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韩为东教授最新发文:CAR-T细胞治疗相关的CRS和神经毒性的生物标志物丨医麦精品汇

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2018年1月24/医麦客 eMedClub/--现如今,CAR-T在血液肿瘤乃至某些实体瘤上的成功和不俗表现大家都早已耳熟能详。缘于众多学者、医生、患者、投资人的持续关注和大量资本的加入运作,CAR-T细胞疗法已然迅速成为了生物医药领域的重点突破方向。

借助信息时代便捷的传播途径,关于CAR-T的技术帖、科普文也是层出不绝。但是,热潮的背后,我们也要清醒地意识到这一新兴抗癌神器在应用的时候仍然存在安全方面的考量。

众所周知,在一些情况下,CAR-治疗后的严重细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性可能会危及生命,而对这些毒性的处理仍然是医生所面临的巨大挑战。为了能够更好的预防和管理毒副作用,研究人员希望进一步了解CRS和神经毒性的发病机制,确定能预测这些毒性的预测性生物标志物。

目前,在CAR-T细胞治疗的多个临床试验中,研究人员已经确定了严重CRS和/或神经毒性的一些危险因素,也包括一些预测性生物标志物,这些生物标志物能够事先确定哪些患者在CAR-T细胞治疗期间可能经历严重的CRS和/或神经毒性,从而促进对这些毒性的早期干预管理。在此,我们回顾了CRS和神经毒性的发病机制,并总结了预测生物标志物的进展,以期能够改善CAR-T细胞治疗癌症的安全性。

背景

2016年,包括诺华的CTL019、Kite的KTE-C19和Juno的JCAR015在内的三个靶向CD19的嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法曾并列为CAR-T第一梯队。

2017年8月30日,FDA正式批准诺华的突破性CAR-T疗法 Kymriah(CTL019,tisagenlecleucel)上市,用于治疗复发或难治性儿童和年轻成人B细胞急性淋巴细胞白血病。

2017年10月18日,美国FDA正式批准了全球第二个CAR-T疗法—Yescarta(KTE-C19,axicabtagene ciloleucel)上市!用于治疗复发/难治性大B细胞淋巴瘤的成人患者。

相比之下,2017年3月,在五名患者死亡后,Juno Therapeutics宣布放弃lCAR-T产品JCAR015的临床研究。患者均死于脑水肿,这是JCAR015的关键II期试验(ROCKET)治疗成人B-ALL(B细胞急性淋巴性白血病)患者的神经学不良事件。而在放弃临床研究的同时,JCAR015的极端后果也突出了如何控制CAR-T细胞治疗毒性的挑战。

与传统的癌症疗法不同,CAR-T细胞是一种“活药物”,其在体内与抗原接合时会经历强烈扩增(100-100000倍)的过程。除了有效的抗肿瘤活性之外,这些CAR-T细胞还可能引起显著的副作用。其中细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性是最常见和最严重的两种毒性反应。

在CTL019(tisagenlecleucel)治疗r / r B-ALL(复发/难治性B细胞-急性淋巴细胞白血病)的一项II期试验中,有47%和15%的患者经历了严重的CRS和神经毒性。在KTE-C19(axicabtageneciloleucel)治疗侵袭性B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-NHL)的关键试验中,有13%和28%的患者经历了严重的CRS和神经毒性。

在此,值得一提的是,在FDA批准首个CAR-T细胞产品上市的同时,已经建立了包括白细胞介素(IL)-6受体抑制剂tocilizumab单独或与类固醇药物联合管理这些毒性的指南,并将其纳入一些CAR-T临床试验中。总的来说,这两种毒性在大多数患者中都是可以控制的,但是在某些情况下,仍有可能会危及生命,而对这些情况的处理可能是非常具有挑战性的。

因此,了解CRS和神经毒性的发病机制对于早期发现和更好地处理这些情况至关重要。此外,确定重度CRS和神经毒性患者的预测特征和生物标志物同样很重要,这样就可以在CAR-T细胞治疗期间对有可能经历这些并发症的患者进行危险分层。

CAR-T细胞治疗

相关的CRS的临床表现

CRS的临床表现包括发热、恶心、疲劳、肌痛、萎靡、低血压、缺氧、凝血障碍、毛细血管渗漏,和/或多器官毒性。并且在30–94%的患者中观察到,其中包括经历3级及以上CRS的1-48%的患者。

