近日，藥明巨諾瑞基奧侖賽注射液（relma-cel）的上市申請進入“待審批”狀态，有望獲批成爲國内第二款CAR-T産品。此前，複星凱特的CAR-T細胞治療産品阿基侖賽注射液已率先于2021年6月獲批上市。

 

CAR-T細胞療法作爲一(yī)種全新的癌症治療手段，備受市場關注。自2017年以來，全球已有5款CAR-T細胞療法獲批上市。然而随着CAR-T療法進一(yī)步應用，安全性問題日益凸顯。

 

CAR-T技術叠代發展，但仍存在安全性問題

 

早在40年前，科學家就了解到T細胞在抗癌中(zhōng)發揮着重要作用，這種細胞能夠識别并清除腫瘤細胞，但單靠患者體(tǐ)内的少量T細胞無法成功圍剿數量衆多的腫瘤細胞。随後，基礎科學不斷更新，圍繞T細胞的腫瘤免疫治療也一(yī)步步成爲現實。目前，CAR技術已經過多代發展。

 

然而，已批準的CAR-T療法毒副作用也逐漸顯現。當經過基因工(gōng)程改造的CAR-T細胞重新輸回患者體(tǐ)内時，除了發揮抗腫瘤作用，還可能會導緻細胞因子釋放(fàng)綜合征，也叫做細胞因子風暴，嚴重威脅患者的生(shēng)命。

 

爲了提高CAR-T療法的安全性，目前一(yī)個解決方案是爲CAR-T細胞設計一(yī)個快速且可逆的“關閉”或“開(kāi)啓”安全開(kāi)關。經過優化的CAR-T細胞可能具有更好的療效以及更少的副作用。

 

近日，南(nán)方醫科大(dà)學程魁教授團隊在 Journal of Medicinal Chemistry 期刊發表了題爲：Optimization of CAR-T Cell-Based Therapies Using Small-Molecule-Based Safety Switches的文章總結了當前主要研究的一(yī)些基于小(xiǎo)分(fēn)子的CAR-T細胞新型安全開(kāi)關。

 

小(xiǎo)分(fēn)子安全開(kāi)關：降低CAR-T細胞療法相關的毒性

 

某些小(xiǎo)分(fēn)子化合物(wù)有望賦予CAR-T細胞功能靈活性，使其在“開(kāi)”和“關”狀态之間切換。此外(wài)，它們還可以使用藥物(wù)定向轉運技術選擇性地遞送至靶組織，這将有助于進一(yī)步緩解毒性問題。

 

目前報道的用于CAR-T開(kāi)關設計的小(xiǎo)分(fēn)子化合物(wù)主要有FITC、葉酸、rimiducid、雷帕黴素、蛋白(bái)水解靶向嵌合體(tǐ) (PROTAC) 化合物(wù)和達沙替尼等。

 

基于FITC/葉酸的安全開(kāi)關介導的拟免疫突觸的組裝

 

這是一(yī)種雙功能/雙特異性安全開(kāi)關，包含兩個關鍵模塊：一(yī)個具有與TAA特異性識别和結合的能力，另一(yī)個具有與CAR重新編程的抗原識别域結合的能力。這種安全開(kāi)關以時間或劑量依賴性方式充當CAR-T細胞和腫瘤細胞之間的拟免疫突觸，将CAR-T細胞轉變爲“開(kāi)啓”狀态。隻有在給予小(xiǎo)分(fēn)子安全開(kāi)關後，才能形成拟免疫突觸，觸發CAR-T細胞消滅靶癌細胞。FITC和葉酸常用于設計此類安全開(kāi)關。

 

FITC是最廣泛使用的熒光染料，具有熒光量子産率高、易受微環境變化影響而不會對偶聯抗體(tǐ)的特異性産生(shēng)顯着影響的優點。而且，抗FITC抗體(tǐ)的基因序列已被廣泛研究，促進了FITC在CAR-T細胞安全開(kāi)關設計中(zhōng)的使用。葉酸是一(yī)種水溶性B族維生(shēng)素，正常組織和腫瘤組織中(zhōng)FRα的差異分(fēn)布以及葉酸的高親和力和穩定性使FRα和葉酸成爲設計的潛在目标安全開(kāi)關。

 

利用雷帕黴素誘導FKBP12和FRB結合域的組裝來控制CAR-T細胞的激活

 

