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[ASH2016]细胞及疫苗免疫疗法在多发性骨髓瘤中的研究进展

异基因造血干细胞移植和供者淋巴细胞输注能诱导多发性骨髓瘤(MM)患者的移植物抗骨髓瘤免疫效应,从而使患者获得长期生存,但其疗效的局限性和相关毒性限制了其在临床上的广泛应用。因此,目前正在寻求更有效的细胞免疫疗法和疫苗疗法,以诱导更特异、更稳定和更有效的抗骨髓瘤免疫应答反应,同时降低治疗相关的风险。随着分子生物学、基础免疫学和应用免疫学的发展,催生了一系列极具前景的MM治疗方法,如抗原特异性的嵌合受体和骨髓瘤特异性表位的靶向T细胞受体等修饰T细胞、疫苗致敏并体外扩增自体T细胞、扩增骨髓浸润的淋巴细胞及浆细胞、树突状细胞融合疫苗等。这些新兴的治疗方案与免疫调节制剂、程序性死亡受体1(PD-1)T细胞调节通路抑制剂结合,有望改善MM患者的治疗效果。介绍第58届美国血液学会(ASH)年会报道的关于细胞和疫苗免疫疗法在MM治疗中的相关信息,并探讨了将这些疗法与现有的治疗方案整合治疗MM的可行性。


一、细胞免疫疗法


1.  造血干细胞移植(HSCT)


自体造血干细胞移植(auto-HSCT)和异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)目前已广泛用于骨髓瘤的治疗。与连续的标准化治疗方案相比,初始治疗后给予大剂量的美法仑联合auto-HSCT能够显著提高患者的总体生存(OS)率。因此,如果条件允许,auto-HSCT仍是一线标准治疗方案。而allo-HSCT由于风险高,不能获得稳定的OS,目前仅限用于高危因素的患者。研究表明,自体移植物的淋巴细胞含量与移植后患者循环中的淋巴细胞计数高度相关,而后者可延长患者的无进展生存(PFS)和OS时间;无论auto-HSCT还是allo-HSCT,出现骨髓瘤特异性免疫反应均提示更好的疗效和预后。以上结果表明,移植后阶段是刺激抗骨髓瘤免疫的一个机会窗口。因此,HSCT可以作为细胞和疫苗治疗的一个平台。


2.  供者淋巴细胞输注(DLI)


研究报道,在allo-HSCT后,DLI的临床反应为异基因细胞免疫治疗提供了直接证据。用CD34筛选的移植物进行allo-HSCT,随后行低剂量DLI可诱导抗骨髓瘤免疫,同时避免移植物抗宿主病(GVHD)的风险。目前正在进行的一个临床试验通过选择性扩增和输注特异性针对WT1肿瘤抗原的供体T细胞来加强DLI的特异性和有效性。


3.  NK细胞


NK细胞是一类大颗粒淋巴细胞,能直接杀死被转化或感染的细胞,并通过抗原非依赖途径刺激免疫系统的其他成分。NK细胞活性由靶细胞产生的一个复杂的激活和抑制信号的相互作用所调节。关键的激活因素是主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类下调(即"丧失自我" )。目前MM治疗方案中的免疫调节类药物(如沙利度胺及其类似物)以及最近批准的单克隆抗体elotuzumab,均可部分增强内源性NK细胞的功能。为了用于临床细胞治疗,可人工修饰抗原提呈细胞(APC),使其表达可选择性扩增NK细胞的配体和细胞因子,然后与自体或异基因NK细胞体外共培养和扩增。


Szmania等最近报道了8例难治高危MM患者的治疗结果,他们均接受了体外扩增后的自体或半相合异基因NK细胞的移植。结果显示,输入的NK细胞在体内增殖显著,但是没有明确的抗骨髓瘤反应。此后,他们用这种方法继续研究了难治性和无症状的MM患者。研究表明,MM患者内源性NK细胞的功能失调,而通过人类白细胞抗原(HLA)配型预测NK细胞同种异体反应性的方法可以选择供体,因此,异基因来源的NK细胞可能比自体来源的更有前景。从脐带血库即可获得异基因NK细胞,目前一项关于auto-HSCT后输注扩增后的脐带血来源NK细胞的研究正在进行中。由于NK细胞在体内停留的时间相对短暂,因此将它们与其他方案联合应用更能提高和延长其疗效。


