《溶瘤病毒“点燃”CAR-T疗法,80%以上小鼠被治愈 | Science子刊最新成果》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2022-04-17
  • CAR-T细胞疗法在治疗实体瘤方面有多重阻碍,如细胞体内扩增及持久性不足、浸润到肿瘤中的细胞不足、抑制性肿瘤微环境(TME)导致CAR-T细胞功能丧失等。来自全球的多个科学家团队正在想办法克服这些挑战。

    溶瘤病毒(OV)作用机制 | a.直接溶瘤:病毒颗粒从被OV裂解的肿瘤细胞中释放出来,感染其他肿瘤细胞;此外,来自OV感染肿瘤的外泌体含有OV,且表现出高度的肿瘤趋向性。b. 释放抗肿瘤免疫力:OV暴露诱导的免疫原性细胞死亡(ICD)会导致多种分子释放,包括病原体相关分子模式分子(PAMPs)、损伤相关分子模式分子(DAMPs)、肿瘤相关抗原(TAAs)和肿瘤相关新抗原(TANs)。通过模式识别受体(PRRs)在癌症或免疫细胞中识别PAMPs/DAMPs,会触发I型干扰素(IFNs)、白介素(IL)-1β、IL-6、IL-12、TNF-α、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等促炎细胞因子的表达,以及CCL2、CCL3、CCL5和CXCL10等趋化因子的表达。趋化因子可招募中性粒细胞和巨噬细胞到感染部位;相关细胞因子则可刺激先天免疫细胞(如NK细胞和DCs),进一步刺激IFNs、TNF-α、IL-12、IL-6和趋化因子的产生,导致最初的先天反应放大,将免疫学上的“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤。I型干扰素(IFNs)会增加DCs表面MHC I类、II类分子和CD40、CD80、CD86等共刺激分子的水平。而释放的TAAs和TANs经过处理,最终会呈递在抗原呈递细胞(APC)的表面。此外,多种细胞因子和趋化因子有助于招募和激活抗肿瘤CD8+T细胞和B细胞。(来源:Signal Transduction and Targeted Therapy)

     

    溶瘤病毒(Oncolytic viruses, OVs)是一类天然存在或基因工程改造后可特异性感染和裂解癌细胞(不伤害正常细胞)的病毒。由于先前已有大量研究揭示,溶瘤病毒能够选择性地在肿瘤细胞中复制,以诱导高度炎症性TME和先天及适应性抗肿瘤免疫反应,因此,科学家们设想,溶瘤病毒与CAR-T联合可能能够逆转实体瘤对CAR-T细胞疗法的耐药性。

    4月13日,最新发表在Science Translational Medicine杂志上的一项研究中,来自Mayo Clinic的科学家们发表了溶瘤病毒联合CAR-T疗法治疗实体瘤的一项突破成果。与先前的联合治疗策略不同的是,这一次,科学家们将溶瘤病毒藏在了CAR-T细胞中。

     

    具体来说,LAURA EVGIN等研究者让CAR-T细胞装载了水泡性口炎病毒或呼肠孤病毒,然后用以治疗实体瘤小鼠模型。结果发现,通过系统性递送,溶瘤病毒大大增强了CAR-T细胞治疗黑色素瘤和胶质瘤肿瘤模型的疗效,改善了小鼠的生存。

     

    机制研究显示,CAR-T将溶瘤病毒递送到肿瘤中后,病毒就能够渗透到肿瘤细胞中,进行复制,使肿瘤细胞破裂,并激发有效的免疫反应。

     

    体外装载溶瘤病毒促进了双特异性(DS)CAR-T细胞的生成,提高了治疗效果(来源:Science Translational Medicine)

    研究人员称,用CAR-T递送溶瘤病毒这种治疗策略解决CAR-T单药治疗实体瘤面临的两个主要挑战,一方面,溶瘤病毒可以破坏一些实体肿瘤用来躲避免疫系统攻击的分子屏障;另一方面,溶瘤病毒可以侵入肿瘤的核心,这对于免疫细胞来说几乎是不可能完成的任务,因为免疫细胞往往会在入侵的过程中失去能力。

    利用神经胶质瘤和黑色素瘤小鼠模型,研究者们证实,静脉注射装载溶瘤病毒的CAR-T细胞带来了很高的治愈率,且没有造成明显的毒性。

    具体来说,在B16EGFRvII小鼠黑色素瘤肿瘤模型中,与未装载病毒的CAR-T细胞相比,预先装载了溶瘤呼肠孤病毒的CAR-T细胞改善了生存,使用装载水泡性口炎病毒(VSV)的CAR-T细胞产生了相似的结果。此外,呼肠孤病毒的全身刺激重新激活了该病毒特异性CAR-T细胞,导致7只小鼠有6只被长期治愈(>60天)。研究还显示,体外装载了呼肠孤病毒的CAR-T细胞也增加了细胞的体内持久性和扩增。

