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Leukemia综述 | 魏辉教授:基于T细胞的急性髓系白血病免疫治疗:当前概念和未来发展

作者:肿瘤瞭望   日期:2022/5/21 20:37:00

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急性髓系白血病(AML)是一类异质性极高的血液系统恶性肿瘤,其长期的疾病控制需要多种治疗方法。在既往, 利用T细胞的力量治疗实体肿瘤的免疫疗法获得了巨大成功,这也促使了越来越多的研究者开始致力于T细胞的免疫治疗在AML中的探索,本文特针对此话题,全面概括了基于T细胞的急性髓系白血病免疫治疗的当前进展和未来,主要涵盖了双特异性抗体(靶向CD33、CD123、CLL-1等)、嵌合抗原受体(CAR-T)细胞治疗和免疫检查点抑制剂等。

编者按

 
急性髓系白血病(AML)是一类异质性极高的血液系统恶性肿瘤,其长期的疾病控制需要多种治疗方法。在既往, 利用T细胞的力量治疗实体肿瘤的免疫疗法获得了巨大成功,这也促使了越来越多的研究者开始致力于T细胞的免疫治疗在AML中的探索,本文特针对此话题,全面概括了基于T细胞的急性髓系白血病免疫治疗的当前进展和未来,主要涵盖了双特异性抗体(靶向CD33、CD123、CLL-1等)、嵌合抗原受体(CAR-T)细胞治疗和免疫检查点抑制剂等。
 
 
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研究背景
 
近几十年来,免疫治疗一直是急性髓系白血病(AML)和其他血液系统恶性肿瘤治疗的基石,为治愈部分患者的带来了希望,而T细胞则被认为是免疫治疗获得成功的关键因素, 例如供体淋巴细胞输注(DLI)能消除移植后残留病灶。然而,T细胞一方面可诱导理想的移植物抗白血病效应,另一方面却也能引起移植物抗宿主病(GVHD)这种不良反应事件的发生。针对此问题,创新的基于T细胞的免疫治疗策略是当前热点,旨在实现强大的抗白血病活性且同时避免T细胞对健康组织的毒性。
 
目前已经开发了三种不同的治疗平台来利用T细胞的抗肿瘤活性: ①通过T细胞结合抗体(T-cell-engaging antibody)结构进而招募与T细胞受体(TCR)特异性无关的T细胞。②设计和改变T细胞的基因[包括TCR修饰的T细胞和嵌合抗原受体(CAR)T细胞]。③通过免疫检查点抑制剂重新激活内源性T细胞反应。
 
这些平台已经成功应用于血液系统恶性肿瘤,主要是B细胞肿瘤。Blinatumomab(博纳吐单抗)是一种双特异性T细胞接合器(BiTE),目前已被用于治疗B细胞前体急性淋巴母细胞白血病 (BCP-ALL)。CAR-T细胞对先前接受过多种疗法的BCP- ALL、弥漫性大b细胞淋巴瘤(DLBCL)、原发性纵隔B细胞淋巴瘤(PMBCL)患者中亦能诱导出极高的缓解率。此外,免疫检查点抑制剂(ICPIs)已被批准用于霍奇金淋巴瘤和PMBCL的治疗,然而由于缺乏合适的靶抗原,因此将这些研究进展转化为AML的治疗方法颇具挑战性。
 
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研究目的
 
本综述,我们旨在回顾现有的研究数据,讨论AML免疫治疗的策略,勾画和描述成功实施免疫治疗的潜在途径,并建议使用生物标志物驱动的临床研究来发展AML的个体化治疗方法。
 
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当前的研究进展
 
1.基于T细胞的靶抗原免疫疗法
 
理想情况下,任何基于抗体或CAR-T细胞的AML免疫治疗的靶抗原均能有效识别肿瘤细胞与健康组织,为了实现该目标,一个理想的AML靶点应该是: ①在AML母细胞表面为强表; ②在大多数AML患者中表达; ③在健康骨髓或髓外细胞中不表达。
 
此外,最佳靶抗原在白血病干细胞(LSCs)和祖细胞上表达,它们是一类具有自我更新的AML细胞亚组,采用化疗难以治疗,识别出具有所有上述特性的抗原极具挑战性。尽管,在AML体细胞和/或LSCs中表达强度更高,CD33和CD123也在造血干细胞中常有表达,但靶向CD33/CD123的抑制剂存在导致长期甚至永久性骨髓抑制的风险。目前,临床试验中尚未发现在造血干细胞上不表达的替代抗原。
 