4.  活化的骨髓浸润淋巴细胞(MIL)


前期研究发现,在单克隆丙种球蛋白病患者的骨髓中可以识别出与肿瘤性浆细胞发生反应的T细胞。处于MM活动期的患者骨髓中也可观察到骨髓瘤特异性T细胞,但只有在进一步体外活化和扩增条件下才能观察到细胞增殖和细胞因子产物。根据这些研究结果,目前已设计了MM细胞疗法的临床试验,即MM患者骨髓来源的T细胞在体外活化和扩增后重新回输到体内。该策略与首先用于肿瘤浸润淋巴细胞治疗黑色素瘤的方法相似。肿瘤浸润性淋巴细胞治疗黑色素瘤可诱导持久的临床缓解,具有良好的潜力。MIL富含长期记忆T细胞表型且高表达CXCR4,因此特别适合用于免疫治疗,有望提高治疗骨髓瘤的疗效。


目前已经有2个评估MIL治疗的临床试验,1个已完成,另1个正在进行中,其中激活、扩增的MIL于auto-HSCT后第3天输注。第1项研究中包含了25例患者,结果证实该疗法可刺激骨髓瘤特异性免疫应答,且至少能持续到移植1年后,取得了显著的临床疗效。正在进行的研究是一项随机试验,将评价MIL对PFS和骨髓瘤特异性免疫反应的具体作用。体外扩增技术是指用抗CD3和抗CD28抗体磁珠与MIL共刺激培养的方法。这项技术最初用于人类免疫缺陷病毒(HIV)感染患者和癌症患者auto-HSCT后免疫重建并得到评估。该方法以及其他体外扩增技术为T细胞免疫疗法奠定了关键性基础。


5.  基因修饰T细胞


前述的MIL方法依赖于内源性T细胞。这种方法的局限性在于癌抗原往往是自身抗原,而胸腺很少选择对自身抗原有高亲和力的T细胞。即使存在肿瘤特异性新抗原或睾丸癌抗原,这些抗原特异性T细胞的比例仍然很低,因而不能产生有效的免疫应答反应,当肿瘤负荷量大时尤其如此。而基因修饰淋巴细胞技术通过对大量多克隆T细胞进行基因遗传修饰,可人为特异性选择单一抗原,从而克服上述障碍。此外,还通过在基因中插入共受体或调节元件,一旦抗原识别即可增强T细胞活性,用以克服肿瘤微环境中抑制T细胞反应的机制。gamma反转录病毒或慢病毒来源的反转录病毒载体是目前转基因T细胞肿瘤免疫治疗临床试验中最常用的载体。对10年前接受反转录病毒转染T细胞治疗HIV的患者进行随访显示,该方法具有长期安全性。近年来及目前进行的临床试验中,以下2种方法已用于针对肿瘤特异性抗原进行基因修饰,且均在MM治疗中得到评估。


转导T细胞受体(TCR)


是用针对肿瘤特异性抗原的TCR转导T细胞。该方法可用于靶向定位胞内和细胞表面的抗原。但该TCR仅限于有特异性HLA单倍体的患者。


嵌合抗原受体(CAR)


即应用嵌合性受体转导T细胞。嵌合性受体由胞外部分和胞内部分组成,其中胞外部分可直接绑定癌细胞表面靶目标,胞内部分则含有控制T细胞活化的信号区域。细胞外抗原结合区通常来自于mAb的可变区,细胞内的成分通常包括CD3-ζ信号域,并与来自CD28或4-1BB的共刺激受体信号域串联。与TCR不同的是,CAR不是HLA限制性的,他们通常只用于靶向细胞表面蛋白。TCR或CAR转导T细胞都是很有前景的肿瘤细胞免疫疗法。在血液系统恶性肿瘤,抗CD19 CAR-T细胞对难治性B细胞恶性肿瘤患者可以产生较好的早期疗效。最近已完成和正在进行的临床试验已显示该技术在MM的应用价值。


