En klinisk studie av NKG2D-CAR-NK-celler for behandling av refraktært tilbakevendende myelomatose

Multippelt myelom (MM) er en ondartet sykdom med klonal unormal plasmacelleproliferasjon. Det er den nest vanligste ondartede svulsten i hematologiske systemtumorer. Forekomsten er 2-3/100 000, og den er fortsatt uhelbredelig. De siste årene, med bruk av nye medikamentbaserte regimer som proteasomhemmere, immunmodulatorer og anti-CD38 monoklonale antistoffer, har remisjonsraten for MM-pasienter blitt betydelig forbedret og kjemoterapirelaterte toksiske bivirkninger har blitt redusert, noe som øker overlevelsesperioden for myelomatose fra 2-3 år til mer enn 5 år. Sekvensiell autolog hematopoetisk stamcelletransplantasjon etter intensivert induksjonsterapi er for tiden den foretrukne behandlingsstrategien for pasienter egnet for hematopoetisk stamcelletransplantasjon. For residiverende refraktær MM har ny generasjon orale proteasomhemmere, monoklonale antistoffer og spesifikk cellulær immunterapi vist gode terapeutiske effekter. Imidlertid er myelomatose fortsatt en uhelbredelig sykdom, og mer effektive behandlingsmetoder må utforskes for å forbedre effekten og forlenge overlevelsestiden for residiverende og refraktært myelomatose.

De siste årene har CAR-T oppnådd betydelige terapeutiske effekter ved hematologiske maligniteter. Kimerisk antigenreseptor T-celle (CAR-T) immunterapi er en raskt utviklende ny tilnærming til tumoradoptiv immunterapi de siste årene. Hovedfunksjonen er å skaffe T-celler som gjenkjenner tumorantigenspesifikke reseptorer gjennom genteknologisk modifikasjon, og gi dem målretting, drap og utholdenhet. CAR-T-studier med MM-antigenspesifisitet er også utført og oppnådd gode resultater. CAR-T-celleterapi har blitt en effektiv ny behandling for MM, med B-celle modent antigen (BCMA) som har blitt et klart mål for CAR-T-celleterapi. BCMA CAR-T-celler kan gjenkjenne og drepe MM-celler avledet fra MM-pasienter, og utøve antitumoreffekter i MM-modellmus gjennom perforinbanen. Den totale effektive frekvensen av anti-mus-derivert BCMA CAR-T-celleterapi for tilbakevendende/refraktær MM kan nå 81 %, med en CR-rate på 55,5 % for pasienter og en streng fullstendig remisjon (sCR) på 13,3 %. Men ettersom påføringstiden for CART-celleterapi øker, er tilbakefall fortsatt et uunngåelig problem, med omtrent 40 % av pasientene som får CR som fortsatt opplever tilbakefall. I mellomtiden har studier vist at multi-target CAR-T kan forlenge remisjonsperioden og redusere tilbakefall. Å utvide dekningen av MM-cellemål og fjerne dårlig differensierte MM-celler kan ytterligere forbedre effektiviteten til CAR-T ved behandling av residiverende refraktær MM. Studier i eksperimentelle musemodeller har bekreftet at kombinasjonen av anti-CS1 CAR-T og anti-BCMA CAR-T har bedre terapeutiske effekter på myelomceller enn å bruke anti-BCMA CAR-T alene. Kliniske studier har bekreftet bruken av museavledede anti-BCMA CAR-T-celler kombinert med humanisert anti-CD19 CAR-T-celleinfusjon for behandling av residiverende og refraktær MM, med en ORR på 95,2 % og en negativ MRD-konverteringsrate på 81,0 %. Men med utvidet oppfølgingstid opplever pasientene gradvis tilbakefall. Derfor, selv om CAR-T-terapi har vist positive kliniske resultater i behandlingen av multippelt myelom, er tilbakefall fortsatt et vanskelig problem å overvinne, og flere behandlingsmetoder er nødvendige for å løse dette problemet.

