全方位“扫描”CAR-T疗法的头号风险—细胞因子风暴

来源: 北京百普赛斯生物科技股份有限公司   2021-1-21   访问量:728评论(0)

近年来,CAR-T细胞免疫疗法给无数患者带来了“治愈癌症”的希望,但CAR-T疗法在具有突出有效性的同时,也有着一个亟待解决的问题,那就是严重的副作用——细胞因子风暴(CRS)。细胞因子风暴是指对人体完成 CAR-T输注后,T淋巴细胞在体内被激活并快速增殖,引起TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12等细胞因子的过度释放。这些细胞因子会介导多种免疫反应,引起患者高烧、低血压、肌痛、凝血障碍、呼吸困难、终末器官障碍等临床表现,有可能对人体的组织器官造成严重的损伤或衰竭,甚至导致死亡。简而言之,细胞因子风暴就是在CAR-T治疗过程中,体内免疫细胞暴发性分泌大量的细胞因子所造成的严重非特异性炎症反应[1]。另外,患者发生CRS的风险与自身的疾病类型、治疗程序和药物本身等多种因素有关[2](表1)。

表1 影响CRS发生的因素

CRS发生的时间

在临床上如何判断CRS的发生呢?相关研究显示,CRS患者经常出现血清CRP和铁蛋白的升高,因此可作为判断CRS发生的生物标志检测物,但这些标志检测物(包括铁蛋白,CRP,LDH,天冬氨酸转氨酶,丙氨酸转氨酶和肌酐)可能在CRS临床表现发生后才出现异常水平,并不能完全反应CRS出现的时间,另外,由于大多数治疗中心通常无法实时监测细胞因子水平,因此,大多数都是基于临床观察来判断。通常情况下,CRS发生的中位时间取决于所使用的CAR-T细胞药物和患者自身的疾病等因素。1对于包含4-1BB(CD137)共刺激域的Kymriah药物,ALL和DLBCL患者分别在给予CAR-T细胞药物后的第3天和第7天出现CRS高峰,2而使用包含CD28作为共刺激结构域的Yescarta或Tecartus治疗的患者出现CRS症状较早,通常发生在CAR-T细胞给药的第2天,3除此之外,也有在CAR-T细胞给药后的3周左右发生延迟CRS的相关报道[2]

CRS级别和临床管理

2019年,美国移植和细胞治疗学会(ASTCT)制定了简化版CRS等级的共识指南。指南显示,CRS诊断的先决条件是发烧(温度≥38°C,CAR- T细胞给药后的24小时至3周内),CRS等级和严重程度的主要决定因素是低血压和缺氧。研究表明,ASTCT分级系统可根据临床体征等对患者的CRS严重程度进行客观、准确及可重复的快速评估[2-3](表2)。

表2 ASTCT CRS分级

1级)对于出现发烧和非特异性体症但无低血压或低氧的1级CRS患者,应对策略主要是静脉输注退热药和液体等支持性疗法。

2级)除发烧外还发生轻度低血压但不需要升压药治疗的表征,则根据ASTCT指南诊断为2级CRS,可以通过静脉补液治疗低血压和鼻插管补充氧气,但需要注意,CRS患者血管扩张、毛细血管渗漏等会发生水肿的风险,因此,需要谨慎监测液体的置换。也可以考虑给2级CRS患者使用托珠单抗来抑制IL-6,有研究显示,尽早使用托珠单抗可以降低严重CRS的发生率和器官功能障碍,避免影响CAR T细胞的扩增、持久性和反应率。

3级)对于3级CRS患者,即发烧、低血压并对输注液体无反应、需高流量吸氧(≥6L / min)的患者,应考虑进入加护病房(ICU)管理,并使用托珠单抗和糖皮质激素(地塞米松等)进行治疗。为防止进一步恶化和内脏损害,建议使用升压药和/或高流量氧疗(通过鼻插管、面罩)作为应急处理方案。另外,由于高等级的CRS患者易发生心脏功能障碍,建议密切监测心脏功能。

4级)需要使用多种血管升压药物和正压通气(持续正压气道、双水平正压气道、插管、机械通气)等手段的属于4级CRS患者。在采用3级CRS的治疗策略情况下,糖皮质激素建议使用甲泼尼龙且剂量为1g /天,研究显示,通过早期积极的管理,即使是高等级的CRS也是可逆的。

关于使用托珠单抗的部分建议:

罗氏旗下的托珠单抗(商品名:Actemra)是FDA在2017年批准用于治疗CAR-T疗法引起的细胞因子风暴的药物,它可以通过阻断炎性细胞因子白细胞介素-6(IL-6)而发挥作用,以下是临床应用托珠单抗的几点建议[4]

(1)对于老年患者或有并发症严重的患者,应在CRS的早期考虑使用托珠单抗。

(2)对于2级CRS的成年人,可以考虑使用托珠单抗,而对于儿童患者,应在3级CRS下使用托珠单抗。

(3)对于发展为2级CRS或对发烧不耐受的小儿患者,可给予托珠单抗。

(4)在成人和儿童中,如果使用1个剂量的托珠单抗后CRS未改善,则第二剂量的托珠单抗应和糖皮质激素一起使用,如果CRS仍然未改善,则应考虑使用阿那白滞素(Anakinra)、司妥昔单抗(siltuximab)和大剂量甲基泼尼松龙等药物。

目前,有很多的科研人员正在努力寻求解决CRS的方法,2018年,两篇Nature同日公布CAR-T毒性控制新理论,抑制IL-1可降低巨噬细胞产生CRS的风险;2019年,美国纪念斯隆·凯特琳癌症中心的细胞工程中心主任Michel Sadelain在Science子刊发文,宣布找到控制CAR-T细胞的功能开关,使实验中的CRS小鼠模型免于可能致命的CRS[5];2020年1月,来自中国医学科学院的研究团队在Science Immunology上发表了关于CAR-T细胞诱导血液癌症细胞焦亡的过程和CRS的发生机制,并给出了清晰的显微镜图像,首次解锁CAR-T细胞引发“风暴”全过程[6]。相信随着大量临床经验的不断积累,关于CAR-T细胞疗法CRS的相关研究有望获得新的突破。

ACROBiosystems作为一家优质的重组蛋白供应商,拥有专业的蛋白生产和分析质控平台,开发了一系列非标记、生物素标记、荧光标记等多种形式的CAR-T靶点蛋白以及配套的流式细胞法检测CAR阳性率的protocol,包括CD19BCMACD22MSLNEGFR在内的近40CAR-T热门靶点。

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ACROBiosystems开发的FITC标记CD19蛋白(货号:CD9-HF2H2)在检测Anti-CD19 CAR阳性表达率方面表现出较高的特异性和灵敏度,在此基础上,还开发了特异性靶向FMC63 scFv抗原识别位点的独特性抗体(货号:FM3-FY45),进一步丰富了Anti-CD19(FMC63)CAR的检测手段。除此之外,我们的FITC标记BCMA蛋白(货号:BCA-HF254)也因其较高的灵敏度,被广泛应用于Anti-BCMA CAR-T疗法开发过程的CAR基因转导效率检测和临床PK研究中,获得了业内的广泛认可。

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数据验证

1e6 of the anti-CD19 CAR-293 cells were stained with 100 μL of 1:50 dilution (2 μL stock solution in 100 μL FACS buffer) of PE-Labeled Human CD19 (20-291), His Tag (Cat. No. CD9-HP2H3). PE Streptavidin was used as negative control.

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2e5 of Anti-CD19 CAR-293 cells were stained with 100 μL of 1:50 dilution (2 μL stock solution in 100 μL FACS buffer) FITC-Labeled Monoclonal Anti-FMC63 scFv Antibody, Mouse IgG1 (Cat. No. FM3-FY45) and isotype control respectively. FITC signal was used to evaluate the binding activity.

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1e6 of the Anti-BCMA CAR-293 cells were stained with 100 μL of 1:50 dilution (2 μL stock solution in 100 μL FACS buffer) of PE-Labeled Human BCMA Protein, His Tag (Cat. No. BCA-HP2H2) and negative control protein respectively, PE signal was used to evaluate the binding activity.

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参考文献:

[1] https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20190306/content-1047067.html.

[2] Schubert ML, Schmitt M, Wang L, et al. Side-effect management of chimeric antigen receptor (CAR) T-cell therapy. Ann Oncol. 2021;32(1):34-48.

[3] Freyer CW, Porter DL. Cytokine release syndrome and neurotoxicity following CAR T-cell therapy for hematologic malignancies. J Allergy Clin Immunol. 2020;146(5):940-948.

[4] Maus MV, Alexander S, Bishop MR, et al. Society for Immunotherapy of Cancer (SITC) clinical practice guideline on immune effector cell-related adverse events. J Immunother Cancer. 2020;8(2):e001511.

[5] https://immunology.sciencemag.org/content/5/43/eaax7969

[6] https://new.qq.com/omn/20200119/20200119A0NS7400.html



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