亲和力增强TCR抗食管鳞状细胞癌抗原(NY-ESO-1)与黑素瘤相关抗原3(MAGE-A3)


在MM和其他肿瘤中,肿瘤-睾丸抗原能够上调NY-ESO-1和MAGE-A3。该方法是基于癌症患者中野生型TCR的亲和性增强,可对抗NY-ESO-1和MAGE-A3。自体T细胞用编码TCR的慢病毒载体转染,并用抗-CD3/抗-CD28磁珠进行体外增殖,并在auto-HSCT不久后输注。该研究使用大剂量美法仑作为去淋巴细胞的预处理化疗,以刺激产生细胞因子促进回输的T细胞增殖。基于allo-HSCT的经验,这个实验设计同时也表明,细胞免疫疗法在低疾病负荷时最有效,尽管后续应用抗CD19 CAR-T细胞研究急性淋巴细胞白血病(ALL)与慢性淋巴细胞白血病(CLL)的结果亦证实,基因修饰T细胞能诱导高负荷难治性疾病患者达到缓解。


另在一个小的单组研究中发现,联合auto-HSCT不能确定亲和力增强的TCR是否产生直接的抗骨髓瘤效应。在接受NY-ESO-1特异性TCR的患者中,疾病进展期仍能在体内检测到修饰T细胞,且骨髓瘤细胞内NY-ESO-1表达下调,提示修饰性T细胞产生了选择性压力。皮肤和胃肠道的自体GVHD出现在该研究20例患者的3例中,这是移植后活化T细胞的输注效应,并非TCR的非靶效应。目前正在进行的一项Ⅰ~Ⅱ期研究正在评估NY-ESO-1特异性TCR在复发难治性MM中的治疗价值。


针对MAGE-A3特异性TCR的研究在2例患者(1例MM患者、1例黑色素瘤患者)发生致命性心脏毒性后已经停止。该事件是由于TCR抗肌联蛋白(一种心肌细胞中表达的蛋白)的交叉反应所致。尽管之前有关MAGE-A3疫苗的研究显示安全性良好,但是这种毒力依然很强,提示基因增强细胞疗法比其他抗原特异性免疫治疗方法,如疫苗与单克隆抗体等,具有更大的疗效。对相关毒性进行评估可提高预测脱靶毒性的能力,有助于将来提高转基因TCR的安全性。


CAR-T细胞


B细胞成熟抗原(BCMA)是一种肿瘤坏死因子受体家族的细胞表面蛋白,是备受关注的细胞表面靶目标,几乎只表达在浆细胞上。除了CAR-T细胞,BCMA也作为抗体药物偶联物和双特异性抗体的靶目标。美国国立癌症研究院发表了抗BCMA CAR-T细胞临床前研究数据,并在2015年ASH年会展示了Ⅰ期临床试验的研究结果,显示了其对难治性患者的抗骨髓瘤效应。细胞因子释放综合征是类似感染性休克或巨噬细胞活化综合征的炎症反应,见于有抗骨髓瘤效应的患者,与抗CD19 CAR-T细胞治疗ALL、CLL和非霍奇金淋巴瘤(NHL)的报道相类似。


另外两个关于抗BCMA CAR-T细胞的临床试验正在进行,目前尚未报道结果。一个临床试验已开展抗CD19 CAR-T细胞联合auto-HSCT疗法研究。CD19通常并不表达于MM浆细胞上,但是一些证据提示,某些少见的具有肿瘤干细胞性质的骨髓瘤细胞表现为B细胞而非浆细胞表型,因此,在完成其他有效治疗后给予CD19靶向治疗可以有效阻止疾病进展。这项研究的早期结果已经在一个难治性骨髓瘤患者的个案报告中体现,该患者对auto-HSCT反应不佳,但在二次移植后给予抗CD19 CAR-T细胞输注后则产生了持久的完全缓解。


