CAR-T細胞療法の適用で遭遇する課題と困難

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キメラ抗原受容体T細胞（キメラ抗原受容体T細胞、CAR-T）免疫療法は、キメラ抗原受容体（キメラ抗原受容体）を発現するように患者または同種異系ドナーから単離されたT細胞を遺伝子操作することです。 受容体、CAR）、腫瘍細胞を特異的に認識して殺す養子細胞療法。 CAR-Tは、近年の癌免疫療法の分野における主要なブレークスルーの1つです。 血液悪性腫瘍の治療に大きな利点があり、幅広い開発の見通しがあります。 現在、CAR-T細胞療法も大きな課題に直面しています。 次のコンテンツでは、CAR-T細胞療法が直面する課題を理解し、制限につながるメカニズムを特定し、これらの障害を克服して、CAR-T細胞がその潜在能力をより発揮し、治療戦略を最適化し、患者の転帰を改善できるようにします。 CAR-T細胞療法の有効性に影響を与えることがわかっているいくつかの重要な要因には、CAR-T細胞の製造、毒性副作用の管理、および薬剤耐性の再発が含まれます。

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1CAR-Tセル製造における問題

CAR-T細胞の製造が直面する課題には、T細胞の獲得、分離とスクリーニング、形質導入、培養の拡大、初期のT細胞表現型の選択などの複数のリンクが含まれます。 各リンクのメソッドを最適化することにより、CAR-T細胞製品は、より高い臨床効果とより毒性の少ない副作用で実現できます。 現在、FDAによって承認されたCAR-T細胞はすべて自家であり、同種異系拒絶反応や移植片対宿主病（GVHD）のリスクはありませんが、入手が困難であり、細胞の質が入手できないことがよくあります。 。 保証します。 健康なドナーからの細胞を使用してCAR-​​T製品を製造することは、低品質のCAR-T細胞源の問題に対する1つの解決策です。 初期の臨床研究は、GVHDのリスクが低い同種異系移植後の疾患再発患者にドナー由来のCAR-T細胞を使用することの実現可能性を示しています。 さらに、ドナー由来のT細胞は、ユニバーサルCAR-T製品の開発を促進します。これは、不十分なCAR-T細胞源、低品質、および長い生産サイクルという既存の問題を克服するために非常に重要ですが、追加の遺伝子改変が必要です。免疫拒絶反応とGVHDのリスクを減らすため。 さらに、CAR構造には外因性の配列が含まれていることがよくあります。 調製が難しいため、CAR-T細胞のほとんどのscFvはマウス由来であり、免疫原性があります。 scFvに対するヒト抗マウス抗体は、治療を受けた患者で検出されています。

研究によると、CAR-T細胞産物の初期T細胞表現型は、その後の臨床反応において重要な役割を果たしています。 中央記憶T細胞、幹様記憶T細胞、前駆体T細胞などの特定のT細胞表現型は、CAR-T細胞の増殖能力と持続性を改善する可能性があります。 CLL患者を対象としたCD19-を標的としたCAR-T細胞療法の研究では、応答者のCAR-T細胞集団は、非応答者と比較して豊富なメモリーT細胞関連遺伝子発現を示しました。 別の研究チームは、薬物調節システムまたはダサチニブを介してCARタンパク質のダウンレギュレーションを強制することにより、CARタンパク質を静止状態に誘導し、それによって記憶のような表現型を取得し、消耗したCAR-T細胞の表現型と転写特性を正常に逆転させました。 、そしてCAR-​​T細胞の抗腫瘍機能を回復します。

さらに、CAR-T細胞の注入のタイミングも治療反応に重要な影響を及ぼします。 技術の最適化によりCAR-T細胞の生産サイクルを短縮することにより、患者さんの病気の遅延を減らし、より多くの患者さんに利益をもたらすことが期待されています。 さらに、CAR構造をコードする遺伝子は通常、レトロウイルスまたはレンチウイルスによってT細胞に形質導入されますが、トランスポゾンシステムの開発により、CAR-T細胞の産生にウイルスベクターの代わりにトランスポゾンを使用する方が経済的です。 現在、Sleeping Beautyトランスポゾンシステムは、CD19-を標的としたCAR-T細胞の製造に適用されています。

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2CAR-T細胞療法の毒性と副作用

CD 19-を標的としたCAR-T細胞で治療されたほぼすべての患者は、サイトカイン放出症候群（CRS）や免疫エフェクター関連神経毒性症候群（ICANS）など、さまざまな程度の毒性副作用を発症しました。後者は神経毒性としても知られています。副作用。 American Society for Transplantation and Cellular Therapy（ASTCT）は、CAR-T毒性の管理と治療に重要な指針となる、CRSとICANSの標準化された評価基準を作成して公開しました。