2.靶抗原的分类
 
白血病特异性抗原
白血病特异性抗原,在理想情况下一般来源于突变,通常表达于细胞内,其HLA分子的背景下呈现如下表。由于这些抗原是来源于白血病突变编码的异常蛋白,在恶性克隆中常常为互斥性表达,因此可能是“理想的”靶点。然而,值得指出的是,并非所有这些细胞内抗原都出现于细胞表面。新的白血病特异性抗原迄今尚未在AML临床试验中进行评估。
 
谱系限制性抗原
谱系限制性抗原为局限于髓系的细胞表面抗原,目前大多数针对AML患者的抗体构建或CAR-T细胞的临床试验都是针对谱系限制性抗原,最常见的是CD33和CD123.
 
白血病相关抗原
白血病相关抗原在AML细胞上过表达,通常不是谱系特异性的,这使得其在健康造血细胞上表达的可能性降低。然而,这些抗原可能在非造血组织中发现,进而导致脱靶带来的肿瘤毒性。WT1和PRAME基因在早期的AML临床试验中有所涉及和评估。
 
组合方法
截至目前,类似于CD19或CD22这样理想(之于B细胞急淋)的单一靶抗原尚未在AML中发现。组合策略,是通过使用几种靶向于AML细胞和LSCs的不同的靶抗原进行组合来增加其特异性。这种多目标的方法也可能降低风险。在接受抗CD19 CAR-T细胞治疗后的患者中可出现恶性细胞的靶抗原下调,这是一种常见的免疫逃逸机制。不同AML靶抗原的组合靶向可以并列使用或按顺序使用。最佳的治疗序列或许应该根据患者特异性而制定,目前仍有待进一步阐明。
 
3.靶抗原的选择
 
在评估抗原作为免疫治疗的靶点时,与抗原表达相关的三个特征是最重要的。
 
抗原定位(Antigen Localization)
HLA限制性抗原在细胞内表达,只能被在HLA呈递分子中识别该抗原的受体所靶向,相比之下,HLA不受限制的抗原在细胞表面表达,例如CARs。
 
抗原表达强度
靶抗原可以在细胞上以非常低的强度表达,在这种情况下,即使是像流式细胞术等敏感的方法也可能无法检测到。尽管如此,微弱的表达可能足以引导CAR-T细胞来靶向到这些细胞,正如在多发性骨髓瘤样本中的抗CD19 CAR-T细胞所证明的那样。
 
抗原的表达分布
靶抗原表达的模式可能会影响药代动力学,例如抗体构建的药代动力学。有趣的是,在一项I期临床试验中,靶向CD33的BiTE AMG330的应用剂量显著高于其靶向CD19的等效物—Blinatumomab(博纳吐单抗)。与严格的B淋巴细胞特异性表达CD19相比,CD33在不同细胞类型上的更广泛表达可能导致大量的BiTE与肿瘤以外的部位结合,这不仅导致了脱靶带来的肿瘤毒性风险,而且还可能通过产生“抗原沉默”效应来影响分子的生物活性半衰期。因此,“抗原沉默”的个体差异可能会影响目标分子的疗效和毒性。
 
4.与TCR特异性无关的T细胞招募
 
T细胞招募抗体的结构:BiTEs,DARTs及其它
双特异性抗体是一种重组蛋白,通过CD3参与招募T细胞,它与肿瘤相关抗原结合后,能以很高的亲和力靶向于肿瘤细胞。Blinatumomab(博纳吐单抗)是唯一被美国食品和药物管理局(FDA)和欧洲药品管理局(EMA)批准的双特异性抗体,它能结合B细胞上的CD19和T细胞上的CD3,获批用于治疗复发/难治性(R/R)或微小残留疾病(MRD)阳性的B细胞前体急性淋巴母细胞白血病 (BCP-ALL)患者。目前,不同类型的双特异性抗体已经被研发出来,例如BiTEs、半衰期延长BiTEs、双亲和重靶向 (DART)抗体、串联受体抗体、DuoBody抗体等。
将这些双特异性抗体从B细胞肿瘤成功转化和应用至AML领域的主要挑战在于如何识别合适的靶抗原。如上文所述,某些AML选择性抗原正在被研究中,其中针对谱系限制性抗原CD33、CD123、CLL1(CLEC12A)和FLT3的双特异性抗体正在早期临床试验中。
 