     

    类似的,利用预先装载了呼肠孤病毒的CAR-T细胞进行治疗,并在随后用呼肠孤病毒进行刺激,也治愈了>80%携带侵袭性CT2A EGFRvIII脑瘤的小鼠,表明这种治疗策略不依赖于肿瘤的治疗位置。

    此外,研究还发现,体外装载溶瘤病毒的CAR-T细胞在缺乏CAR靶点表达的情况下也有治疗效果。在荷混合肿瘤(10% CT2AEGFRvIII +90% CT2A,即10%的肿瘤细胞表达EGFRvIII)的小鼠中,利用预先装载了呼肠孤病毒的CAR-T细胞进行治疗,并结合进一步的呼肠孤病毒系统刺激,改善了治疗,导致7只小鼠中的2只被治愈。

     

    总结来说,这项研究提供了一种有希望的治疗实体瘤的创新CAR-T细胞疗法。领导该研究的Richard Vile博士表示,尽管动物模型研究往临床研究转化需要保持谨慎,但他们希望,能够在未来1-2年内将这种策略应用到临床试验中。通过做这样的试验,科学家们将有可能看到是否可以进一步提高CAR-T细胞治疗不同类型实体瘤的疗效。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/cb62e2440913.html
相关报告
  • 《Science子刊:溶瘤病毒和CAR-T细胞疗法联手可有效根除实体瘤》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-09-03
    • 在一项新的研究中,来自美国希望之城的研究人员将两种强效的免疫疗法---溶瘤病毒(oncolytic virus)和嵌合抗原受体(CAR)T细胞(CAR-T)疗法---结合起来,成功地靶向和根除单独用CAR-T细胞疗法很难治疗的实体瘤。相关研究结果发表在2020年9月2日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Effective combination immunotherapy using oncolytic viruses to deliver CAR targets to solid tumors”。 当溶瘤病毒被添加到癌细胞中后,它迫使大量的CD19在癌细胞表面上表达(紫色)。图片来自 City of Hope。 在这项可能导致对难治性实体瘤患者进行临床试验的临床前研究中,这些研究人员通过对溶瘤病毒进行基因改造,使之进入肿瘤细胞,并诱导它们在肿瘤细胞表面上表达CD19蛋白。然后,他们能够使用靶向CD19的CAR-T细胞来识别和攻击这些实体瘤。 CD19 CAR-T细胞疗法已被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗某些类型的血液癌症,即B细胞淋巴瘤和急性淋巴细胞白血病。这项新的研究可能会扩大CD19 CAR-T细胞的使用范围,用于治疗可能患有任何实体瘤的患者。 论文共同通讯作者、希望之城血液学与造血细胞移植系助理教授Saul Priceman博士说,“我们的研究表明溶瘤病毒是一种强大而有前途的方法,可以与CAR-T细胞疗法战略性地结合起来,以便更有效地靶向实体瘤。” Priceman补充道,“此外,这个治疗平台解决了使得实体瘤难以用免疫疗法治疗的两大挑战。CAR-T细胞可以靶向的实体瘤靶点是有限的。再者,实体瘤周围是所谓的免疫抑制性肿瘤微环境。当一个CAR-T细胞试图进入肿瘤、存活并杀死癌细胞时,这种肿瘤微环境的存在使得它不能有效地做到这一点。” 论文共同通讯作者、希望之城外科肿瘤学主任、正在开发用于治疗癌症的溶瘤病毒的顶尖科学家Yuman Fong博士补充说,溶瘤病毒能够突破这种肿瘤微环境。 Fong说,“我们设计这种溶瘤病毒是为了让它做它擅长做的事情。它进入癌细胞,并利用细胞自身的分子机器进行自我复制,并能够对癌细胞进行重编程,使得它们表达一种截短的CAR-T细胞靶点:CD19。” 这些研究人员首先在Fong的实验室中构建出一种溶瘤病毒(OV19t),以便让它进入肿瘤细胞并开始产生截短的CD19(CD19t)。他们在三阴性乳腺癌细胞系以及胰腺癌、前列腺癌、卵巢癌、头颈癌和脑瘤细胞中成功地做到了这一点。