文献学习‖脑室内 CARv3-TEAM-E T细胞治疗复发胶质母细胞瘤

研究背景

胶质母细胞瘤是最具侵袭性的原发性脑肿瘤，复发性病变的预后极差，且缺乏有效的治疗方案。嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）T细胞因其在难治性淋巴恶性肿瘤治疗中的显著疗效而成为一种有前景的癌症治疗方法。然而，由于胶质母细胞瘤等实体肿瘤的异质性以及肿瘤微环境相关的免疫抑制机制，CAR T细胞的应用一直受到限制。

在之前的一项临床试验中，作者发现外周输注EGFR变异体III的CAR T细胞（CART-EGFRvIII）可在胶质母细胞瘤患者中安全地发挥靶向效应，但并未观察到影像学反应，且复发肿瘤细胞表达野生型EGFR蛋白，并且肿瘤内有大量抑制性调节性T细胞浸润。为了克服这些障碍，作者开发了一种工程化T细胞产品（CARv3-TEAM-E），它通过第二代CAR靶向EGFRvIII，同时分泌针对野生型EGFR的T细胞接合抗体分子（T-cell–engaging antibody Molecules，TEAM）。野生型EGFR在正常脑组织中不表达，但在胶质母细胞瘤中几乎总是表达。作者在临床前模型中发现，CAR T细胞分泌的TEAM分子可在CAR T细胞与相应抗原结合的局部发挥作用，用于治疗异质性肿瘤。作者还发现在体外这些分子有能力将调节性T细胞重新定向至肿瘤。

基于以上数据，作者启动了首次应用于人类的1期临床研究——脑室内CARv3-TEAM-E T细胞治疗胶质母细胞瘤患者的研究，以评估CARv3-TEAM-E T细胞在复发性或新诊断的胶质母细胞瘤患者中的安全性。本篇文献报告了这项研究中前3例接受该治疗方案患者的预设中期分析结果。

研究方法

研究监督与设计：这项非随机、开放标签、单中心研究获得了Dana–Farber/哈佛癌症中心机构审查委员会的批准。作者设计了该研究，收集并分析了数据，并决定提交发表。外部数据与安全监测委员会监督了研究的开展。作者保证数据的准确性和完整性，并保证研究严格遵循协议。

在其他研究队列的入组之前，先入组了一个安全性先导队列。根据协议，符合条件的受试者年龄在18岁及以上，经病理学证实为WHO4级、复发性、EGFRvIII阳性胶质母细胞瘤。受试者必须有可测量的病变，即在MRI上至少有一个直径至少为10毫米的病灶。既往接受过EGFRvIII靶向治疗是排除标准。

治疗与分子检测：安全性先导队列的受试者通过Ommaya囊接受10⁷个CAR阳性的CARv3-TEAM-E T细胞的单次输注。

毒性分析：在整个研究过程中对受试者进行毒性反应监测。根据不良事件通用毒性标准（第5.0版）对不良事件进行分级。剂量限制性毒性反应被定义为至少可能与研究产品相关且不能归因于疾病进展。

研究结果

安全性先导队列中的安全性和不良事件：从2023年3月至7月，3名复发性胶质母细胞瘤患者在麻省总医院入组了INCIPIENT研究的安全性先导队列，其未观察到与剂量相关的毒性反应。被认为至少可能与研究产品相关的3级事件包括受试者1出现的持续3天的3级脑病，以及受试者3出现的持续8天的3级疲劳。受试者1在研究停止后63天因疾病进展死亡，死因为胃肠道穿孔，当时受试者正在接受贝伐珠单抗和地塞米松治疗。该事件未归因于CARv3-TEAM-E输注。在受试者2和3针对周期性发热的检查中，胸部CT发现有短暂性肺结节和磨玻璃样阴影。这些发现均为无症状的，并在4至6周后的复查中自行完全消失。在治疗后的初始阶段，没有任何受试者使用糖皮质激素。

受试者1：74岁右利手男性患者，因头痛和意识混乱1周就诊，影像学检查发现左侧岛叶有一增强病灶。开颅手术后，诊断为IDH野生型MGMT甲基化阳性的胶质母细胞瘤。肿瘤呈EGFRvIII阳性且EGFR拷贝数增加。之后患者接受了放疗和替莫唑胺化疗的标准治疗，在确诊12个月后，MRI提示复发，再次行开颅手术，证实复发性肿瘤为EGFRvIII阳性（见图1A）。随后，受试者1入组了本临床研究。

在CARv3-TEAM-E输注的前6天（第-6天）进行的MRI扫描显示疾病处于活动性进展状态（见图1B）。受试者1在第-1天接受了Ommaya囊脑室造瘘导管植入术。随后在第0天通过该导管装置输注了CARv3-TEAM-E T细胞（10⁷个CAR阳性T细胞）。在单次输注后的第1天进行的MRI扫描显示肿瘤迅速缩小（见图1B）。这种影像学改善在随后的MRI扫描中得到了确认，但在接下来的2周内是短暂的。基于最初的反应，在第37天（第2周期）接受了第二次10⁷个CAR阳性CARv3-TEAM-E T细胞的输注。