CAR-T細胞具有細胞外(wài)抗原識别域和細胞内信号域。設計基于小(xiǎo)分(fēn)子開(kāi)關的另一(yī)種策略是在小(xiǎo)分(fēn)子藥物(wù)存在的情況下(xià)拆分(fēn)這兩種結構并重新連接它們。雷帕黴素和雷帕黴素類似物(wù)  （rapalogues）  可用作二聚化化學誘導劑  （CID）  來組裝引入CAR結構的結構域。雷帕黴素同時占據兩種蛋白(bái)質的兩個不同的疏水結合口袋：人FK506結合蛋白(bái)  （FKBP12）  和FKBP-雷帕黴素相關蛋白(bái)  （FRAP）  的FKBP12-雷帕黴素結合  （FRB）  域。因此，将FKBP12-雷帕黴素-FRAP/FRB三元複合物(wù)插入到CAR結構中(zhōng)可以構成一(yī)個基于小(xiǎo)分(fēn)子的安全開(kāi)關來控制CAR-T細胞活動。

在雷帕黴素存在下(xià)，嵌合抗原受體(tǐ)執行抗原識别和信号傳導功能。在雷帕黴素不存在的情況下(xià)，抗原識别域與CAR結構的信号轉導域分(fēn)離(lí)，使CAR-T細胞處于“關閉”狀。因此，雷帕黴素可用于遠程調節CAR-T細胞的活動，以避免潛在的緻命毒性作用。

Rimiducid誘導Caspase-9二聚化并促進過度活化的CAR-T細胞凋亡  

 

當CAR 結構包含編碼自殺基因的融合蛋白(bái)時，Rimiducid（AP1903）和更昔洛韋等CID可以誘導CAR-T細胞凋亡。使用Rimiducid和誘導型caspase-9組成安全開(kāi)關，可以通過小(xiǎo)分(fēn)子誘導的細胞凋亡迅速終止CAR-T細胞的治療活性。

 

PROTAC技術控制CAR的裂解和降解

 

當CAR識别并結合靶腫瘤細胞表面相關腫瘤抗原，CAR-T細胞即保持激活狀态。因此，可設計一(yī)種安全開(kāi)關，通過精确控制CAR的降解來遠程和可逆地調節CAR的表面呈現，以調節CAR-T細胞抗癌活性，并降低潛在毒性。

目前，PROTAC是降解細胞内特定蛋白(bái)質的最有效方法。CAR是一(yī)種人工(gōng)合成的蛋白(bái)質，通過将蛋白(bái)降解子  （degrons）  摻入CAR，一(yī)旦蛋白(bái)降解子被蛋白(bái)水解酶識别，理論上降解整個CAR蛋白(bái)應該是可行的。目前，多種新型小(xiǎo)分(fēn)子已被用于控制CAR 的降解  達沙替尼直接阻止CAR-T細胞激活，現有藥物(wù)也可作爲藥理安全開(kāi)關，暫時滅活CAR-T細胞以控制其毒性。并且，停用安全開(kāi)關藥物(wù)後，抗腫瘤作用可恢複。

達沙替尼是一(yī)種針對BCR-ABL和SRC的小(xiǎo)分(fēn)子多酪氨酸激酶抑制劑，通過抑制淋巴細胞特異性蛋白(bái)酪氨酸激酶（Lck）來抑制TCR介導的信号轉導、細胞增殖、細胞因子産生(shēng)和體(tǐ)内T細胞反應。因此，達沙替尼可作爲一(yī)種潛在的藥理學安全開(kāi)關藥物(wù)。但達沙替尼并非專門設計爲小(xiǎo)分(fēn)子安全開(kāi)關，将其稱爲CAR-T細胞的小(xiǎo)分(fēn)子安全開(kāi)關還存在争議。

總結：小(xiǎo)分(fēn)子CAR-T開(kāi)關任重道遠

目前對CAR-T細胞療法的研究主要集中(zhōng)提高臨床療效、減輕抗原逃逸和增強CAR-T細胞的特異性等方面。爲了實現這些目标，在嵌合抗原受體(tǐ)構建體(tǐ)中(zhōng)引入了各種修飾。目前，處于開(kāi)發階段的第四代CAR，可以傳遞細胞因子或趨化因子，以産生(shēng)對免疫抑制性腫瘤微環境的抵抗力。此外(wài)，正在開(kāi)發的雙靶點和多靶點CAR可同時結合兩種或多種腫瘤抗原，以提高對腫瘤細胞的特異性。 盡管CAR-T細胞療法具有出色的臨床表現，但當腫瘤負荷不可預測且T細胞的活性不受控制時，仍難以在不引起嚴重毒副作用的條件下(xià)達到最佳治療水平。所以提高CAR-T 細胞療法的安全性仍是該療法未來改進的重要方向。 目前已有多種小(xiǎo)分(fēn)子化合物(wù)被報道可用于CAR-T開(kāi)關設計，但尚處于早期研究階段，能否真正提高CAR-T療法安全性還有待觀察。

 

 誇克醫藥随時關注Car-T領域發展