除CD19靶抗原外,在临床前和临床早期试验中还涉及其他CAR-T细胞靶标。靶向κ轻链、Lewis Y-抗原和NKG2D配体的CAR等目前正处于早期临床试验中。定向CS1的CAR相关试验可能即将开展。CS1是mAb疗法的一个有前景的靶标,疗效已经被证实。针对定向于CS1的CAR挑战是,CS1表达于一些活化的T细胞上,可能会增加细胞毒性。CD138和CD38也被认为是CAR靶标,但是上皮细胞也表达CD138,而其他重要的造血细胞也表达CD38,因而增加了脱靶毒性的可能性。


基因修饰T细胞的挑战


自体细胞免疫疗法的前提是患者需要产生特异性抗肿瘤效应,因而面临一些挑战。由于特异性的产生通常需要2~4周时间,在等待期间难治性骨髓瘤患者可能出现疾病进展。此外,患者的个体因素以及前期的治疗方案均可能影响用于特异性修饰的淋巴细胞组成和质量,进而又可能影响转基因产品的效力和毒性。通过采用健康的同种异体细胞制备转基因产品可以解决上述问题。异体来源的细胞疗法可以提前生产、冷冻保存和备用,从而消除等待期。另外,来自健康供体的细胞组成也更合理。异体来源的细胞容易导致GVHD和受者细胞排斥等问题,但通过基因修饰下调内源性TCR和MHC的表达可以减轻此类风险。


研究发现,CAR-T细胞在治疗其他恶性肿瘤时毒性和疗效密切相关,这一难点在美国国立癌症研究院发布的关于抗BCMA CAR-T细胞治疗MM的报告中同样有体现。除了转基因产物的不稳定性等因素,治疗时的疾病负荷也会影响体内T细胞增殖和毒性的强弱。未来的临床试验将会建立患者个体化模式,通过标志物检测、个体化剂量计算以及辅助治疗等手段来解决该问题。


二、疫苗疗法


应用肿瘤疫苗的目的是激发机体内源性免疫系统以杀灭恶性肿瘤细胞。研究表明,在MM治疗中,只有与其他具有免疫调节作用的药物联用才能使疫苗的作用最大化,此时疫苗可能会提高反应率或延长反应期。疫苗设计的关键在于抗原的选择及增强抗原提呈的机制。以下几类疫苗作为一种联合疗法均已被临床评估。


1.  树突状细胞(DC细胞)疫苗


DC细胞是免疫系统最强大的抗原提呈细胞,众多肿瘤疫苗的治疗策略都是通过DC细胞来放大肿瘤细胞的抗原提呈作用的。DC细胞提呈肿瘤抗原的作用可以通过体外肿瘤抗原刺激DC细胞分化、活化而放大,这也是美国食品药品监督管理局(FDA)批准的可用于前列腺癌的疫苗sipuleucel-T的作用原理。如果肿瘤细胞容易获取,其自身可以作为抗原的来源,刺激免疫系统对已知的肿瘤抗原、未知的抗原及患者特异性肿瘤抗原等多种抗原产生作用。一种刺激DC细胞提呈自身肿瘤细胞抗原的方法就是使DC细胞与肿瘤细胞融合。


一项Ⅱ期临床研究表明,auto-HSCT后使用骨髓瘤-DC细胞融合疫苗,可诱导体内产生骨髓瘤特异性CD4、CD8 T细胞免疫应答并使其更持久。另一项正在进行的临床试验则基于先前的结果进一步探讨融合疫苗与程序性死亡受体1(PD-1)抑制剂联用的效果。此外,一项多中心随机Ⅱ期临床试验正在评估自体干细胞移植后应用骨髓瘤-DC细胞融合疫苗和来那度胺联合维持治疗的疗效。


临床评估DC细胞疫苗治疗MM疗效的第二种途径,是用编码骨髓瘤抗原CT7、MAGE-A3及WT-1的信使RNA电转染朗格汉斯型DC细胞。临床前研究结果表明朗格汉斯型DC细胞比其他类型DC细胞能诱导更多的T细胞反应,且电转染信使RNA能刺激朗格汉斯型DC细胞的成熟和活化。在这项研究中,首先采集用于auto-HSCT的干细胞,分化出朗格汉斯型DC细胞并进行转染修饰,然后在移植后使用。目前仍未见该研究结果的报道。


