CAR-T治療CLL療效預測大揭密：T細胞表面標誌物顯神通！ 腫瘤資訊2018-05-15 編譯：Alicia 來源：腫瘤資訊 難治復發慢性淋巴細胞白血病（CLL）預後很差。靶向CD19的CAR-T細胞（CTL019）在CLL中顯示出持續的抗腫瘤作用，但有效率僅26%。近日，Fraietta等發現T細胞本身功能是影響CAR-T細胞治療療效的重要因素，其研究結果於4月30日發表在Nature Medicine上。
背景難治復發慢性淋巴細胞白血病（CLL）預後很差。靶向B細胞信號通路藥物對CLL患者有顯著療效，但治療失敗的患者預後仍然較差。靶向CD19的CAR-T（CTL019）療法在CLL中顯現出持續的抗腫瘤作用，但有效率僅26%，而CTL019在ALL中的有效率可達90%。目前尚未發現CLL患者本身或疾病特異性因素與CTL019治療療效相關。最近，Fraietta等發現T細胞本身功能是影響CAR-T細胞治療療效的重要因素。
結果CTL019治療CLL療效與患者和疾病因素無關，而與CAR-T細胞本身功能有關CTL019療效與患者年齡、前期治療、外周腫瘤負荷以及p53突變狀態等患者和疾病特異性因素無關。輸注CTL019細胞後，在治療有效患者的體內，CTL019細胞數量顯著增高且伴B細胞減少，而治療無效患者的體內，CTL019細胞數量無明顯增高。完全緩解（CR）者中位元CAR拷貝峰值為58570 copies/μg，部分緩解（PR）者中位元CAR拷貝峰值為13257 copies/μg。部分患者開始CAR-T細胞數量較高，但隨後轉化為侵襲性B細胞淋巴瘤（PRTD），此類患者中位元CAR拷貝峰值為130258 copies/μg。然而無緩解（NR）患者中位元CAR拷貝峰值僅205 copies/μg。CR患者CTL019輸注後CAR拷貝數顯著高於PR/NR患者。隨訪5年，在持續CR患者的外周血中仍可檢測到CTL019。對於採用CTL019細胞治療NALM-6白血病的NSG小鼠，與NR者相比，CR者的CTL019細胞在小鼠體外擴增能力強（1h），並且疾病進展風險和復發率顯著降低，生存期顯著延長。因此，CAR-T細胞治療CLL療效與CAR-T細胞本身功能有關。
不同療效患者的CAR-T基因表達顯著不同 通過比較不同療效患者的CAR-T細胞轉錄本，研究者發現CR/PRTD患者基因表達和CR/PR後復發患者基因表達顯著不同于PR/NR患者。基因集富集分析顯示，CR/PRTD患者CAR-T細胞中早期記憶細胞分化相關基因表達高，而PR和NR患者CAR-T細胞中晚期記憶細胞分化、效應T細胞分化、凋亡和有氧糖酵解相關基因表達增高。
CAR-T細胞增殖與IL-6/STAT3通路活化有關 CR/PRTD患者的CTL019細胞體內外增殖能力均強于PR/NR患者。以CD19抗原同源替代物刺激CTL019後，來源於CR/PRTD患者CAR-T細胞的T細胞活化基因表達平均升高49倍，而來源於PR/NR的平均僅升高16倍。在CR/PRTD患者的CAR-T細胞中，STAT3信號通路分子及其靶基因表達增高。在CR/PRTD患者CTL019細胞中，CAR特異性的pSTAT3活性顯著高於PR/NR患者。體內CTL019細胞數量和血清IL-6正相關，同時體外CTL019細胞增殖能力與IL-6/STAT3通路基因集表達正相關。藥物阻斷STAT3通路後，CTL019細胞增殖能力下降。STAT3通路在記憶T細胞產生和維持中起重要作用，不僅可減少CAR-T分化耗竭，而且對輸注後增殖和長期存活有重要意義。在CR/PRTD的CAR-T細胞中，記憶細胞分化和維持相關基因表達升高。基於此，研究者分析了CAR-T治療前T細胞轉錄組，與CAR-T細胞中類似，治療無效者在合成CAR-T前，其T細胞中的細胞耗竭、啟動、糖酵解和凋亡相關基因表達顯著升高。因此，在CAR-T細胞合成前，可通過檢查這類基因的表達，識別出對CAR-T治療有效的患者，進而採用CAR-T治療。
治療前CD45RO–CD27+CD8+ T和CD27+PD-1–CD8+ T細胞群可預測CAR-T治療療效 研究者分析了治療有效和無效患者各T細胞亞群比例。CR/PRTD患者幹細胞型記憶T細胞比例高於PR/NR患者。CR/PRTD患者的CD45RO–CD27+CD8+ T比例顯著高於PR/NR患者。通過另外的8例CLL患者驗證分析，結果顯示CR/PRTD患者治療前的CD45RO–CD27+CD8+ T細胞群比例顯著高於PR/NR患者。因此，治療前CD45RO–CD27+CD8+ T亞群預測CAR-T敏感性和特異性均較好。研究者進一步研究了其他可能與CAR-T分化耗竭相關的細胞亞群，包括PD-1、TIM-3和LAG-3。在CR患者的CAR-T細胞中，CD8+PD-1+比例顯著低於PR/NR患者。CD8+LAG-3+ PD-1+和 CD8+TIM-3+ PD-1+ CTL019細胞群與CAR-T療效差有關，CAR-T治療有效的患者這類細胞比例較低。對於CAR-T細胞中CD27+PD-1–CD8+ CAR T比例高的患者，CAR-T治療有效率高。在NSG小鼠中驗證CD27+PD-1–CD8+ T細胞群的功能，去除CD27+PD-1–CD8+ T細胞群的CAR-T細胞抑制腫瘤能力下降、小鼠發病率增加、生存期縮短。CD27+PD-1–CD8+ 細胞群高表達IL-6受體，經IL-6刺激後pSTAT3增高程度顯著高於其他細胞亞群。因此，CAR-T細胞中CD27+PD-1–CD8+ 細胞群可預測CAR-T治療療效。
結論 該研究顯示，CLL患者本身和疾病特徵不能有效預測CAR-T治療療效，而T細胞本身功能與CAR-T療效有關。合成CAR-T細胞前，T細胞表達細胞耗竭、啟動、糖酵解和凋亡相關基因增高等預示CAR-T治療療效較差。治療前CD45RO–CD27+CD8+ T和CD27+PD-1–CD8+ 細胞亞群提示CAR-T治療有效。因此，治療前檢測此類T細胞生物標誌物可有效預測CAR-T治療、免疫治療和替代治療療效。
參考文獻 Fraietta J A, Lacey S F, Orlando E J, et al. Determinants of response and resistance to CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy of chronic lymphocytic leukemia[J]. Nature medicine, 2018.
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