通常在CAR-T细胞输注后1至22天发生,发作的中位时间为2-3天。严重CRS通常比不严重的CRS开始的时间更早。大部分患者首发的CRS临床表现为高热,部分患者甚至可达到40℃以上。值得注意的是,在接受过化疗清除淋巴细胞后的133例B细胞恶性肿瘤患者,接受anti-CD19 CAR-T细胞(JCAR014)治疗的一项大队列临床研究中,研究者发现,≥4级CRS的患者(发热)不仅在CAR-T细胞输注后较早发生,而且达到了相当高的温度,并且持续时间比低于4级CRS的患者更长。

除高热、肌痛、萎靡等体质症状外,一些严重的病例可出现血流动力学不稳定、毛细血管渗漏伴低血压、心动过速、缺氧、呼吸急促、噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(HLH)/巨噬细胞活化综合征等器官毒性。轻度至中度CRS通常是受自身限制的,可以通过密切观察和支持性护理进行管理。

严重的CRS必须单独使用tocilizumab(托珠单抗)或类固醇药物进行加强治疗。尽管如此,仍有少数患者接受加强治疗后,任何时候都没有临床改善或恶化的情况出现,这类经历抵抗性CRS的患者的死亡风险非常高。此外,CRS的解决时间是可变的,可能是在CAR-T细胞输注后1至60天的范围内,平均时间约一周。必须强调的是,重度CRS患者造血功能恢复会存在延迟,潜在的增加感染机会,特别是在使用tocilizumab的情况下,会使中性粒细胞减少症恶化。经验性抗生素治疗应该在淋巴清除化疗开始时实施。

CAR-T细胞治疗后,CRS所涉及的细胞因子谱不仅包括干扰素(IFN)-γ、IL-2、可溶性IL-2Rα、IL-6、可溶性IL-6R和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等效应细胞因子,还包括主要由单核细胞和/或巨噬细胞分泌的细胞因子,例如:IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IFN-α、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、巨噬细胞炎症蛋白(MIP)1α等。

此外,在CAR-T细胞治疗后出现CRS的患者中,一些血清生化标志物(包括C反应蛋白CRP和铁蛋白水平)总是会升高。监测这些实验室指标的变化可以更近一步的了解CRS,并且已有几项CAR-T临床试验中记录了与CRS相关的细胞因子谱。但值得注意的是,CRS的诊断,分级和管理主要是基于上述临床症状和体征,而不是那些实验室指标。

CAR-T细胞治疗

相关的CRS的发病机制

CRS不限于CAR-T细胞治疗,它与anti-CD3(OKT3)、anti-CD20(利妥昔单抗)、anti-CD28(TGN1412)、anti-CD52(阿仑单抗)、CD3 / CD19双特异性抗体(blinatumomab)和anti-PD-1(nivolumab)等治疗性单克隆抗体也相关。CRS也被称为细胞因子风暴,强调了免疫系统状态发生了变化,炎症反应失去控制。一些研究人员会使用“细胞因子风暴”这个词来指代严重的CRS。一般来说,在促炎和抗炎机制之间有一个平衡,它决定炎症反应的强度并维持免疫平衡。促炎细胞因子和抗炎细胞因子受涉及到淋巴细胞(B细胞、T细胞和/或自然杀伤细胞)、髓样细胞(巨噬细胞、树突细胞和单核细胞)和内皮细胞的复杂网络调控。此外,每种细胞因子还可以对其他细胞因子发挥诱导和抑制作用,从而形成负责平衡调节的细胞因子基质。如果这种微妙的平衡被打破,炎性细胞因子占上风,那么结果就可能导致细胞因子风暴。

CRS是超免疫激活引起的炎性细胞因子过度产生的直接结果。但是,详细的机制仍然不明确。重要的是,这一领域的最新发现可能揭示了CAR-T细胞诱导的CRS的潜在机制。

(1) CAR是主要组织相容性复合物独立受体,因此可以在CD4和CD8 T细胞中起作用,使得CAR-T细胞与传统的T淋巴细胞的生物学不同。几项临床前研究表明:单独的CD4 + CAR-T细胞具有与CD8 + CAR-T细胞相当的抗肿瘤活性,并且具有更强的扩增能力,并且能够产生更高水平的免疫刺激性细胞因子,如IFN-γ,TNF IL-2等。这种独特的特征可能有助于CAR-T细胞在肿瘤细胞或非恶性细胞中接触靶抗原时迅速分泌高水平的细胞因子。