2.  骨髓瘤细胞疫苗


由于粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)可以募集并激活DC细胞及其他类型抗原提呈细胞,因此目前正在探索用GM-CSF作为疫苗辅助剂的功效。近期美国FDA批准用于黑色素瘤治疗的talimogene laherparepvec(T-Vec)就是应用了该原理。T-Vec由单纯疱疹病毒被改良携带CM-CSF基因,用以放大抗原提呈作用及溶解肿瘤细胞的作用。将这种疫苗直接注射入肿瘤内,还能诱导远处未注射疫苗的肿瘤细胞退化,表明该疫苗能够诱导机体形成系统性抗肿瘤免疫力。


GVAX是一种疫苗平台,细胞经基因修饰后能表达GM-CSF。一项小型研究发现,对应用含来那度胺的治疗方案达到近完全缓解的MM患者联用骨髓瘤GVAX可以获得持续的无进展生存以及骨髓瘤特异性的免疫反应。


3.  疫苗及骨髓瘤源性蛋白或肽


目前已完成的两项临床试验探讨了HSCT后使用肿瘤睾丸抗原疫苗MAGE-A3的作用。在第一项临床试验中有27例患者使用了包含2个HLA-A2限制性表位(来源于携带GM-CSF的MAGE-A3),TLR3激动剂多Poly-ICLC以及佐剂的疫苗,将该疫苗与扩增后的自体T细胞联合输注,这是基于先前研究显示如果移植前收集自体T细胞并活化后将其在移植后重新回输,能够显著放大疫苗特异性免疫反应。这些试验观察到了预期的MAGE-A3特异性T细胞反应,但是确切结果尚需扩大样本进一步证实。第二项研究使用的是完全重组的MAGE-A3疫苗及另一种佐剂AS15。入组患者13例,进展期患者表现出了抗原特异性T细胞反应及无靶抗原表达缺失。这一现象提示疫苗可选择性抑制骨髓瘤细胞表达靶标。


此外,针对auto-HSCT后患者及高危冒烟型MM患者的临床试验正在进行。这些实验所用疫苗包含来自骨髓瘤抗原XBP1的HLA-A2限制肽、CD138及CS1与佐剂PVX-410。其中接受PVX-410的冒烟型MM患者体内能产生CD8+记忆T细胞反应;后续试验正在研究PVX-410与来那度胺联用的效果。


MM与其他成熟B细胞恶性肿瘤一样,可产生一种"独特型"特异克隆免疫球蛋白,而抗"独特型"蛋白免疫力可能会发挥临床治疗作用。抗"独特型"蛋白疫苗治疗NHL的一些研究已显示该蛋白疫苗有免疫原性及临床效益。一项正在进行的随机Ⅱ期临床试验中,MM患者在auto-HSCT后接受"独特型"蛋白与辅助性"钥孔血蓝蛋白" 、GM-CSF共轭疫苗的治疗。这项研究包括移植前预激和移植后输注自体T细胞,通过如前MAGE-A3、佐剂研究所涉及的方法,来增强抗"独特型"蛋白免疫反应。目前结果尚未公布。


三、结语


虽然针对MM细胞及疫苗免疫疗法仍需进一步研究,但目前相关的临床试验结果令人乐观。我们重点讨论了细胞疗法及疫苗疗法,但联合免疫治疗途径还存在很复杂的机制。评估联合疗法给临床试验设计提出了挑战。分析联合疗法中每一疗法的作用需要随机试验,因而进一步提高了临床试验的成本及复杂性。这一挑战突出了多点合作研究的必要性。


此外,MM患者相对较长的期望生存期也对治疗评估提出挑战,因为有些治疗方法在疾病负荷越低时才越有效。这一挑战突出了明确替代终点的必要性,以确切评估这些治疗方法的功效。总之,这些研究进展表明,细胞及疫苗治疗对MM是敏感的,为今后进入真正的临床应用阶段奠定了重要基础。


来源:白血病·淋巴瘤, 2017,26(02): 86-90

作者:侯军 孔媛媛 湛凤凰 施菊妹

 

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