在全球首款CAR-T细胞产品Kymriah上市刚好七年的今天，CAR系列疗法依然一刻不停地频繁变革。光CAR-T就已更迭到第五代——通用型CAR-T，试图突破个体限制，实现规模化生产和治疗，使用BBIR CAR或SUPRA CAR等方式降低成本；CAR-NK，还在验证阶段，但已有创新者率先探索CAR-NKT的可行性；CAR-M，巨噬细胞也在近两年正式加入CAR疗法行列，有效性和安全性仍有待在临床治疗中验证。在每个月好几场的行业大会中，上述疗法或多或少均有探讨，不算太新鲜。但实验室里悄悄发生的变化，正以更惊人的速度改变人类战胜癌症的征途。7月30日，Nature Biotechnology的一篇论文描述，Dana-Farber癌症研究所的科学家们创造了一种CAR-Enhancer（简称CAR-E）疗法，可以根除肿瘤细胞并增强CAR-T细胞的记忆。该研究成果或将解决CAR-T疗法使用后癌症复发的问题。具体作用机制是，通过增强CAR-T细胞的活跃度，延长在体内的持续时间，使它们能够保持战斗模式，直到所有肿瘤细胞都被消除（如果癌症复发，它们就重新发挥作用）。这种技术被命名为CAR-E，在一些患者来源的癌细胞系实验和其他研究中，CAR-E确实联合CAR-T成功根除了所有肿瘤细胞。那么，这种CAR-E如何设计与开发？对CAR-T有怎样的作用？是否还有其他增强方案？下文将详细探讨。
研究人员构建了一种融合蛋白，该融合蛋白由人BCMA蛋白胞外结构域与低亲和力突变人IL-2二聚体（称为“mutIL-2”）融合而成。
mutIL-2分子包含两个取代（H16A和F42A），可降低其对人IL-2Rβ的亲和力（3倍；K型D~610 nM）和IL-2Rα（CD25）（110倍；K型D~1200 nM）。因此，BCMA-mutIL-2融合蛋白通过抗原与CAR特异性结合，优先将低亲和力的IL-2分子递送至CAR-T细胞表面，从而最大限度地减少对正常T细胞、调节性T细胞或全身毒性的影响。
为改善药代动力学和增强稳定性，研究者在抗原和mutIL-2分子之间整合了人免疫球蛋白G1（IgG1）的CH3结构域（大小约为14kDa）。该研究中，研究者评估了BCMA CAR-E对BCMA CAR-T细胞的功能影响。结果表明，CAR-T细胞上CD69的表达呈剂量依赖性和选择性增加，而对非转导的T细胞没有观察到影响。此外，与VHH-mutIL-2、BCMA-CH3或其组合相比，BCMA CAR-E处理导致CD69表达显着增加，这表明观察到的效果仅在低亲和力IL-2分子与抗原融合时才明显。同时，BCMA CAR-E不抑制CAR-T细胞的杀伤效果。研究者在不同浓度的BCMA CAR-E存在下，使用CAR-T细胞和患者来源的BCMA OPM2癌细胞进行了杀伤试验。结果表明，即使在CAR-E的最高测试浓度（100 nM）下，也不会抑制杀伤效果。综上，BCMA CAR-E通过顺式递送低亲和力IL-2对靶向CAR-T细胞产生影响，其作用由抗原与CAR结合介导。紧接着，该研究通过MM异种移植小鼠模型，探究CAR-E治疗对CAR-T细胞体内持久性的影响。CAR-E治疗不仅增强了CAR-T细胞的持久性，而且还改善了肿瘤细胞的消除。在接受BCMA CAR-T细胞治疗的患者中，复发仍然是一个主要问题。可以看到，这一研究将增强分子递送给CAR-T细胞，由BCMA胞外域与低亲和力IL-2融合的BCMA CAR-E增强了BCMA CAR-T细胞的活性和持久性。CAR-E可以指导CAR-T细胞发育具有不同表型的记忆细胞，并不依靠肿瘤细胞的存在实现这一作用。CAR-E导致产生一系列不同的记忆亚型，包括干细胞记忆群体。这种多样性可能是观察到的CAR-T细胞长期持续存在的原因，这些CAR-T细胞在再刺激时保留了重新扩增的能力。CAR-E的这种能力可能归因于其作用机制，同时参与IL-2R和CAR（4-1BB–CD3ζ）内域。该研究通过多种方式证明CAR-E选择性地增强了CAR-T细胞的功能和持久性。这种方法提供了一种现成的治疗选择，使得产业应用层面可以优化剂量和治疗计划。在该研究之前，解决复发问题的研究许多都集中在重新设计CAR-T细胞本身，例如引入或消除基因使细胞保持更长时间的活性，但仍未出现有效的临床证明。
Dana-Farber的研究员们没有试图改变CAR-T细胞的内部运作，而是开发了一种从外部起作用的方法——将一种分子输送到细胞面前，延长细胞的寿命并促使它们形成记忆。
实验发现，CAR-E疗法不仅能够促使CAR-T细胞增殖，而且能够产生具有不同特性的不同类型的CAR-T细胞。
“它不仅产生了大多数患者已经拥有的效应T细胞，而且还产生了干细胞样记忆T细胞，中央记忆T细胞，效应记忆T细胞——对癌症产生有效免疫反应所需的T细胞种类的完整库，”Dana-Farber的Mohammad Rashidian解释道，在骨髓瘤细胞的实验室培养和该疾病的动物模型中，CAR-E疗法实现了肿瘤细胞的完全清除。