Selv om CAR-T-celler har sterk tumordrepende evne og spesifikk målrettet binding, kan ikke problemene ved CAR-T-terapi ignoreres. For det første har CAR-T-terapi relaterte toksiske bivirkninger, hovedsakelig inkludert: (1) Autoimmun toksisitet refererer hovedsakelig til "on target/off tumor" toksisk reaksjon. CAR-celler angriper tumorceller samtidig som de angriper normalt vev som uttrykker det samme antigenet, og forårsaker skade på normalt vev. (2) Cells Factor release syndrome (CRS), som er en ikke-antigenspesifikk toksisitet forårsaket av høye nivåer av immunaktivering utover den fysiologiske tilstanden, er også den mest fremtredende toksiske responsen til CAR-T-celleimmunterapi. CRS er ofte ledsaget av en økning i ulike inflammatoriske cytokiner, slik som IL-2, IL-6, IL-10, TNF-a og IFN-y Wait. De kliniske manifestasjonene av CRS varierer sterkt, med feber som det vanligste, muskelsmerter, kvalme, ustabil hypotensjon og hypoksi forekommer ofte. De generelle symptomene kan variere fra milde influensalignende symptomer til alvorlige livstruende symptomer som pustebesvær, dysfunksjon av flere organer og til og med svikt. (3) Nevrotoksisitet dukket også opp hos noen forsøkspersoner, som er en uventet giftig bivirkning som hovedsakelig inkluderer symptomer som uklar bevissthet, koma, afasi, motoriske forstyrrelser og anfall. For det andre er forberedelsessyklusen til CAR-T-celler lang og ikke egnet for pasienter med rask sykdomsprogresjon. For tiden er fremstillingen av CAR-T-celler i studiepopulasjonen for det meste basert på autolog perifer blodinnsamling og lentivirustransfeksjon. T-celler må gjennomgå en rekke operasjoner som sortering, aktivering, transfeksjon og amplifikasjon før de gjeninnføres til pasienter, noe som vanligvis tar 2-3 uker. På den ene siden kan den ikke dekke de presserende behandlingsbehovene til pasienter med rask sykdomsprogresjon, og på den andre siden fører langsiktig in vitro-dyrking til overdreven differensiering av CAR-T-celler in vivo, noe som resulterer i redusert overlevelse, spredning, og drepeevne in vivo, redusere terapeutisk effekt. Til slutt kan effekten av CAR-T påvirkes av tidlig kjemoterapi. For tiden er den kliniske anvendelsen av CAR-T for det meste forberedt av autologe T-celler, og pasienter med residiverende/refraktær AML har mottatt flere kjemoterapibehandlinger, noe som resulterer i nedsatt T-cellefunksjon, som påvirker effekten av CAR-T og pasientprognose. Derfor er det nødvendig å søke nye alternative behandlinger.

NK-celler er viktige immunceller i kroppen og en viktig komponent i medfødt immunitet. Under fysiologiske forhold gjenkjenner NK-cellehemmende reseptorer MHC klasse I-molekyler som er vidt uttrykt på overflaten av normale vevsceller, noe som hemmer NK-cellefunksjonen og hindrer dem i å drepe sine egne normale vevsceller. I tumorvev, på grunn av nedregulering av MHC klasse I-molekylekspresjon på overflaten av tumorceller, oppreguleres ligander som aktiverer reseptorer som NKp30, NKp44, NKp46, noe som fører til NK-celleaktivering og til slutt dreper tumorceller. CAR-NK-celler uttrykker CAR-molekyler på overflaten av NK-celler, gjenkjenner målantigener gjennom CAR, og aktiverer videre NK-celler for å drepe tumorceller. CAR-strukturen til CAR-NK-celler består vanligvis av tre deler, nemlig det ekstracellulære antigenbindende domene, transmembrandomene og intracellulært aktiveringsdomene, som er svært lik CAR-strukturen som brukes i CAR-T-celleterapi. I henhold til de ulike intracellulære domenene vil CAR-strukturer også sammenlignes og valideres deretter.