活化的CD4 + CAR-T细胞和CD8 + CAR-T细胞释放的IFN-γ可刺激巨噬细胞活化并诱导高水平的促炎性细胞因子,包括IL-12、IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-15以及包括IL-4、IL-10在内的低水平的抗炎细胞因子,进一步促进随后的免疫反应。IFN-γ辅助的巨噬细胞激活对维持和增强免疫应答的强度具有直接的积极作用,潜在地增加了CRS发生的可能性。巨噬细胞与T细胞通过细胞因子相互作用,或解释了为什么在接受CAR-T细胞的患者亚群中可能出现巨噬细胞活化综合征,以及为什么巨噬细胞活化综合征的细胞因子谱和CRS的临床表现重叠。

(2) 最近的两项临床研究表明,血管内皮激活或功能障碍与严重的CRS有关。JCAR014治疗的133名患者的研究数据已经表明,在严重CRS期间,内皮活化(包括血管性血友病因子VWF和血管生成素(Ang)-2)的生物标志物升高,这与严重CRS中血管不稳定、毛细血管渗漏和消耗性凝血障碍的表现是一致的。

此外,该研究还表明,输注CAR-T细胞之前存在内皮活化的患者易于发生严重的CRS。值得注意的是,来自宾夕法尼亚大学(Upenn)的研究人员已经证实(接受CTL019输注后死于CRS的患者的淋巴结组织),通过使用双RNA ISH来检测IL-6的表达水平,内皮细胞特别是血管内皮细胞是CRS中IL-6的关键来源。因此,可能存在级联反应,其逐渐增强内皮活化,其中由CAR-T细胞和non-CAR-T细胞的超活化释放的高浓度系统性细胞因子如IFN-γ,IL-6和TNF- -T细胞诱导内皮细胞活化,然后活化的内皮细胞产生更多的IL-6。高水平的IL-6可能启动促炎性IL-6介导的信号级联反应,加剧促炎和抗炎细胞因子的失衡。 Upenn的这一观察结果可能有助于阐明tocilizumab缓解CRS的机制。

CAR-T细胞治疗

相关的神经毒性的临床表现

据报道,神经毒性的发生率为20-64%,其中13-52%的病例≥3级,最常见的症状包括脑病变、头痛、谵妄、焦虑、震颤、失语。另外,在CAR-T细胞的临床试验中也观察到其它神经毒性表现,如意识水平下降、意识模糊、癫痫发作和脑水肿。

通常,神经系统事件发生的中位数是CAR-T细胞输注后的4-5天,可与CRS同时发生或单独发生。一般来说,轻微的临床体征是受自我限制的,能够在几天内自行缓解。更严重的症状可能需要单独或与地塞米松的支持治疗,并可在4周内完全缓解。然而,由这种意外的毒性引起的一些死亡已被记录,神经毒性管理已引起了极大的关注。而一种被称为blinatumomab的CD3/CD19的双特异性抗体,与CAR-T细胞一样可导致强烈的T细胞活化,也有类似的神经毒性报道。

CAR-T细胞治疗

相关的神经毒性的发病机制

迄今为止,CAR-T相关神经毒性的确切机制尚未完全阐明,几种可能的机制也许会导致神经毒性的发展。

(1) CAR-T细胞直接介导对中枢神经系统(CNS)组织的毒性,该组织可能具有待检测靶向抗原的表达。 迄今为止,关于CAR-T细胞诱导的神经毒性的主要理解是从涉及CD19的试验中获得的,研究人员已经在多个临床试验中观察到静脉内输注的CAR-T细胞可以穿透血脑屏障(BBB),因此,在CAR-T细胞治疗时,不考虑中枢神经系统的恶性肿瘤患者。