研究者还发现，该疗法产生的长效CAR-T细胞可以通过重新给予CAR-E来重新刺激。这表明，CAR-T细胞治疗后复发的患者可以通过额外剂量的CAR-E治疗得到有效治疗。
此外，CAR-E还提出了一种可能性，即患者可以用比目前更少的CAR-T细胞数量进行治疗。目前，使CAR-T细胞繁殖成数亿个的做法，往往耗时、昂贵，需要大量资源，且患者需要等待数周才能接受细胞注射。大剂量往往容易造成CAR-T细胞疗法最常见的副作用之一——细胞因子释放综合征，过度激进的免疫反应会导致发烧、恶心、心跳加快、神经系统问题或其他问题。
Rashidian博士认为，使用CAR-E，可以完全跳过CAR-T细胞扩增过程，简单地制造CAR-T细胞并将其注入患者体内，然后用CAR-E治疗。
目前，CAR-E疗法临床试验的首要目标，是确保安全性并确定最佳剂量和给药时间周期。最初，他们预计CAR-E治疗将在患者输注CAR-T细胞后大约一个月开始，每周一次，持续三到四周。
可以看出，这种疗法的一个好处是，可以轻松地整合到目前已接受CAR-T细胞疗法的患者的护理中，对于解决CAR-T细胞耗竭问题也是一种解决方案。或许我们能尽快在临床试验中看见CAR-E的身影。在CAR-E出现之前，增强CAR-T效果一直是科研界的热门话题。公认的策略是将CAR-T细胞与其他现有疗法相结合，开发能增强CAR-T疗效、减轻毒性、扩大治疗范围的联合疗法。
被誉为“CAR-T之父”的Carl June，今年7月25日在Cancer Cell发布了一篇综述，详细介绍了在临床试验阶段的CAR-T联合治疗策略。其中增强CAR-T疗效的联用方案如下：
将免疫检查点抑制剂（ICI）与CAR-T疗法结合，提高TME内CAR-T细胞的寿命和功效。目前，在B细胞淋巴瘤等血液癌中，CAR-T细胞与ICI联合的临床试验展现了高反应率和可控的毒性水平。但应用时机对于治疗效果来说至关重要，有试验表明，在CAR-T细胞输注前启动抗PD-L1抗体疗法，整体的治疗效果不佳。这一策略的核心思路在于双靶向或多靶向，意图将靶向CD20（或CD3/CD20）的抗体与靶向CD19/BCMA的获批CAR-T产品相结合，有效地根除肿瘤细胞并降低抗原逃逸风险。目前，利妥昔单抗与CAR-T联合使用的多项临床实验正在开展，展现出初步的良好结果。已有小分子药物获批用于治疗血液癌症和实体瘤，其中一些与CAR-T联合使用的临床试验正在进行中。比如，伊布替尼与CAR-T联合使用的临床试验初步结果表明，这种联合方法对TP53突变的慢性淋巴细胞白血病（CLL）患者收益明显。靶向蛋白质降解剂来那度胺（lenalidomide）和CAR-T的联合疗法在最近的临床试验中显示，治疗多发性骨髓瘤的耐受性良好，总体反应率达到100%。癌症疫苗可以激活免疫系统以对抗癌细胞，在与CAR-T联用时，有可能增强CAR-T细胞的活化、增殖和持久性。在最近的一项I/II期临床试验中，利用RNA疫苗增强CAR-T细胞的策略展现出良好的初步结果——21名实体瘤患者的疾病控制率为67%，表现出使用癌症疫苗增强CAR-T细胞持久性的潜力。溶瘤病毒能够在肿瘤细胞中选择性复制，同时保留健康细胞。将溶瘤病毒与CAR-T联合使用时，临床前研究已经显示出克服肿瘤免疫抑制的潜力。目前，临床试验正在评估这种组合方法在实体瘤中的疗效。放射性治疗广泛适用于不同类型的肿瘤、非侵入性以及消除肿瘤细胞。在一项针对复发性或难治性弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）的CAR-T疗法II期临床试验中，在CAR-T细胞治疗之前接受放疗的患者实现了100%的反应率。这一结果表明，放射性治疗可以作为CAR-T治疗前的减瘤和桥接方案，以及复发后治疗的选择。
此外，该论文还介绍了细胞因子在增强CAR-T疗效中的潜力。CAR-T细胞经过改造可以共表达细胞因子，提高疗效和持久性。分泌IL-12、IL-15、IL-18、IL-21等细胞因子的CAR-T细胞临床试验目前已在进行中。
然而，上述这些联用方案和本文开头介绍的CAR-E增强子方案，都还需要进一步探索如何降低毒性，并找到最佳的给药方案。参考资料：
1.A Novel Way to Prevent Relapse After CAR-T Therapy to Treat Cancer；Cancer Health2.Rakhshandehroo, T., Mantri, S.R., Moravej, H. et al. A CAR enhancer increases the activity and persistence of CAR T cells. Nat Biotechnol (2024). 3.Ugur Uslu et al., CAR T cell combination therapies to treat cancer. Cancer Cell (2024).