靶向CD33
CD33在AML细胞中广泛表达,吉妥珠单抗(GO)已经显示了CD33作为AML治疗靶点的有效性,是一种针对CD33的抗体-药物偶联物(ADC),其与柔红霉素和阿糖胞苷的联合方案已经被美国FDA和EMA批准用于治疗新诊断的CD33阳性AML,多种CD33/CD3的双特异性抗体正在进行临床试验中。
AMG330是一种BiTE分子,在体外实验中能够通过不同的效靶细胞比例(E:T)对原发性AML患者细胞进行杀伤,并能够持续扩增和激活T细胞,目前正在复发/难治急性髓系白血病(R/R-AML)患者中开展I期试验,由于其半衰期较短,因此采取持续静脉输注的给药方式,该试验采用了剂量逐步增加以及地塞米松来预防细胞因子释放综合征(CRS)的发生,并实现高靶向剂量。
细胞因子释放综合征(CRS)是最常见的治疗相关不良事件(TRAE),60例接受治疗的患者中有40例 (67%)发生CRS; 9例(15%)患者达到3级或更高级别的CRS。在预防CRS方面,首先通过剂量逐步增加的方式进行实验,其次早期使用托珠单抗来缓解CRS,它是一种抗IL-6抗体,被批准用于CAR-T细胞介导的CRS。其他常见的TRAEs分级较低,58%的患者有皮肤疾病; 25%的患者出现肝功能升高; 另外有30%患者出现胃肠道疾病。值得一提的是,AMG330暴露量和E:T比值与CRS的发生和严重程度呈正相关。与预期的一样,CRS的频率和严重程度与治疗后释放的IL-6和IL-10水平相关。
 
疗效方面: ①有7例患者获得了完全缓解(CR),包括4例血象未完全恢复的完全缓解(CRi)和1例形态学无白血病状态(MLFS)。达到缓解的最小有效剂量为120?g/天,当剂量≥120?g/天时,CR/CRi率为17% ②中位反应持续时间(mDOR)为58.5天,治疗应答的患者中AMG330暴露量更高,基线的白血病负荷则相对更低,而缓解率与AML原始细胞上的CD33表达水平与并无相关性。此外,应用AMG330的一个主要挑战是它的半衰期较短, 需要持续的静脉输注。
AMV564是一种二价CD33/CD3双特异性抗体,在一项针对R/R-AML成人患者的I期临床试验(NCT03144245)中,采用AMV564连续14天静脉注射(周期为28天),对纳入研究的36例患者采用10种不同剂量进行治疗,所有患者均进行了安全性评估,未见剂量限制性毒性(DLT)的出现。最常见的3级或更严重的治疗相关不良反应(TRAE)为贫血(11%),此外在35例可评估疗效的患者中,1例患者达到CR、1例达CRi和1例部分缓解(PR)。在临床试验中,其它的 CD33/CD3双特异性抗体还包括GEM333(NCT03516760)和JNJ-67571244(NCT03915379),均用于R/R-AML成人患者的治疗。
 
靶向CD123
CD123是IL-3受体α链,在正常造血干细胞/祖细胞(HSPCs)和髓系细胞中表达,但在AML原始细胞和LSCs中表达增加。基于CD123的双特异性抗体正在临床研发中,其中进展最为突出的是flotetuzumab(氟替珠单抗,MGD006),它是一种CD123/CD3双特异性DART,在一项正在进行的有关flotetuzumab的I/II期临床试验中,研究对象为18岁以上的原发性诱导失败(PIF)或早期复发(ER)的AML患者(NCT0215252956)或20岁以上R/R-AML患者(NCT04158739),在30例获得疗效数据的患者中,采用的推荐剂量为500ng/kg/d,其中25例采用1周每天给予flotetuzumab连续输注,该研究入选了2018年ASH大会。患者在第1周接受引入剂量(30ng/kg/天,共3天;然后是100ng/kg/天,共4天),随后在第1周期的第2-4周接受500ng/kg/天,在第2周期及之后接受4天给药/3天不给药。结果显示: ①所有患者均发生CRS,其中13.3%患者的CRS为3级或以上,但大多数病例的CRS是短暂的和可逆的。②在27例可评估疗效的患者中,5例达到了CR/CRi。有趣的是,13例原发性化疗难治性AML患者中有4例(31%)达到了CR/CRi,而11例复发性患者中无任何1例达到CR/CRi。
值得注意的是,Vibecotamab(XmAb14045)是另一种CD123/CD3双特异性抗体,在一项纳入64例CD123阳性AML患者的I期试验中,结果发现,其推荐剂量为1.3?g/kg,CRS发生率为77%,2例达到CRs,1例达到CRi。
在其他的R/R-AML患者的早期临床试验中,其它的CD123/CD3双特异性抗体主要包括SAR440334(NCT03594955)、APVO436(NCT03647800)以及JNJ63709178(NCT02715011)等,这些试验的结果尚未被报道。
 