在一部分患者中,运输至脑脊液(CSF)的这些CAR-T细胞能够有效地根除CNS恶性肿瘤。然而,目前尚无实验证据证明CNS组织中存在CD19表达。除anti-CD19 CAR-T以外,最近,Fry团队在一项研究中指出:接受anti-CD22 CAR-T细胞的B-ALL的16名患者中,几名患者经历了可逆的神经事件,包括短暂性幻视,轻度无应答,轻度定向障碍和轻中度疼痛。Davila等人已经证实,在经历神经毒性的患者的脑脊液(CSF)中未发现可检测到的CAR-T细胞。总之,这些发现提供了一定的证据来驳斥上述假设;然而,在没有确凿证据之前,并不能排除CAR-T细胞对表达靶向抗原的CNS正常细胞的直接毒性作用。仍需要更多的研究来进一步验证。

(2) CNS内皮细胞活化成为CAR-T细胞相关神经毒性的驱动因子。最近,Gust等人观察到内皮功能障碍,增加了神经毒性患者的BBB通透性,并构建了一种可行的病理生理模型来阐明神经毒性的发展。此外,他们还发现,在淋巴细胞清除之前有内皮细胞活化的证据可能会增加神经毒性。

133个B细胞恶性肿瘤的成人患者(62例B-NHL,47例B-ALL和24例CLL),在接受了化疗清除淋巴细胞后,接受JCAR014输注,神经毒性的总体发生率为40%(n=53/133);21%(n=28/133)的患者经历了≥3级的神经毒性,其中包括5例5级神经毒性。Gust团队发现,经历≥3级神经毒性的患者存在更严重的血管功能障碍,包括血管渗漏和弥散性血管内凝血,这与CAR-T细胞输注后,普遍的内皮细胞激活的证据(血清Ang-2、VWF增加)相一致。

此外,他们还表明,神经毒性与早发性的高浓度血清细胞因子,包括IL-6、 IFN-γ和TNF-α等在内的内皮细胞激活相关。这些高水平的炎性细胞因子诱导内皮细胞的活化,导致Ang-2和VWF的水平增加,而且VWF会结了活化的内皮细胞和sequesters platelets。由于内皮激活允许包括IFN-γ和TNF-α的高浓度血清细胞因子转运到CSF(脑脊液)中,导致BBB(血脑屏障)的渗透性增加。

在最严重的病例中,这一前馈循环(feed-forward loop)可导致组织基底膜和血管的破裂,引起脑水肿、出血、梗塞和坏死,而且,研究人员在2名有致命神经毒性的患者的尸检中,还观察到了神经元坏死。必须强调的是,IL-6可能在这个前馈循环中起着至关重要的作用。

值得注意的是,他们已经表明,IL-6血清浓度过早的达到峰值与更高的≥4级神经毒性的风险相关。事实上,已经有报道称,具有可逆的脾脏病变的轻度脑病患者的CSF和血清中IL-6水平显著升高。我们研究组还观察到,B-ALL患者血清中IL-6的水平在CD19/CD20双特异性T细胞注射后1天高度升高,仅在3级神经毒性发生之前(未发表的数据)。此外,国家癌症研究所(NCI)已经观察到,tocilizumab治疗导致了一组接受CAR-T细胞的患者发生了神经毒性,这应该归因于tocilizumab对IL-6受体介导的清除而引起的IL-6水平暂时升高。简而言之,Gust团队的这项研究为“CAR-T细胞相关的神经毒性”提供了第一个详细的临床病理观察,并且需要在其他的CAR-T细胞试验中得到确认。

CAR-T细胞治疗相关的

CRS和神经毒性的危险因素

值得注意的是,正如在ROCKET试验中所观察到的那样,具有所有这些因素或几乎所有这些因素的患者可能处于严重CRS和/或神经毒性的极高风险中。

基于上述分析,CRS和神经毒性不应该被认为是两个完全不相关的不良事件,应该是由于CAR-T细胞或非CAR-T细胞的过度免疫激活引起的重叠的脱靶毒性。虽然神经毒性可以单独在少数患者中发生,但神经毒性的严重程度主要与CRS的严重程度有关,两者都与增强的CAR-T细胞扩增有关。任何可以增加体内CAR-T细胞数量的因素,包括高疾病负担、高CAR-T输注剂量、高强度的淋巴清除方案,以及一些患者的特征,包括预先存在的内皮细胞活化,严重的血小板减少都可能增加CRS和/或神经毒性的风险(如下图)。

