近日，陸道培醫(yī)院陸佩華院長作為第一作者和通訊作者，在國際血液學(xué)權(quán)威期刊 Blood(IF = 21)在線發(fā)表了題為「Nanobody-based Naturally Selected CD7-Targeted Chimeric Antigen Receptor T Cell Therapy for Acute Myeloid Leukemia」的研究論文。該研究成果標志著急性髓系白血病(AML)治療領(lǐng)域又迎重大突破。
圖 1：研究截圖
在該研究中，陸佩華院長帶領(lǐng)團隊創(chuàng)新性地采用基于納米抗體的 CD7 CAR-T 治療 AML，研究結(jié)果不僅在腫瘤殺傷力和安全性上取得了顯著進展，更為復(fù)發(fā)/難治性(R/R)AML 的治療開辟了新路徑。
研究背景
R/R AML 預(yù)后相對較差，即使接受異基因造血干細胞移植(allo-HSCT)的患者也是如此，迫切需要新的療法。大約 30% 的 AML 患者在惡性腫瘤細胞上表達 CD7。陸道培醫(yī)學(xué)團隊之前已經(jīng)發(fā)表了相關(guān)文章，證明了自然選擇的 CD7 CAR-T(NS7CAR-T)療法在 T 細胞淋巴惡性白血病中具有顯著療效，且安全性良好。
嵌合抗原受體(CAR)的傳統(tǒng)靶向域依賴于單克隆抗體(mAbs)中的 IgG 變量區(qū)域的單鏈片段(scFv)。最近，一種利用羊駝科重鏈抗體的單變量域，即所謂的納米抗體，作為一種替代方法，已經(jīng)變得越來越重要。納米抗體的分子大小(15kDa)大約是人 IgG 分子的十分之一。傳統(tǒng)的 mAbs 需要六個互補決定區(qū)(CDRs)來結(jié)合抗原，但納米抗體僅用三個 CDRs 就能維持相當(dāng)?shù)挠H和力和特異性。此外，由于它們與人類 VH 基因家族 III 的相似性，納米抗體比小鼠 mAbs 表現(xiàn)出更低的免疫原性。值得注意的是，一個成熟的表面展示平臺也促進了能夠針對同一抗原的不同表位的多個納米抗體的生成，傳統(tǒng) mAbs 在這方面通常表現(xiàn)出比較有限的能力。而且，特別相關(guān)的是，基于納米抗體的 CAR-T 顯示出增強的效應(yīng)細胞因子釋放。陸道培醫(yī)學(xué)團隊采用了納米抗體技術(shù)來生產(chǎn) NS7CAR-T 細胞。此文章報告了 Nanobody-based NS7CAR-T 產(chǎn)品的臨床前研究數(shù)據(jù)，以及在一項 I 期臨床試驗中 (https://clinicaltrials.gov NCT04938115)Nanobody-based NS7CAR-T 治療 CD7 陽性 R/R AML 的安全性和有效性結(jié)果。
研究方法
基于納米抗體的 dVHH NS7CAR 包含兩個抗 CD7 納米抗體(VHHs)的編碼區(qū)域，這些區(qū)域通過一個連接子(G4S)5 連接在一起，以及 CD8α鉸鏈區(qū)域、CD8α跨膜域，還有一個第二代 CAR 細胞骨架，其在細胞內(nèi)共刺激域包含 4-1BB 和 CD3ζ。制備時，通過白細胞采集術(shù)獲得外周血(PB)單核細胞，分離 T 細胞并用慢病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)。第二代 CD7CAR 由抗 CD7 單鏈抗體、IgG4 鉸鏈區(qū)、CD28TM 跨膜結(jié)構(gòu)域、4-1BB 和 CD3ζ的胞內(nèi)共刺激結(jié)構(gòu)域及截短 EGFR 蛋白通過 T2A 連接構(gòu)成。所有患者在 CD7 CAR-T 回輸 3 天前靜注氟達拉濱(30 mg/m2/d)和環(huán)磷酰胺(300 mg/m2/d)。從采集到 CAR-T 細胞輸注的中位時間為 15 天。
研究結(jié)果
首先是臨床前研究，dVHH NS7CAR-T 和傳統(tǒng) scFV NS7CAR 的結(jié)構(gòu)對比如圖所示(圖 2A)。研究發(fā)現(xiàn)，dVHH NS7CAR-T 細胞在培養(yǎng)大約兩周后顯示出比 scFv NS7CAR-T 更強的擴增能力(23.9 folds vs 8.1 folds，P = 0.024)(圖 2B)。