靶向CLL-1/CLEC12A
MCLA117是一种经改良的全长人类双特异性IgG,是目前唯一应用于成人AML患者临床试验中的CLEC12A/CD3双特异性抗体 (NCT03038230),Mascarenhas等人在2020年EHA大会上报告了该试验的初步结果。截至2019年11 月30日,已有50例患者接受了MCLA117的治疗,目标剂量为0.675~120mg,结果显示: ①无任何患者出现剂量限制性毒性(DLT),最常见的TRAEs包括发热(32%)、CRS(32%)、寒战(22%)、输注部位静脉炎(14%)、呕吐(12%)和恶心(10%)。其中,3级和4级TRAEs包括CRS(2%)和肝转氨酶升高(8%)。②在26例可评估疗效的患者中,4例显示骨髓中原细胞比例减少≥50%,包括1例MLFS。
 
靶向FLT3
与CLL1一样,FLT3在AML中表达良好,在AML细胞和LSCs上高表达; 在健康造血干细胞中低表达。AMG427是一种CD3/FLT3双特异性、半衰期延长的BiTE。在体外实验中,AMG427对AML细胞的杀伤与高FLT3细胞表面水平和高E:T比值存在相关性,并通过抗PD-1抗体的存在而增强,I期临床试验中进行评估(NCT03541369)。
 
双特异性抗体的未来方向
所有用于治疗AML的双特异性抗体仍处于早期临床试验之中。如上所述,临床数据主要在同行评审的摘要和会议报告中,因为这些试验仍在进行中。尽管如此,这些初步结果表明,这些双特异性抗体的安全性是可以接受的,并表明双特异性抗体可能是治疗AML的很有前途的治疗方法。但目前仍有许多悬而未决的问题,最合适的抗原,更具体地说,这些抗原的最合适的表位还有待确定。在未来方向方面,在AMG330试验中,高达50%的患者既往接受 allo-HSCT,接下来,我们认为双特异性抗体应该在早期治疗中进行,例如在第一次挽救治疗时,可能更有利于激活和发挥疗效。
 
5.嵌合抗原受体T细胞治疗(CAR-T)
 
与双特异性抗体短暂地引导患者的内源性T细胞对抗靶表达细胞不同,CAR-T细胞是基因修饰的自体T细胞,配备了合成的靶抗原受体(CAR),输注后在靶抗原依赖物质中扩张。它们有可能在注射后持续存在,并诱导长期的抗白血病记忆。CAR与其肿瘤细胞上抗原的结合通过信号域触发信号转导级联,然后激活T细胞直接或利用免疫系统的其他成分杀死靶细胞。
 
抗CD19 CAR-T细胞治疗B系恶性肿瘤已成功应用于临床实践,并在美国和欧洲获得批准。与淋巴系统恶性肿瘤相比,大多数AML的抗原由ADCs、双特异性抗体和CAR-T细胞所靶向,这些抗原经常在正常造血干/祖细胞(HSPC)或健康器官组织中表达,故增加了靶毒性、非肿瘤毒性的风险。
 
在一项I期研究(NCT03018405,仍在招募)中,12例血液系统恶性肿瘤患者(8例AML,3例MM和1例MDS)接受了CYAD-01,结果显示: ①有5例患者发生了CRS,3例为1/2级; 2例为3级,通过适当的治疗(如托珠单抗)后迅速解决,未观察到神经毒性。②在8例R/R-AML患者中,7例可评估疗效,CR/CRi率为42%,其中1例患者继续接受异体干细胞移植(allo-HSCT),并已持续反应超过1年。
 