Sammenlignet med CAR-T-celleterapi har CAR-NK-celler sine unike fordeler i adoptivcelleterapi: 1) Sannsynligheten for at CAR-NK-celler skal oppleve cytokinstormer er lav. De pro-inflammatoriske cytokinene som skilles ut av CAR-T-celler, slik som IL-1 og IL-6, er de viktigste cytokinene som forårsaker CRS. Aktive CAR-NK-celler produserer typisk TNF-α. Det er en betydelig forskjell mellom typene cytokiner som produseres av granulocyttmakrofagkolonistimulerende faktor (GM-CSF) og T-lymfocytter. Kliniske studier har vist at CAR-NK-behandling reduserer sannsynligheten for cytokinstormer betydelig. 2) CAR-NK-celler har flere drepemekanismer som kan drepe tumorceller med lav eller ingen ekspresjon av målantigener, noe som reduserer gjentakelsen av målantigennegative svulster. CAR-T-celler er vanskelige å gjenkjenne målceller med lav eller ingen ekspresjon av målantigener, og disse cellene kan ikke fjernes, noe som fører til tilbakefall av tumor. CAR-NK-celler gjenkjenner ikke bare tumoroverflateantigener gjennom enkeltkjedede antistoffer for å drepe tumorceller, men aktiverer også forskjellige reseptorgjenkjenningsligander for å drepe tumorceller. Slik som naturlige cytotoksiske reseptorer (NKp46, NKp44 og NKp30), NKG2D og DNAM-1. I tillegg induserer NK-celler gjennom Fc γ RIII (CD16) antistoffavhengig cytotoksisitet, og flere mekanismer kombineres for å drepe heterogene tumorceller, og reduserer dermed risikoen for tilbakefall av tumor. 3) Allogen transplantasjon av CAR-NK-celler forårsaker ikke graft-versus-host disease (GvHD). Når CAR-T-celler i testpopulasjonen genereres av friske givere som ikke samsvarer med humant leukocyttantigen (HLA), kan ikke-autogene MHC-er uttrykt på allogene CAR-T-celler indusere immunavvisning og forårsake alvorlig hematologisk toksisitet. NK-celler er medfødte immunceller som ikke er avhengige av MHCs molekylære gjenkjennelse. Allogene CAR-NK-celler induserer ikke GvHD-produksjon. 4) NK-celler kommer fra flere kilder for å møte behovene til pasienter hvis cellekvalitet og kvantitet påvirkes av flere kjemoterapibehandlinger. NK-celler kan fås fra humant navlestrengsblod, perifert blod, induserte pluripotente stamceller og NK-92-cellelinjer. For pasienter som har problemer med å samle tilstrekkelig med celler på grunn av flere kjemoterapibehandlinger, kan flere kilder til NK-celler møte behovene til CAR-NK-behandling. 5) CAR-NK celler kan gi rettidig "spot type" behandling. NK-celler er ikke begrenset av store histokompatibilitetskomplekser, derfor kan allogene NK-celler brukes til modifikasjon og utvikling til hyllevare CAR-NK-celleterapi. For pasienter med rask tumorprogresjon kan rettidig behandling gis for å unngå sykdomsprogresjon på grunn av venting på celleforberedelse.

NKG2D-reseptoren er en aktiverende reseptor som uttrykker NK-celleekspresjon. Den kan gjenkjenne NKG2D-liganden (NKG2DL) uttrykt i tumorceller og aktivere NK-celledrapsaktivitet gjennom NKG2D-NKG2DL-interaksjoner. NKG2DL er lokalisert på forskjellige posisjoner på kromosom 6 og tilhører to genfamilier, inkludert MICA/MICB og ULBP. NKG2D-liganden uttrykkes på forskjellige nivåer på overflaten av tumorceller eller virusinfiserte celler, mens den ikke uttrykkes på overflaten av normale celler, med over 70% av humane tumorceller som viser oppregulering av NKG2D-liganden. Vår tidligere forskning har vist at U266-myelomcellelinjen og over 62% av MM-pasienter uttrykker forskjellige nivåer av NKG2D-ligander, og immunceller kan mediere drap av MM-celler gjennom interaksjonen mellom NKG2D-reseptorer og ligander. Målrettet NKG2DL CAR-NK celleterapi for MM oppnådde gode terapeutiske effekter i prekliniske eksperimenter. Samtidig mottok 5 tilbakevendende MM NKG2D-CAR-NK-celler uten behandlingsrelaterte bivirkninger, dosebegrensende toksisitet og ingen CRS-respons observert. En preklinisk studie har vist at NKG2D-CAR-NK har en mer cytotoksisk effekt på MM-celler enn bare utvidede og aktiverte NK-celler, noe som gir grunnlag for behandling av MM med NKG2D-CRA-NK.

Derfor har å velge NKG2DL som mål for behandling av AML tre hovedfordeler: på den ene siden kan dets spesifikke uttrykk på tumorceller sikre sikkerheten til CAR-NK-medisiner og unngå alvorlig off-mål toksisitet; I tillegg kan mangfoldet av NKG2D-ligander til en viss grad unngå tumorresidiv forårsaket av MM-celleheterogenitet eller enkeltmålsmangel, og bedre opprettholde medikamenteffektiviteten; Endelig har NKG2DL som et terapeutisk mål for MM oppnådd positive kliniske data. Derfor planlegger etterforskerne å evaluere effektiviteten og sikkerheten til kombinert infusjon av NKG2D-CAR-NK-celler i behandlingen av tilbakevendende myelomatose. De kliniske dataene i denne studien kan gi datastøtte for nye behandlingsplaner for residiverende refraktær MM.