CRS和神经毒性的危险因素。疾病负担和CAR-T细胞的输注剂量对体内CAR-T细胞的扩增具有直接影响。增强的体内CAR-T细胞扩增能力还与氟达拉滨的高强度淋巴耗尽相关,其可导致更大程度的淋巴细胞消耗,并防止anti-CAR免疫应答。IL-15(可以改善T细胞活化和功能的细胞因子之一)的水平由于更大程度的淋巴细胞消耗而升高。预先存在内皮细胞激活的患者倾向于经历严重的CRS和/或神经毒性。活化的内皮细胞释放的VWF可以结合激活的内皮细胞和sequesters platelets。另一种内皮细胞活化生物标志物Ang-2可以促进毛细血管渗漏。此外,激活的内皮细胞是CRS中IL-6的关键来源,分泌IL-6可以进一步促进内皮细胞激活,增加CRS和/或神经毒性的风险。(图片来源 biomarkerres)

疾病负担

疾病负担与体内CAR-T细胞的扩增高峰有关,这应该是疾病负担对CRS和神经毒性的发生以及严重程度的潜在机制。在CAR-T细胞输注之后,疾病负担一直是CRS的一致风险因素,而且在CAR-T细胞治疗血液恶性肿瘤的多个临床试验中已经注意到CRS的严重程度与疾病负担之间的强相关性。在CART-20细胞治疗B-NHL的I期临床试验中,我们观察到,最大直径大于5cm或超过3个病灶的患者具有更高的CRS风险。此外,疾病负担与神经毒性之间的关联也已经由多项研究报道。例如,Memorial Sloan Kettering癌症中心(MSKCC)在JCAR015治疗B-ALL的试验中发现骨髓白血病幼稚细胞> 50%与严重神经毒性显著相关。因此,在疾病负担较重的情况下,采用化疗或放疗清除淋巴细胞的方案,减轻疾病负担,是控制CAR-T细胞毒性风险中不可缺少的部分。目前,一种旨在减少疾病负担,同时也影响预处理方案的cytoreductive化疗方案已经被我们和其他小组作为CAR-T细胞临床试验协议的一个不可缺少的部分。

此外,对于高疾病负担的患者应使用较低的CAR-T细胞剂量。Fred Hutchinson癌症研究中心(FHCRC)组在JCAR014治疗B-ALL的试验中成功实施了“风险分层的CAR-T细胞给药”策略,其中高疾病负担(骨髓白血病幼稚细胞> 20%)患者的神经毒性发生率降低,而疾病反应不受影响。通过调整CAR-T细胞剂量在B-ALL的治疗中似乎是可行的,但这可能会降低在其他肿瘤中的反应,因此如果需要可以作为替代方案提出。总之,治疗疾病负担高的患者,在CAR-T细胞输注之前,减轻疾病负担是一个挑战。

CAR-T细胞的输注剂量

虽然CAR-T细胞的输注剂量与发生CRS和/或神经毒性的严重程度之间没有明确的剂量—毒性关系,但已有研究人员观察到输注的CAR-T细胞剂量实际上会影响CRS和/或神经毒性的严重程度。

在上述的133名接受淋巴细胞消耗化疗的患者和3个剂量水平JCAR014(2×10^5、2×10^6或2×10^7 JCAR014细胞/kg)的试验中,接受2×10^7 JCAR014细胞/kg剂量水平的队列中,7例患者中有6例经历了≥4级神经毒性。而接受2×10^6 JCAR014细胞/kg剂量水平的队列中,79例患者中仅有1例经历了≥4级神经毒性。

CAR-T细胞的输注剂量对毒性严重程度的显著影响突出了在测试新的CAR-T细胞产品时剂量递增设计的必要性。

氟达拉滨—高强度淋巴细胞清除

Turtle和他的同事曾经报告过,环磷酰胺(Cy)加氟达拉滨(Flu)在淋巴细胞的清除中增强了体内CAR-T细胞的扩增,这可能是导致更大程度的淋巴细胞损耗和延迟或阻止anti-CAR免疫反应的原因。