然后,CD19 CAR-T细胞与OV19t在体外和针对小鼠的治疗研究中进行组合使用。 这些研究人员获得了几个关键的发现。论文第一作者、Priceman实验室博士后研究员Anthony Park博士说,“当我们用溶瘤病毒OV19t感染肿瘤细胞时,我们观察到了第一个表明这可能会发挥作用的信号。肿瘤细胞表达CD19t的时间比溶瘤病毒能够杀死它们的时间要早得多,这给了我们一个利用CD19 CAR-T细胞靶向它们的机会窗口。这两者的结合具有强大的协同效应。” 这些研究人员还表明联合使用溶瘤病毒和CAR-T细胞治愈了癌症的小鼠表现出了长时间的保护性抗肿瘤免疫力。 Park补充道,“免疫系统建立了对肿瘤的记忆反应。一旦在最初的组合治疗后,肿瘤被根除,这些小鼠免受肿瘤复发。” Park说,实体瘤通常在免疫学上是冷肿瘤,这意味着它们通常对利用身体自身免疫系统抵抗癌症的疗法没有反应。引入溶瘤病毒可逆转不友好的肿瘤微环境,使之更容易接受CAR-T细胞疗法。 这项研究展示了希望之城寻找更好的癌症治疗免疫疗法的合作方式。几年前,Priceman、Fong和希望之城血液恶性肿瘤研究所负责人Stephen Forman博士会面时针对如何将他们的专业知识---溶瘤病毒和CAR-T细胞疗法---结合起来靶向实体瘤进行了头脑风暴。 Priceman说,“这是一个简单的概念,但经过许多步骤,我们才有了今天的成就--我们如今正在设计一项临床试验,在患者中测试这种组合。” 这项临床试验将首先在实体瘤患者中测试OV19t的安全性。如果发现这是安全有效的,那么就可以依次测试溶瘤病毒和CAR-T细胞疗法。该临床试验预计将于2022年开始。
  • 《《科学》子刊封面:溶瘤病毒和CAR-T细胞联手根除实体瘤》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-09-09
    • 近日,《科学》子刊Science Translational Medicine发表的一篇研究论文中,美国希望之城国家医学中心(City of Hope National Medical Center)的科学家们将两种强有力的免疫疗法——溶瘤病毒和嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法结合在一起,靶向原本难以单独用CAR-T疗法治疗的实体瘤,取得了重要进展。这项新研究有望让CAR-T细胞的治疗范围扩大到各种实体瘤患者。 “我们的研究表明,溶瘤病毒是一个强有力的方法,可与CAR-T细胞疗法结合,更有效地靶向实体瘤。”该研究的作者之一Saul Priceman教授说,“这一治疗平台解决了难以用免疫疗法治疗实体瘤的两大挑战。第一,实体瘤上,适合T细胞用CAR重定向的靶标有限。第二,实体瘤被所谓的免疫抑制性肿瘤微环境包围,当一种CAR-T细胞试图进入肿瘤,存活下来并杀死癌细胞时,会因为这种屏障而无法有效发挥作用。溶瘤病毒能够突破这一屏障。” 在这项临床前研究中,科学家巧妙地利用溶瘤病毒给CAR-T细胞配备了进军实体瘤的”司机"。他们通过基因工程改造了一种溶瘤病毒,使其进入肿瘤细胞,迫使细胞在表面表达截短的CD19(CD19t)。实验显示,这种溶瘤病毒(被称为OV19t)能在三阴性乳腺癌细胞系以及胰腺癌、前列腺癌、卵巢癌和头颈癌、脑肿瘤细胞中起效。 在肿瘤细胞感染OV19t后,科学家们利用了特异性靶向CD19的CAR-T细胞识别并攻击这些实体瘤。 在体外实验和多种小鼠肿瘤模型中进行的测试显示,CD19t在肿瘤细胞中的表达比病毒杀死它们快得多,因而给靶向CD19的CAR-T细胞创造了时间窗口。而被杀死的肿瘤细胞释放额外的病毒拷贝传播给邻近的肿瘤细胞,使之成为CAR-T细胞的目标。因此,溶瘤病毒和CAR-T细胞的结合产生了强大的协同效应。 此外,在利用这种组合疗法根除实体瘤后,小鼠还表现出了长时间的保护性抗肿瘤免疫,免疫系统建立了对肿瘤的记忆反应。这一结果意味着这种联合治疗将有助于防止复发。 研究人员表示,他们现在正设计临床试验,用以在患者中测试这种组合。当然他们将首先在实体瘤患者中测试OV19t的安全性。如果证明安全有效,那么就可以依次测试溶瘤病毒和CAR-T细胞疗法。预计试验将于2022年开始。