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神外前沿讯，近日，国际医学权威杂志《新英格兰医学》报道了一项CAR-T治疗脑胶质母细胞瘤（GBM）的案例，以下为该文的编译全文 摘要 复发的多病灶胶质母细胞患者接受嵌合抗原受体工程化T细胞(CAR-T)靶向肿瘤相关抗原白介素-13受体α2(IL13Rα2)。在220多天内通过两种颅内传递途径多次输注CAR-T细胞—输注进切除肿瘤腔内以及进入脑室系统。颅内灌注IL13Rα2靶向CAR-T细胞与任何3级或以上毒性作用无关。CAR-T治疗后，观察到所有的颅内和脊髓肿瘤消退，伴随脑脊液中细胞因子以及免疫细胞水平相应增加。这种临床反应在CAR-T治疗开始后持续了7.5月。 胶质母细胞瘤作为一种原发性侵袭性脑肿瘤，是人类癌症中最致命的肿瘤。我们提出采用T细胞治疗胶质母细胞瘤存在潜在治疗获益的证据，通过应用CAR工程T细胞靶向IL13Rα2，一种与降低的生存率有关的胶质瘤细胞相关抗原。CAR-T细胞治疗的临床潜力已通过成功应用CD19特异性CAR-T细胞治疗难治性B细胞肿瘤得到证实。但是，将CAR疗法用于血液系统肿瘤之外的扩展以及抗实体肿瘤的效果还有待确证。 我们之前的临床试验评估在胶质母细胞瘤患者中颅内应用CD8 T细胞表达第一代IL13Rα2靶向CAR表现出了短暂的抗胶质瘤作用，且无高级别的治疗相关副作用。基于这些初始结果，我们修改IL13Rα2靶向CAR-T细胞，通过整合4-1BB(CD137)共刺激和突变的IgG4-Fc接头来减少脱靶Fc受体在CAR(IL13BBζ)中相互作用，以及通过基因学工程富集中心记忆T细胞来增强抗肿瘤潜力以及T细胞的持久性。为了评估IL13BBζ–CAR T细胞对于高级别胶质瘤的安全性和治疗潜力，我们开展了临床实验并在此报告治疗一位患者的临床经验。 病例汇报 一位50岁男性患者，诊断为右侧颞叶胶质母细胞瘤，MGMT启动子非甲基化，IDH1 R132H无突变，IL13Rα2的H值为100（30%为未染色细胞，30%为弱强度染色细胞，20%为中等强度染色细胞，10%为强染色细胞）。H值是定量免疫组化结果的方法，基于以下公式：（3×强染色细胞的百分比） （2×中等染色细胞的百分比） （1×弱染色细胞的百分比），其结果在0-300之间。 该患者接受了标准治疗包括手术切除肿瘤，放疗以及替莫唑胺治疗。确诊之后6个月，头颅MRI以及PET-CT提示疾病复发。随后该患者入组IL13Rα2靶向CAR-T细胞治疗的临床研究。 在构造IL13BBζ-CAR-T细胞过程中该患者参与了不同机构的临床试验（临床试验编号NCT01975701）。但是，在治疗过程中疾病进展迅速，伴有双侧大脑半球的多病灶脑膜胶质母细胞瘤发展。 随后患者开始在我们的临床研究中接受治疗，并且切除了五个颅内进展肿瘤中的三个，包括右侧颞枕叶中最大的肿瘤（肿瘤1）以及右侧额叶的两个肿瘤（肿瘤2和3）。左侧颞叶的两个小的肿瘤（肿瘤4和5）没有进行手术切除。 IL13BBζ-CAR-T细胞输注剂量根据剂量方案1（初始剂量为2×106 CAR T细胞，随后5次输注10×106 CAR T细胞），并且患者每周通过导管装置接受颅内输注IL13BBζ–CAR-T细胞进入肿瘤1切除腔中。在第三次和第六次输注后暂停治疗来评估安全性和疾病进展（图1）。
