen ervaren is laag. De pro-inflammatoire cytokines die worden uitgescheiden door CAR-T-cellen, zoals IL-1 en IL-6, zijn de belangrijkste cytokines die CRS veroorzaken. Actieve CAR-NK-cellen produceren doorgaans TNF-α. Er is een significant verschil tussen de typen cytokinen die worden geproduceerd door granulocyt-macrofaagkoloniestimulerende factor (GM-CSF) en T-lymfocyten. Klinische onderzoeken hebben aangetoond dat CAR-NK-behandeling de kans op cytokinestormen aanzienlijk vermindert. 2) CAR-NK-cellen hebben meerdere moordmechanismen die tumorcellen kunnen doden met lage of geen expressie van doelantigenen, waardoor de herhaling van doelantigeen-negatieve tumoren wordt verminderd. CAR-T-cellen zijn moeilijk te herkennen doelcellen met lage of geen expressie van doelantigenen, en deze cellen kunnen niet worden geklaard, wat leidt tot terugkeer van de tumor. CAR-NK-cellen herkennen niet alleen tumoroppervlakantigenen via antilichamen met een enkele keten om tumorcellen te doden, maar activeren ook verschillende receptorherkenningsliganden om tumorcellen te doden. Zoals natuurlijke cytotoxische receptoren (NKp46, NKp44 en NKp30), NKG2D en DNAM-1. Bovendien gaan NK-cellen door Fc γ RIII (CD16) en induceren antilichaamafhankelijke cytotoxiciteit, en meerdere mechanismen combineren om heterogene tumorcellen te doden, waardoor het risico op terugkeer van de tumor wordt verminderd. 3) Allogene transplantatie van CAR-NK-cellen veroorzaakt geen graft-versus-host-ziekte (GvHD). Wanneer CAR-T-cellen in de testpopulatie worden gegenereerd door gezonde donoren die niet overeenkomen met het menselijke leukocytenantigeen (HLA), kunnen niet-autogene MHC's die tot expressie worden gebracht op allogene CAR-T-cellen immuunafstoting veroorzaken en ernstige hematologische toxiciteit veroorzaken. NK-cellen zijn aangeboren immuuncellen die niet afhankelijk zijn van de moleculaire herkenning van MHC’s. Allogene CAR-NK-cellen induceren geen GvHD-productie. 4) NK-cellen zijn afkomstig uit meerdere bronnen om te voldoen aan de behoeften van patiënten bij wie de celkwaliteit en -kwantiteit worden beïnvloed door meerdere chemotherapiebehandelingen. NK-cellen kunnen worden verkregen uit menselijk navelstrengbloed, perifeer bloed, geïnduceerde pluripotente stamcellen en NK-92-cellijnen. Voor patiënten die moeite hebben met het verzamelen van voldoende cellen als gevolg van meerdere chemotherapiebehandelingen, kunnen meerdere bronnen van NK-cellen voldoen aan de behoeften van CAR-NK-behandeling. 5) CAR-NK-cellen kunnen een tijdige "spot-type" -behandeling bieden. NK-cellen worden niet beperkt door belangrijke histocompatibiliteitscomplexen, daarom kunnen allogene NK-cellen worden gebruikt voor modificatie en ontwikkeling tot kant-en-klare CAR-NK-celtherapie. Voor patiënten met een snelle tumorprogressie kan een tijdige behandeling worden geboden om ziekteprogressie als gevolg van het wachten op celpreparatie te voorkomen.

De NKG2D-receptor is een activerende receptor die NK-celexpressie tot expressie brengt. Het kan het NKG2D-ligand (NKG2DL) herkennen dat tot expressie wordt gebracht in tumorcellen en de NK-celdodende activiteit activeren via NKG2D-NKG2DL-interacties. NKG2DL bevindt zich op verschillende posities op chromosoom 6 en behoort tot twee genfamilies, waaronder MICA/MICB en ULBPs. Het NKG2D-ligand wordt op verschillende niveaus tot expressie gebracht op het oppervlak van tumorcellen of met virus geïnfecteerde cellen, terwijl het niet tot expressie wordt gebracht op het oppervlak van normale cellen, waarbij meer dan 70% van de menselijke tumorcellen een opregulatie van het NKG2D-ligand vertoont. Ons eerdere onderzoek heeft aangetoond dat de myeloomcellijn U266 en meer dan 62% van de MM-patiënten verschillende niveaus van NKG2D-liganden tot expressie brengen, en immuuncellen kunnen het doden van MM-cellen bemiddelen door de interactie tussen NKG2D-receptoren en liganden. Gerichte NKG2DL CAR-NK-celtherapie voor MM bereikte goede therapeutische effecten in preklinische experimenten. Tegelijkertijd ontvingen 5 terugkerende MM NKG2D-CAR-NK-cellen zonder behandelingsgerelateerde bijwerkingen, dosisbeperkende toxiciteit en geen waargenomen CRS-reactie. Een preklinisch onderzoek heeft aangetoond dat NKG2D-CAR-NK een cytotoxischer effect heeft op MM-cellen dan eenvoudigweg geëxpandeerde en geactiveerde NK-cellen, wat een basis vormt voor de behandeling van MM met NKG2D-CRA-NK.

Daarom heeft het kiezen van NKG2DL als doelwit voor de behandeling van AML drie belangrijke voordelen: aan de ene kant kan de specifieke expressie ervan op tumorcellen de veiligheid van CAR-NK-geneesmiddelen garanderen en ernstige off-target-toxiciteit voorkomen; Bovendien kan de diversiteit van NKG2D-liganden tot op zekere hoogte tumorherhaling veroorzaakt door heterogeniteit van MM-cellen of een tekort aan één doel voorkomen, en de werkzaamheid van het geneesmiddel beter handhaven; Ten slotte heeft NKG2DL als therapeutisch doelwit voor MM positieve klinische gegevens verkregen. Daarom zijn de onderzoekers van plan de werkzaamheid en veiligheid van gecombineerde infusie van NKG2D-CAR-NK-cellen bij de behandeling van recidiverend multipel myeloom te evalueren. De klinische gegevens van dit onderzoek kunnen gegevensondersteuning bieden voor nieuwe behandelplannen voor recidiverend refractair MM.