CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

撰文:福建醫科大學 YANG

專家稽核:江蘇大學附屬醫院 李晶 教授

談及癌症,人人都十分惶恐,全球範圍內癌症發病率與死亡率不斷攀升,據統計

[1]

,2020 年全球癌症發病率為 247。5/10 萬,死亡率為 127。8/10 萬。目前,對於癌症防治的治療手段以外科手術,放化療,靶向治療及免疫治療等,然而仍有相當比例的患者無法得到有效治療。近年來,基於細胞的療法給癌症治療帶來了變革。

近日《Biomedicines》雜誌發表的綜述

[2]

,詳細介紹了嵌合抗原受體細胞療法(包括CAR-T,CAR-NK)在癌症治療領域的研究進展及其在不同腫瘤中的應用;間充質幹細胞(MSCs)作為腫瘤治療載體的獨特能力以及增強CAR免疫細胞活性的可能性。幫助大家瞭解不同型別細胞在癌症治療領域的發展。

CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

細胞療法,也被稱為過繼細胞療法,是近年來癌症治療領域的一大研究熱點。其中最備受關注的便是CAR-T及CAR-NK細胞,該療法首先採集患者/健康供體的T/NK細胞,在體外對其進行改造,使其帶上能特異性瞄準腫瘤細胞表面抗原的受體,相當於給細胞裝上了一個GPS,然後將這些改造後的細胞重新輸注給患者,使其能夠更加精準的狙擊腫瘤細胞。

雖然CAR-T及CAR-NK細胞研究取得巨大進展,尤其在血液系統惡性腫瘤治療中,但在實體腫瘤中由於毒性、脫靶、穩定性有限等挑戰還有待解決。

為了解決上述問題,研究人員引入了間充質幹細胞(MSCs)作為生物載體,藉助其向腫瘤組織的歸巢效應,可以增強CAR-細胞的靶向性及活性。

CAR-細胞臨床研究進展

CAR-T細胞療法大家相必都很熟悉了,約有1000項相關臨床試驗正在開展中,也有多款產品獲批上市。目前,CAR-T細胞療法的關注點旨在解決相關副作用,包括細胞因子釋放綜合徵(CRS),免疫效應細胞相關神經毒性綜合徵(ICANS),和腫瘤靶外毒性等。

CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

近年來,CAR-NK細胞的出現被認為有望解決上述難題,目前全球已開展29項CAR-NK細胞治療研究。

相較於CAR-T細胞,CAR-NK細胞不受Tregs細胞的抑制,當CAR-NK細胞被啟用時,它們可以在事先無腫瘤抗原刺激的情況下進行細胞毒活動;它的另一個優勢是不會刺激移植物抗宿主病(GVHD),有望實現同種異體應用;此外,CAR-NK細胞也不會引起CRS等副作用。

對於CAR-T細胞,一項1期臨床試驗

[3]

對23例癌症患者(包括14例肝細胞癌,7例胰腺癌,2例結直腸癌)進行CAR-T細胞療法。結果顯示,

接受治療後,3例患者部分緩解,14例病情穩定。21名患者沒有出現可檢測到的新病灶,此外,活檢組織顯示錶達特定抗原的癌細胞被消除了。

CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

圖為患者治療前後影像學變化 圖片來自文獻[3]

對於CAR-NK細胞,一項研究

[4]

對3名轉移性結直腸癌癌患者進行CAR-NK細胞治療,有兩名患者接受了低劑量的CAR-NK細胞腹腔內輸注,腹水減少,腹水標本中的腫瘤細胞數量減少,第三例肝轉移瘤患者接受了超聲引導下經皮注射,腫瘤迅速消退。

CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

圖為患者治療前後腹水量變化 圖片來自文獻[4]

MSCs:解決CAR-細胞不足的好幫手

儘管CAR-T及CAR-NK細胞取得了矚目的成果,但是其不足也是存在的,其中最有待解決的便是細胞的耗竭及治療實體腫瘤療效差,這導致需要探索其他新手段提高其療效。

近年來,間充質幹細胞(MSCs)逐漸被用來與CAR-細胞協同使用,以解決CAR-細胞不足的問題。

MSCs可分泌多種趨化因子和細胞因子,能夠啟動急性免疫反應,從而維持CAR-T細胞的活動;此外,MSCs可以作為載體向腫瘤組織輸送生物活性蛋白(支援性細胞因子)和轉基因免疫調節劑等,這會導致腫瘤床從最初的抑制狀態轉移到免疫刺激環境,從而支援CAR-T細胞活性和提高其抗腫瘤侵襲性。

CAR-T,CAR-NK聯合間充質幹細胞,攻克實體瘤的新希望

目前關於MSCs提高CAR-細胞療效的相關臨床研究還未開展,但已經有相當一部分動物實驗已經表明其的巨大潛力。例如在結直腸癌中

[5]

,MSCs被設計為可在腫瘤內釋放細胞因子IL-7和IL-12,IL-7可促進T細胞內穩態擴張,維持T細胞的記憶細胞功能。IL-12可以誘導保護性的Th1反應,防止T細胞的Th2極化,以及啟用先天免疫反應以消除CAR-T細胞無法清除的癌細胞。

小結與展望

隨著CAR-細胞的不斷研究,目前可透過確定最佳的腫瘤相關抗原,可以最大限度地發揮CAR-細胞的潛力。然而,其既有優勢,也有侷限性,如細胞靶向性低、永續性差及免疫抑制環境等。上述問題有望透過應用MSCs來克服,MSCs從提供多種抗腫瘤藥物(包括溶瘤病毒和腫瘤特異性前體藥物)到引入免疫調節蛋白(如趨化因子和白介素類),MSC的各種潛力不僅增強了CAR相關免疫治療的療效,而且為實體腫瘤治療提供了一個充滿希望的未來。未來,隨著CAR-細胞和MSCs的聯合應用,有望為實體腫瘤患者提供多一種治療希望!

參考文獻:

[1] International Agency for Research on Cancer。 Global cancer observatory:cancer today [EB/OL]。 [2022 -06 -22]。 https://gco。iarc。fr/today/online-analysis-table

[2] Chan LY, Dass SA, Tye GJ, Imran SAM, Wan Kamarul Zaman WS, Nordin F。 CAR-T Cells/-NK Cells in Cancer Immunotherapy and the Potential of MSC to Enhance Its Efficacy: A Review。 Biomedicines。 2022;10(4):804。 Published 2022 Mar 30。 doi:10。3390/biomedicines10040804

[3] Wang Y, Chen M, Wu Z, et al。 CD133-directed CAR T cells for advanced metastasis malignancies: A phase I trial。 Oncoimmunology。 2018;7(7):e1440169。 Published 2018 May 7。 doi:10。1080/2162402X。2018。1440169

[4] Xiao L, Cen D, Gan H, et al。 Adoptive Transfer of NKG2D CAR mRNA-Engineered Natural Killer Cells in Colorectal Cancer Patients。 Mol Ther。 2019;27(6):1114-1125。 doi:10。1016/j。ymthe。2019。03。011

[5] Hombach AA, Geumann U, Günther C, Hermann FG, Abken H。 IL7-IL12 Engineered Mesenchymal Stem Cells (MSCs) Improve A CAR T Cell Attack Against Colorectal Cancer Cells。 Cells。 2020;9(4):873。 Published 2020 Apr 3。 doi:10。3390/cells9040873