虽然局部治疗部位（肿瘤1）在治疗期间维持稳定，没有证据表明疾病进展，两个新的病灶（肿瘤6和7）出现在之前切除的额叶肿瘤（肿瘤2和3）附近，且未切除的肿瘤（肿瘤4和5）持续进展。因此，基于输注细胞到脑脊液中可以促进其向多病灶疾病部位传递这一理论，第二个导管装置被放在了右侧脑室。这使得患者在1至3周的间隔中可以接受另外10个周期的脑室内治疗，在第五和第六次输注之间有6周的间歇（图2）。我们将报告入组后298天的临床结果。 方法 研究计划 在该项对于复发恶性胶质瘤的一期研究中，腔内输注CAR-T细胞靶向IL13Rα2的方法按照附录中的补充方法部分施行。脑室内输注按照同情使用方案。上述两方案均由希望之城的机构审查委员会批准，患者签署书面知情同意书。这些协议可在NEJM.org获得。这项研究没有商业支持。 细胞产品制造 富集的中心记忆是慢病毒转导T细胞 IL-13(E13Y-突变)配体为基础的CAR，包含4-1BB共刺激结构域(IL13BBζ)，且截短的CD19 (CD19t)作为转导标记。关于CAR-T细胞的结构和制造，产物输注和附加程序的细节包括在补充附录中的补充方法部分。 为了获得充足材料进行16次灌注，我们制造了两种CAR-T细胞。第一种用于第1至11周期，第二种用于第12至16周期。两种产品表型相似，显著表达CD4 （分别为74%和90%）。他们的CD19t表达（64%和81%）用于计算CAR-T细胞剂量。 结果 安全性和不良事件概述 腔内输注（1至6周期）和脑室内输注（7至16周期）IL13BBζ–CAR-T细胞应用最大剂量10×106 CAR T细胞。这些输注与任何3级或以上毒性作用无关。 在T细胞输注后72小时内观察发现的1级或2级事件可能归因于治疗。这些事件包括头痛，全身疲劳，肌痛和嗅觉先兆。可能影响安全性的伴随药物包括每日0至4mg的地塞米松，每日2次750mg剂量用于控制癫痫的双丙戊酸钠，以及所需的对乙酰氨基酚。 临床反应 在治疗中，诊断为高度侵袭性复发胶质母细胞瘤的患者具有不良预后的特征表现，包括多灶性脑膜疾病，去分化胶质母细胞瘤的组织学特点，以及大于60%的增殖率。IL13Rα2的表达具有异型性，但在原发和复发肿瘤中是相似的（肿瘤1、2和3）。平均H值（±SD）在原发和复发肿瘤中分别为100和88±20。复发肿瘤的染色体分析也表明与原发肿瘤的克隆关系，虽然有一些小的变更。 在六次每周腔内输注中（1至6周期）（图1A），颞枕区进行治疗的肿瘤（肿瘤1 ）在术后持续稳定超过45天，没有疾病进展证据（图1B）。但是MRI提示左颞叶未手术肿瘤（肿瘤4和5）以及在切除病变2和3附近的新肿瘤（肿瘤6和7）出现进展。此外，脊髓上检测出新的转移灶，包括一个直径18mm的大肿瘤和一些小肿瘤（≤4mm），引起腿部麻木（图2C）。这些结果表明，尽管腔内应用IL13BBζ–CAR-T细胞可能预防肿瘤局部（在肿瘤1注射部位）复发，这些输注不能有效控制远处肿瘤进展。
随后，我们在没有其他任何治疗干预下，将10次脑室内输注的IL13BBζ–CAR-T细胞输注到右侧脑室（图2A）。在前3次脑室内输注中（在133天），我们发现颅内和脊髓细胞的尺寸显著减小，在第5次脑室内输注后（在199天），所有的肿瘤尺寸降低了77%至100%。 我们额外增加了5次的脑室内输注（12到16周期），并且在巩固治疗期间，所有的病变在持续改善。肿瘤不能通过MRI测量并且持续无法被PET检测（图2B至2E）。最显著的是在脑室内输注IL13BBζ–CAR-T细胞后，所有的脊髓转移性肿瘤完全消失（图2D、2E）。