CRSの臨床症状はしばしば発熱から始まり、重症の場合は全身性炎症反応、低血圧、低酸素症、臓器不全につながる可能性があります。 ICANSは主に中毒性脳症として現れ、重症の場合は発作、脳浮腫、昏睡につながる可能性があります。 ICANSの患者のほとんどはCRSの病歴があり、CRSがICANSの開始因子または促進因子として作用する可能性があることを示唆しています。 CRSとICANSの初期症状を検出して効果的に介入できれば、両方の臨床経過は可逆的ですが、重度のCRSとICANSは致命的となる可能性があります。 CRSとICANSの病態生理学的メカニズムを理解することは、CAR-T細胞の抗腫瘍活性を可能な限り維持することに基づいて、CAR-T細胞の毒性を抑制する標的薬の開発に役立ちます。 CRSはさまざまなサイトカインのレベルの上昇に関連しており、その中でIL-6はCRSを媒介する重要な免疫分子です。 IL -6受容体を遮断するトシリズマブは、現在CRSの主な治療法です。 前臨床試験では、CRSはCAR-T細胞と宿主細胞の多細胞ネットワークによって引き起こされ、単球-マクロファージシステムが活性化プロセスの中心的な役割を果たしていることが示されています。 IL -1は、単球-マクロファージ系の主要なサイトカイン産物の1つであり、CRSの駆動リンクに関与している可能性があり、この標的をブロックすることはCRSの緩和に効果的です。 TNF、インターフェロン-（IFN-）、顆粒球/マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）、およびその他の炎症誘発性サイトカインも、潜在的な標的となる可能性のあるCRSのプロセスに関与しています。 現在、低悪性度のCRSは主に解熱療法と支持療法で治療されており、感染症などの発熱につながる可能性のあるその他の合併症は積極的に予防されています。 中等度から重度のCRSの場合、一般的にトシリズマブが使用され、患者の状態に応じて補助療法としてステロイドが選択的に使用され、その効果はより顕著です。 重度のCRS患者の場合、ステロイドは一般に、CAR-T細胞やその他の「バイスタンダー」細胞の増殖とサイトカイン分泌を阻害するために使用されます。 ステロイドは大量に使用することはできず、免疫系に対するそれらの阻害効果は、CAR-Tの有効性の低下につながることに注意する必要があります。 ルキソリチニブやイブルチニブなどの一部の小分子阻害剤は、さまざまなサイトカインの産生とシグナル伝達を広範囲に阻害し、複数の標的に結合して、CAR-T細胞の免疫機能を調節し、副作用を軽減します。

ICANSのメカニズムは、中枢神経系におけるCAR-T細胞と炎症性サイトカインの蓄積に関連している可能性があります。 前臨床試験では、脳脊髄液中のCAR-T細胞の数と、サイトカインのレベルおよびICANSの重症度との間に相関関係があることが観察されています。 CD 19-を標的としたCAR-T療法におけるICANSの発生率は、CD 22-を標的としたCAR-T細胞療法よりも高く、これはCD19がヒトの脳内側壁細胞で発現しているためと考えられます。 ICANS患者の臨床治療法はステロイドを投与することであり、CAR-Tの有効性と重篤な免疫抑制への影響を避けるために、投与量は最低にする必要があります。 トシリズマブはCRSの治療で良好な結果を達成しましたが、ICANSに対するその効果は非常に限られており、血液脳関門を通過するのが困難であることに関連している可能性があります。

毒性の副作用は現在、CAR-Tの有効性を制限する重要な要因であり、CAR-T細胞の用量を増やすか、エフェクター活性を高めることにより、CAR-T細胞の抗腫瘍効果の増強を妨げています。 高い腫瘍負荷、高齢、および高強度のリンパ球枯渇プレコンディショニングは、免疫毒性の副作用の発生に関連していると考えられています。 治療症例の増加と追跡期間の延長に伴い、血球貪食性リンパ組織球症/マクロファージ活性化症候群のような毒性、B細胞再生不良性貧血関連の免疫機能障害などのより毒性のある副作用が現れました。脳浮腫など。既存の研究では、誘導性カスパーゼ-9や単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼなどの自殺遺伝子をCARに追加することは、CAR-Tの細胞毒性副作用を軽減するための可能な方法であることがわかっています。 CAR-T細胞の不可逆的なクリアランスを引き起こし、抵抗を減らします。 腫瘍の有効性。