更大程度的淋巴细胞减少可导致体内稳态细胞因子水平增加,包括IL-15,支持T细胞增殖和增强T细胞功能的细胞因子之一。在此之前,Kochenderfe等人已经报告过:所有22位患者在化疗清除淋巴细胞后血清IL-15水平升高,并且与体内CAR-T细胞的峰值水平强烈相关,与神经毒性也相关。与Kochenderfe所报道的相似,Gilbert也证明,在II期ROCKET试验中,JCAR015观察到早期和快速的CAR-T细胞扩增和IL-15水平升高是导致脑水肿高发生率的主要原因此外,他指出,CAR-T细胞的早期和快速扩增似乎与较高水平的IL-15相关,由于Flu和Cy的联合使用,在开始CAR-T细胞输注前,就导致了IL-15的增加。总之,在任何给定的CAR-T细胞剂量下,使用氟达拉滨(Flu)会增加CRS和神经毒性的风险并不奇怪,正如FHCRC研究者在133名接受JCAR014输注的淋巴清除治疗的较大队列中观察到的那样。

预先存在的内皮激活

如上所述,在输注CAR-T细胞之前具有内皮激活的患者发生严重CRS和/或神经毒性的风险较高,表明先前存在的内皮激活可能是以前未被认识到的严重CRS和/或神经毒性的风险因素。值得注意的是,淋巴细胞化疗之前的严重血小板减少症与发生CRS的风险较高有关。

MSKCC团队的研究表明,血小板减少(血小板<60)与严重的神经毒性显著相关。这些发现意味着严重血小板减少症患者可能倾向于内皮激活,因为血小板是内皮细胞因子Ang-1的少数来源之一。因此,建议在CAR-T细胞输注前后仔细检查VWF、Ang-2等内皮激活标志物,这对于CAR-T细胞治疗期间的临床处理是有意义的。与此同时,仍需要更多的研究来进一步探索预先存在的内皮激活与CRS和/或神经毒性的高风险之间的关联。

其他风险因素

先前存在的神经系统并发症可能是神经毒性的风险因素。此外,年轻患者和未经严重预处理的患者的神经毒性更频繁;而这一现象的一个合理的原因可能是这些患者的CAR-T细胞扩增能力并没有受到影响。

CAR-T细胞治疗相关的

CRS和神经毒性的预测生物标志物

目前正在进行的一个研究领域是细胞因子谱或血清标志物的早期变化是否可用于预测CRS和/或神经毒性的严重程度,以指导预防性抗细胞因子定向治疗。

由于CRS的自然特征是显著的全身性炎症和炎性细胞因子的升高,因此血清细胞因子水平充当生物标志物似乎是合理的。而且,目前已有多个研究机构证明了,CAR-T细胞输注后血清细胞因子水平与CRS严重程度呈正相关。最近,Teachey及其同事的一项公开研究,表明他们可以用包括三种细胞因子在内的前瞻性选择逻辑回归模型来准确预测哪些患者会经历严重CRS。特别是针对儿科患者,在CAR-T细胞输注的72小时内,基于对IFN-γ、IL-13、MIP1α浓度评估的建模分析高度准确,其中灵敏度为100%,特异性为96%,并且在12名儿科患者的独立队列中进行了验证。

此项研究表明,CRS的最佳预测生物标志物必须满足以下要求:

(1) 显著的关系是不够的;它必须能够以高灵敏度和特异性预测严重CRS的发生。例如,CRP和铁蛋白与CRS相关,但这两种生物标志物都不能预测严重CRS的发生

(2) 细胞因子的评估必须尽早;72小时的时间太长了,因为严重的CRS可能在CAR-T细胞输注后24-72小时内发生在一部分患者中。与Teachey及其同事建立的模型相比较,FHCRC的研究人员已经开发了一种更简单、更及时的分类树模型,包括用于早期识别≥4级CRS高危患者的发烧和单一细胞因子,CAR-T输注36小时内发热温度≥38.9°C的患者,血清MCP-1检测可获得最佳的敏感性和特异性;此外,在CAR-T细胞输注后的前36小时,通过IL-6≥16pg/mL的组合,该算法可以用作≥4级神经毒性的预测生物标志物,灵敏度为100%,特异性为94%。(接受CAR-T细胞治疗后,如果患者的体温达到38.9℃,并且MCP-1或IL-6含量偏高含量偏高,则患者可能会出现威胁生命危险的副作用)

值得注意的是,来自MSKCC的研究已经证实,可以将患者的一些基线特征作为重度神经毒性的预测生物标志物,并且具有95%的敏感性和70%的特异性,包括基线血小板水平<60或平均红细胞血红蛋白浓度> 33.2%和形态疾病(> 5%幼稚细胞)。但目前还不清楚这些预测模型是否可推广,需要进一步的研究证实。而且,目前大多数临床医院无法很容易的获得MCP-1、MIP1α等细胞因子检测方法,因此,使用临床参数的组合建模可能在实践中能够得到更广泛的应用。