在脑室内治疗中逐步减少全身应用地塞米松，患者恢复到正常生活和工作。 这种显著临床反应在CAT-T细胞治疗开始后持续了7.5个月，并且这些初始肿瘤中没有任何一个复发（肿瘤1至7和脊髓肿瘤）。这些结果表明，根据神经肿瘤学标准的反应评估，IL13BBζ–CAR-T细胞治疗介导了完全性反应。不幸的是，该患者最终在16周期后（CAR-T细胞治疗后228天）复发，出现4个明显的新病灶并且与肿瘤1至7和脊髓肿瘤不毗邻。这种肿瘤复发的原因正在研究中，初步结果表明IL13Rα2表达下降。 CAR-T细胞的持久性和中枢神经系统炎症反应 在每次脑室内输注（第1或2天）后立即将每立方毫米脑脊液的免疫细胞总数量增加平均因子7.0±3.6，与输注前水平相比较，通常在7天治疗周期减少。在第9周期第2天，我们评估脑脊液中免疫细胞数量包括内源性和表达CA3 的CAR-T细胞，CD14 CD11b HLA-DR 成熟骨髓细胞，CD19 B细胞和少量CD11b CD15 粒细胞（图3A）。与流式细胞术数据一致，在11周期的第1天，脑脊液的细胞病理学分析证实了反应性淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞的存在（数据未公开）。 在进行脑室内治疗（7至11周期）后，CAR T细胞在所有时间点被检测出。CAR T细胞在第8周期之后存在7天，在第9周期输注之前，表明其在脑脊液中持续最少7天（CAR T细胞在第9周期0天组成9.4%的CD3 细胞）（图3B）。我们发现CAR T细胞在脑脊液中的水平略有增加，在第9周期后增加1.6个系数（第9周期第2天与第9周期0天），8天后增加2.3个系数（评估第9周期第8天）。在后面的周期中（例如，第10周期的第1天和第11周期的第1天），当肿瘤负荷显著降低，CAR T细胞在脑脊液中的数量在输注后降低。 在第7周期至第11周期的每次脑室内输注IL13BBζ– CAR T细胞均与脑脊液内细胞因子水平的显著上升相关。30个细胞因子的测量水平和计算因子变化在补充附录的表S4A和S4B中。11个炎症因子从注射前基础水平（第7周期0天）立即增加了10个系数，在至少1次输注后。这些细胞因子包括IFN-γ，TNF-α，IL-2、10、5、6、8；趋化因子C-X-C基序趋化因子配体9(CXCL9)（或者由IFN-γ介导的单核因子），C-X-C基序趋化因子配体10(CXCL10)（或者IP-10），和CCR2（单核细胞趋化蛋白1[MCP-1]）;和可溶性受体IL-1受体α（图3C）。
炎症细胞因子水平增加的出现似乎与1级或2级症状如发热、疲劳和肌痛的发生率相对应，并且这些炎症细胞因子的水平在每周的周期性治疗之间恢复正常基线水平。 这些免疫学变化仅限于脑脊液中，因为在外周血中细胞因子水平无显著增加，CAR T细胞未检测出。不幸的是，我们不能在腔内输注期间回收液体用于对比，因为放置在切除腔边缘的导管尖端阻止了肿瘤囊内液体的吸出。 讨论 我们报告了自体CAR-T细胞靶向IL13Rα2介导的复发多病灶胶质母细胞瘤患者的短暂性完全性反应，其生活质量的显著提高，包括中止全身性应用糖皮质激素和正常生活的恢复。这一临床反应得到实现，尽管肿瘤细胞的IL13Rα2表达并不均一，并且没有之前的化学疗法所致的淋巴细胞消耗。