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3CAR-T細胞療法後の薬剤耐性の再発

CAR-T細胞は血液悪性腫瘍の治療において大きな進歩を遂げましたが、CD 19-を標的としたCAR-T細胞療法を受けている患者では、薬剤耐性の再発率は30％から50％と高く、ほとんどの場合再発の内、治療後12年で発生します。 1か月以内に。 ただし、この種の再発はCD19ターゲットだけのものではなく、CD22やBCMAなどの他のターゲットに関する関連研究でも、薬剤耐性の再発がCAR-T細胞療法が一般的に直面する主要な課題であることが証明されています。 現在、再発イベントは通常、抗原陰性の再発と抗原陽性の再発に分けられます。

抗原陰性再発の主なメカニズムは、抗原の喪失です。 現在認識されている抗原喪失のメカニズムには、スプライシング変異、エピトープ潜在性、および標的エピトープの喪失による細胞系統の変化が含まれます。 しかし、抗原が完全に失われていなくても、免疫調節による抗原の発現または密度の低下は、腫瘍細胞を逃がすのに十分です。 CD 22-を標的としたCAR-T細胞を使用して白血病患者を治療する臨床試験では、陽性抗原を有する白血病患者が再発することがわかり、CAR-T細胞活性の維持が最小抗原発現閾値に到達する必要があることが示唆されました。 コンビナトリアル多分子標的CAR-T細胞は、抗原喪失またはダウンレギュレーションメカニズムからの腫瘍細胞の脱出を克服することが期待されています。 CD 19-を標的としたCRA-T細胞療法後に再発した患者にとって、CD22は理想的な標的です。これは、ほとんどのCD19-陰性患者がCD22発現に対して陽性のままであるためです。 臨床試験では、CD22を標的とするCAR-T細胞は、CD 19-陰性B細胞リンパ腫および再発性白血病の患者の治療に有効でしたが、連続免疫療法の過程で、腫瘍細胞によるCD22の発現も見られました。 したがって、CD19とCD22を同時に標的とするCAR-T細胞の開発は、薬剤耐性を克服する上でより大きな可能性を秘めている可能性があります。 標的抗原の選択に加えて、免疫シナプスの形成と標的細胞の死滅におけるCAR-Tの正確なメカニズムにも注意を払う必要があります。 天然TCRは低密度レベルで抗原を認識でき、CARと天然TCRの構造の違いにより、抗原認識密度の要件に違いが生じる可能性があると推測されます。

すべての再発患者がCD19陰性であるとは限らないことは注目に値します。これは、抗原の喪失と腫瘍細胞の脱出に加えて、CAR-T耐性につながる他の要因があることも示しています。 抗原陽性の再発の主な原因はCAR-T細胞の枯渇であり、これは高レベルの抗原への長期曝露による自己機能の低下につながります。 CAR-T細胞の抗原非依存性シグナル伝達は細胞の枯渇と密接に関連していると一般に考えられており、高い腫瘍量も枯渇につながる重要な要因です。 CAR-T細胞と組み合わせた免疫チェックポイント阻害技術は、CAR-T細胞の消耗を克服し、エフェクターと持続性を強化する上で有望です。 IL -7受容体とCARの共発現は、「バイスタンダー」細胞の刺激を回避し、CAR-T細胞の増殖能、抗腫瘍活性、持続性を改善することができます。 CAR-T細胞のCAR構造には、免疫原性であり、体液性および細胞性抗CAR免疫を誘導する可能性のある非自己成分が含まれているため、有効性が制限され、CAR-T細胞の増殖能と持続性に影響を及ぼします。 研究によると、DLBCL患者の5％とB-ALL患者の36.7％が、CAR-T細胞の注入後に抗CAR抗体のレベルが上昇していることが示されています。 シクロホスファミドまたはフルダラビンの前処理は、抗CAR細胞性免疫の程度を低下させる重要な要因であると考えられています。 ヒト化CAR-T製品の開発は、この問題を解決するための効果的な手段であり、臨床試験で再発/難治性のB-ALLで永続的な有効性を示しています。 CAR構造の共刺激ドメインは、CAR-T細胞の持続性にも影響を及ぼします。 一般に、4-1 BB共刺激ドメインと比較して、CD 28-由来のCARは耐久性が低く、消耗しやすいと考えられています。 一方、4-1 BB共刺激ドメインを含むCAR-T細胞は、抗アポトーシスタンパク質BCL -2およびBCL-XLのレベルが高く、記憶表現型T細胞の形成を促進するメカニズムがある可能性があります。 現在臨床試験で行われている改善には、CAR-T細胞を活性化するための人工抗原提示細胞の使用、CAR-T表現型の調節、および免疫チェックポイント分子の複合阻害が含まれます。 結果は楽しみにしています。

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