如何减少与CAR-T细胞

治疗相关的CRS和神经毒性

减少CRS和/或神经毒性的策略分为两类:一种是旨在减轻严重毒性发生的预防策略,另一种是,一旦与CAR-T细胞相关的致命毒性发生时,将毒性降至最低的补救策略。

基于上述风险因素,预防策略主要包括在患者接受CAR-T细胞输注前,通过化疗降低肿瘤负担,并降低高肿瘤负担患者的CAR-T细胞剂量,尤其是B-ALL患者。更重要的是,通过密切监测预测性生物标志物,对高危患者进行早期干预。目前,在CAR-T细胞治疗后发生严重或威胁生命的CRS的治疗中,推荐静脉注射tocilizumab(托珠单抗) 8 mg/kg(每次输注的最大剂量不超过800 mg)。这个建议也可能适用于早期CRS的干预,来自西雅图的团队观察到,在不影响CAR-T细胞治疗的情况下,早期tocilizumab(托珠单抗)±dexamethasone(地塞米松)的干预似乎降低了严重CRS的发生率。

值得注意的是,在2017美国血液学会年(ASH)年会上,Locke博士和其同事已经提出,在ZUMA-1的安全性扩充队列中,KTE-C19输注后第2天,第0天每天两次施用750mg levetiracetam(左乙拉西坦),预防性的输注8mg / kg tocilizumab,降低了严重CRS的发生率,但对神经毒性的管理并没有多大影响,为预防tocilizumab减轻严重CRS的发生提供了初步的佐证。然而,预防性或早期的tocilizumab似乎对神经毒性没有什么作用,强调了开发预防性治疗,而非tocilizumab(托珠单抗)治疗神经毒性的必要性。

补救策略中最好的例子是在CAR-T细胞中增加“自杀”或“消除”基因,使得在发生严重毒性的情况下选择性消耗CAR-T细胞。其中诱导性半胱天冬酶-9(iCasp9)酶被激活,可导致暴露于合成二聚化药物AP1903时表达其的T细胞快速死亡,目前,评估iCasp9修饰的CAR-T细胞的几个临床试验正在招募患者(NCT02274584和NCT02414269)。然而,二聚化药物AP1903/Rimiducid在中国是不可获得的,这可能限制了这种自杀系统在CAR-T细胞中的广泛使用。另外,当转导的细胞被工程化以表达靶向的细胞表面抗原例如tEGFR或RQR8(结合CD34和CD20抗原的靶标)的抗体时,这种选择性的消耗也可以通过临床批准的治疗性抗体(西妥昔单抗或利妥昔单抗)来调节。其中,Juno公司已经在其anti-CD19 CAR-T细胞产品中(包括JCAR014和JCAR017)使用了tEGFR,而RQR8也已被Celletics公司并入其通用anti-CD19 CAR-T细胞产品中。尽管如此,但令人担忧的是,在严重毒性的情况下,这种通过抗体依赖性细胞毒性的细胞消融是否能够迅速开始是个问题。

结论

CRS和神经毒性是CAR-T细胞治疗的两种可能危及生命的并发症,并且已有越来越多的临床研究支持这两种毒性都与增强的体内CAR-T细胞扩增有关,表明这两种发病机制不同的临床综合征是交织在一起的。内皮细胞活化从根本上扩大了我们对CRS和神经毒性的理解。一些简单且及时的预测性生物标志物,例如发烧和MCP-1的组合,对CRS和/或神经毒性高风险的患者具有早期干预的意义,但是仍需要在进一步的临床研究中确认。高危患者的最佳抢先治疗是未知的。预防性或早期的tocilizumab治疗似乎有助于CRS的管理;内皮细胞稳定剂可能对神经毒性有效。为了确定这些早期干预是否会影响CAR-T细胞的抗肿瘤活性,系统研究是必要的,进一步阐明这两种毒性的病理特征,鉴定相关的生物标志物,并优化这些综合征的治疗策略,对CAR-T细胞治疗的安全性是非常有意义的。

参考出处:

https://biomarkerres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40364-018-0116-0

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