这种化学疗法已经被用于增加系统性过继T细胞反应，但是并未纳入本研究，因为其增加的出血和手术切除相关感染风险，以及淋巴细胞的系统性消耗是否会增强脑内局部传递反应的不确定性。 CAR-T细胞治疗实体瘤的应用涉及一系列独特的挑战，包括抗原校验，肿瘤运输和浸润，肿瘤异质性和免疫抑制的微环境。这项研究提供原理论证数据来确定IL13Rα2作为有效的免疫治疗靶点在胶质母细胞瘤中的应用，并确立了CAR-T细胞可以针对难以治疗的实体肿瘤介导显著的抗肿瘤活性。 这项研究的见解来自于一位患者的两个颅内CAR-T细胞传递系统的比较—输注至切除腔与输注至脑室系统。在这位患者中，两种途径（腔内和脑室内）均具有相似的低毒性特征，但在对于远处肿瘤生长的消除能力明显不同。腔内治疗表现为控制局部肿瘤的复发，远处胶质母细胞瘤进展，包括新病灶的出现。相比，脑室内输注IL13BBζ– CAR-T细胞表现为中枢神经系统肿瘤的退化，包括脊髓肿瘤。可能是这位患者的复发胶质瘤细胞的脑膜传递，通常出现在难治性疾病终末期，或许可以解释脑室内治疗引起肿瘤更多的反应。然而，这些数据提供支持进一步探讨CAR-T细胞脑室内输注治疗恶性脑肿瘤的有效性。 这个病例还突出了内源性免疫系统在CAR-T细胞介导的抗肿瘤反应的潜在作用。脑室内输注后内源性免疫细胞和炎症因子的迅速增加表明宿主免疫系统的募集和刺激。这一发现或许可以解释完全性反应如何获得，即使肿瘤并未一致的表达靶点。IL13BBζ–CAR-T治疗后，评估内源性免疫作用的潜在贡献的相关研究正在进行。 这项研究表明了靶向胶质瘤相关抗原IL13Rα2对于多灶性胶质母细胞瘤的抗肿瘤活性，以及易控制的治疗相关毒性作用。系统性毒性作用的缺乏特别值得注意，高肿瘤负荷患者接受CD-19靶向CAR-T细胞治疗，严重的细胞因子相关症状和神经系统毒性通常与抗肿瘤反应相关。在每次脑室内输注IL13BBζ–CAR-T细胞后，我们观察到脑脊液中炎症细胞因子的快速、多效性变化，显著提高了具有抗肿瘤潜能的IFN-γ诱导的趋化因子CXCL9和CXCL10的水平。这些细胞因子水平的变化并不影响患者的神经功能或通常所指幸福感，因此提供了用于定义接受治疗相关的脑脊液中细胞因子水平改变范围的初始框架，且无剂量限制性毒性作用。 虽然该患者具有显著的临床反应，CAR-T细胞在后来的周期和超过7天的输注周期中，在脑脊液中积累和扩展是有限的。这可能是由于肿瘤负荷的减少或治疗产物的免疫排斥引起抗原驱动减少，尽管临床症状未表明排斥反应的存在。制造中央记忆T细胞的平台和含有4-1BB的CAR设计均基于临床前模型中抗肿瘤有效性和持久性的数据。但是，这些平台如何修改转化为IL13BBζ– CAR-T的持久性和在患者脑脊液中的扩展、传输到肿瘤位点均不清楚。 本文描述的患者正在参加进行的评估CAR-T细胞靶向IL13Rα2腔内输注治疗恶性胶质瘤的剂量递增安全性研究。在7名接受该治疗的患者中，该患者接受腔内和脑室内双重输注IL13BBζ–CAR-T细胞的临床经验是独特的，并且提示我们去扩展一期临床研究，以更大的患者群体来评估脑室内输注。总而言之，我们的临床经验与近期的EGFR2-CAR-T和EGFRvIII-CAR-T细胞康胶质母细胞瘤研究为应用CAR-T细胞免疫治疗恶性脑肿瘤患者的抗肿瘤活性和安全性提供了初步证据。 本文由《神外前沿》特约编辑杨靖怡编译，转载请注明出处  神外前沿：神外医学情报与就医平台 |
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