此外,He等人最近发表了另一种新策略,他们研发了一种针对CD13和TIM3的双特异性CAR(BissCAR),这种BissCARt细胞有效地根除了细胞中患者来源的AML,且对正常造血干细胞、髓系细胞和健康器官系统的毒性有限。这可能是一种有效的且很有前途的CAR-T细胞治疗。
 
6.免疫检查点抑制剂与细胞毒性化疗
 
免疫检查点抑制剂(icpi)在美国和欧洲被批准用于几种实体肿瘤。在血液系统恶性肿瘤中,尽管纳武单抗(nivoluamb)和派姆单抗(Pembrolizumab)是治疗霍奇金淋巴瘤和PMBCL的标杆,但icpi尚未得到广泛开发或批准,在过去的五年中,一些icpi已经在AML患者的临床试验中进行了评估。
 
化疗可以增强对恶性肿瘤的免疫反应,小鼠模型的体内实验表明,注射阿糖胞苷可诱导CD80和CD86的表达,降低白血病细胞上PD-1的表达,使其更容易受到细胞毒性T淋巴细胞介导的杀伤。在一项II期研究中,nivolumab+去甲氧柔红霉素+阿糖胞苷治疗新诊断的AML或高危MDS(原始细胞>10%)患者。结果显示: ①客观缓解率(ORR)达到78%,包括64%的CR和14%的CRi,中位随访17个月时,所有患者的中位OS为18.5个月。②在安全性方面,6例患者出现3/4级免疫相关不良事件,该联合方案被认为是安全的。
 
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讨论
 
在过去的3~5年里,在对AML免疫生物学的理解方面取得了重大进展以及技术的进步,导致了新的AML基于T细胞治疗方法的发展。尽管有大量正在进行的临床试验,但我们相信T细胞免疫疗法对髓系恶性肿瘤的治疗仍处于起步阶段,这些试验将有助于AML免疫疗法在未来几年的发展。我们预测通过对治疗前、治疗中和复发阶段的生物学标志物的集中分析,将加速这些临床进展,这些数据可以帮助我们识别有治疗应答的患者、阐明免疫耐药性和免疫逃避的机制,验证新的检查点和AML特异性靶点并更好地管理。
 
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专家点评
 
魏辉教授:  在淋巴系统肿瘤领域中,免疫治疗在近年来取得了长足的进步,涌现了诸多的新药,主要包括利妥昔单抗、CAR-T治疗、PD-1/PD-L1抑制剂及维布妥昔单抗等。而在AML领域中,虽然进行了一系列的研究探索,但免疫治疗的进展则相对有限,缺乏成熟的免疫治疗手段。本综述文章发表于2021年的Leukemia期刊上,主要论述了以T细胞为基础的免疫治疗在急性髓细胞白血病(AML)中的研究进展,首先,文章讨论了AML免疫治疗的理想靶抗原特征、靶抗原的分类以及靶抗原的选择; 其次,讨论了AML领域中进展较大的免疫治疗手段,其中最具前景的当属双特异性抗体,例如靶向CD123/CD33的抗体等,此外还介绍了CAR-T、PD-1/PD-L1抑制剂等在AML中的进展,该文章全面阐述了AML领域的免疫治疗现状和已有进展,同时也论述了为何免疫治疗在AML领域中疗效不佳的原因,并且进一步指出了未来应当在哪些方面进展探索和研究,总体而言,这是一篇非常值得学习和阅读的综述性论文。
 
 
魏辉 教授
 
主任医师、博士生导师
 
中国医学科学院血液学研究所血液病医院白血病诊疗中心
 
国家血液系统疾病临床医学研究中心副主任
 
中华医学会血液学分会委员
 
白血病淋巴瘤学组副组长
 
Hematological Oncology副主编
 
2000年毕业于中国医科大学,获得硕士学位
 
2006年毕业于中国协和医科大学,获得博士学位
 
2010年至2013年在美国国立卫生研究院从事博士后工作
 
主要从事白血病的基础和临床研究

 

版面编辑:张雪  责任编辑:彭伟彬

本内容仅供医学专业人士参考


急性髓系白血病

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