在不同的效應(yīng)細胞與靶細胞比例下，scFv 和 dVHH NS7CAR-T 細胞對 KG1a 靶細胞表現(xiàn)出相似的抗惡性細胞的功能(圖 2F)。流式細胞術(shù)(FCM)、逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)和蛋白印跡(WB)分析表明，scFv NS7CAR-T 和 dVHH NS7CAR-T 細胞都沒有在它們的細胞表面檢測到流式細胞術(shù)可檢測的 CD7 表達(圖 2 H)，然而通過 RT-PCR 和 WB 檢測到了顯著的 CD7 mRNA 和蛋白水平(圖 2I)。dVHH NS7CAR-T 細胞顯示出強大的抗腫瘤活性(圖 2K)，在輸注后第 8 天表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性。而接受 PBS 或?qū)φ?T 細胞治療的小鼠腫瘤生長迅速(圖 2J)。
圖 2：研究結(jié)果
在此 I 期臨床試驗中，共入組了 12 例 CD7 陽性 R/R AML 患者(CD7 表達率>50%，強度良好)，最后 10 例患者接受了 dVHH NS7CAR-T 細胞輸注，其中 4 例輸注了 5×105/kg，6 例輸注了 1×106/kg。中位年齡為 34 歲(7 歲-63 歲)，入組時骨髓的腫瘤負荷中位值為 17.0%(2.0%-72.7%)。1 例患者同時有髓外病變(EMD)。入組前，患者曾經(jīng)接受的治療中位線數(shù)為 8(3-17)。而且，7 例患者有造血干細胞移植史，從上次移植到復(fù)發(fā)的中位間隔期為 12.5 個月(3.5 個月-19.5 個月)。
在 dVHH NS7CAR-T 細胞輸注后 28 天進行評估，7/10(70%)患者在骨髓中實現(xiàn)了完全緩解(CR)，其中 6 例達到了微小殘留病灶(MRD)陰性 CR。3 例患者無效(NR)，其中 1 例 EMD 患者根據(jù)第 35 天的 PET-CT 評估達到部分緩解(PR)。所有 NR 患者發(fā)現(xiàn) CD7 抗原丟失。中位隨訪時間為 178 天(28 天-776 天)。對于 7 例 CR 患者，3 例在 CD7 CAR-T 細胞輸注約 2 個月后接受了鞏固性第二次 allo-HSCT。1 例患者在隨訪 401 天時仍處于緩解狀態(tài)，而其他 2 例患者分別于 241 天和 776 天死于非復(fù)發(fā)原因、腎衰及感染。對于其他 4 例沒有橋接移植的患者，3 例分別于第 47 天、第 83 天和第 89 天復(fù)發(fā)(3 例患者復(fù)發(fā)時 CD7 均丟失)，另外 1 例患者死于肺部感染。
圖 3：研究結(jié)果
關(guān)于安全性，大多數(shù)患者(80%)出現(xiàn)輕度細胞因子釋放綜合征(CRS)，7 例患者呈 I 級，1 例呈 II 級，而 2 例患者(20%)呈 III 級。沒有神經(jīng)毒性的發(fā)生。在 7 例有移植史的患者中，1 例(移植后約 100 天后復(fù)發(fā)的患者)在 CAR-T 治療后出現(xiàn)輕度皮膚移植物抗宿主疾病。
結(jié)論
該研究說明 dVHH NS7CAR-T 療法可以使 R/R AML 患者再次達到初步的 CR，即使是既往接受過多線治療以及移植后復(fù)發(fā)的 AML 患者，NS7CAR-T 治療的安全性亦是可控的。在 dVHH NS7CAR-T 療法后，鞏固性 allo-HSCT 仍然在維持長期療效方面發(fā)揮作用。
CD7 抗原丟失是不緩解或復(fù)發(fā)患者的主要問題，研究發(fā)現(xiàn) 5/6 例伴有 double CEBPA 突變的 AML 患者在后續(xù)丟失了 CD7 抗原，顯示出較差的預(yù)后，這提示在以后 CD7CAR-T 治療 AML 的臨床試驗中可能要考慮是否排除這類患者。
最后，為了更好評估納米抗體基礎(chǔ)的 NS7CAR-T 在治療 CD7 陽性 AML 方面的療效和安全性，需要納入更多的患者和隨訪更長時間來進一步證實。
AML 是一種復(fù)雜且異質(zhì)性極高的血液惡性腫瘤，現(xiàn)有治療方案的局限性使其長期緩解率和 OS 率仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)。陸佩華院長帶領(lǐng)團隊創(chuàng)新性探索了基于納米抗體的自然選擇 CD7 靶向 CAR-T 細胞療法在 AML 治療中的應(yīng)用，該藥物展現(xiàn)了優(yōu)異的治療效果和較低的脫靶毒性，其詳盡的數(shù)據(jù)得到了國際同行的高度評價。
這一成果的發(fā)表，不僅為 AML 患者帶來了新的希望，也再次展示了陸道培醫(yī)學(xué)團隊在全球血液學(xué)研究領(lǐng)域顯著的學(xué)術(shù)地位。未來，陸道培醫(yī)學(xué)團隊將繼續(xù)深耕血液病的基礎(chǔ)與臨床研究，不斷推動科學(xué)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，為全球血液病患者帶來更多福音。