在每个治疗周期的多个时间点，使用来自脑脊液和外周血样本的细胞外囊泡RNA进行液体活检。EGFRvIII和EGFR拷贝数在第1周期中升高，随后逐渐降低，最终在治疗后的脑脊液样本中变得无法检测到（见图1C）。从输注前后的外周血样本中提取的细胞外囊泡RNA也显示出EGFRvIII和EGFR拷贝数的降低（见图1D）。受试者1在第72天因MRI显示疾病进展而再次接受手术活检。与液体活检结果一致，治疗后肿瘤组织的下一代测序和免疫组化分析也显示EGFRvIII阴性，而EGFR拷贝数增加。

图1：受试者1的MRI治疗反应和液体活检。图A总结了受试者1的事件时间线。图B显示了受试者1在切除术后、输注前和输注后的增强MRI。

受试者2：72岁右利手男性患者，因阅读困难就诊，MRI检查发现左侧颞叶后部有一强化病灶。开颅肿瘤切除术后，病理分析证实为EGFRvIII阳性、IDH野生型和MGMT甲基化阳性的胶质母细胞瘤。他接受了标准放疗和替莫唑胺化疗，以及电场疗法。在初次诊断后的第20个月，影像学检查显示疾病进展征象。随后，根据初次诊断时的EGFRvIII状态入组了本研究，并按照修改后的工作流程（见图2）进行治疗。该工作流程经过修改，以便在单次手术中同时进行开颅手术、组织取样和Ommaya囊植入。进行再次开颅手术时的分子组织病理学分析显示复发性胶质母细胞瘤呈EGFRvIII阳性。

受试者2出院后1周再次入院接受输注。他通过脑室内导管接受了10⁷个CAR阳性CARv3-TEAM-E T细胞的单次输注。在输注后的第2天进行的MRI检查显示肿瘤的横截面积减少了18.5%，在第69天进一步减少了60.7%（与输注前基线值相比）。这种反应持续改善，并在最后一次评估时（单次输注后超过150天）仍然持久，且在此期间未使用糖皮质激素或抗血管生成治疗（见图3A）。使用来自脑脊液样本的细胞外囊泡RNA进行的纵向液体活检显示，随着时间的推移，EGFRvIII和EGFR拷贝数逐渐降低，并在治疗后的样本中保持在检测阈值以下（见图3B）。

图2：受试者2和3使用的工作流程。该流程允许在单次手术中同时进行开颅手术、组织取样和Ommaya囊植入。

受试者3：57岁右利手女性患者，因数周的找词困难和癫痫发作就诊，MRI检查发现左侧顶叶有一处对比增强病灶。她接受了开颅手术和肿瘤切除术，病理分析证实为IDH野生型和MGMT未甲基化的胶质母细胞瘤。肿瘤呈EGFRvIII表达阳性且EGFR拷贝数增加。她接受了放疗和替莫唑胺化疗，但由于出现血小板减少症，化疗剂量有所减少。在确诊后的第6个月，间隔影像学检查显示疾病复发的迹象。

受试者3入组了本研究（见图2）。她接受了再次开颅手术，进行开放式活检并植入Ommaya囊。手术时的组织分析显示EGFRvIII表达丢失，但通过荧光原位杂交证实存在野生型EGFR扩增的细胞核，也检测到了EGFR转录本。在输注前进行的MRI检查再次显示广泛的复发性疾病负担（见图3C）。受试者3出院后2周再次入院接受输注。她通过脑室内导管接受了10⁷个CAR阳性CARv3-TEAM-E T细胞的单次输注。在单次输注后的第5天进行的MRI扫描显示肿瘤几乎完全缩小（见图3C）；然而，在输注后1个月内出现了复发迹象。从治疗后的脑脊液样本中提取的细胞外囊泡RNA显示，在孤立时间点检测到低拷贝数的EGFRvIII和EGFR，随后变得无法检测到。

图3：受试者2和3的MRI治疗反应和液体活检。图A显示了受试者2在输注前后的增强MRI；在输注后第2天观察到肿瘤缩小。并在后续时间点保持缩小。图B显示了从脑脊液中提取的细胞外囊泡RNA中检测到的EGFRvIII和EGFR拷贝数随时间的变化。图C显示了受试者3在单次输注CARv3-TEAM-E T细胞前后的增强MRI。

相关数据：所有三名受试者在输注后第2天均出现了发热高峰（见图4A）。系统性炎症标志物水平在输注后的第2周和第3周上升，并在第30天恢复到基线水平。

对脑脊液样本进行的细胞病理学分析显示，在输注后立即出现总核细胞计数升高，随后在第1周呈指数级下降，然后逐渐降低。脑脊液样本的细胞分类最初以中性粒细胞为主，然后在输注后的30天内转变为以淋巴细胞为主。定量分析（见图4B）显示，在输注后获得的脑脊液样本中，CAR阳性和TEAM阳性T细胞暂时存在，但在第4周时下降（见图4C），这与同一时期脑脊液隔室中炎症细胞因子环境的正常化相对应（见图4D）。在输注后2至3周，外周血中检测到CARv3-TEAM-E细胞，但其存在是短暂的（见图4E）。

所有三名受试者在外周血中的CAR T细胞绝对计数均在第21天达到峰值。在那时，血液中CAR阳性T细胞表面结合TEAM的百分比在受试者1中为2.00%，在受试者2中为0.64%，在受试者3中为0.00%。相反，脑脊液样本中CAR阳性T细胞表面结合TEAM的百分比在受试者1中为70.3%，在受试者2中为17.6%，在受试者3中为56.2%。这些数据进一步支持CARv3-TEAM-E平台可能有助于安全地在中枢神经系统局部靶向野生型EGFR。

图4 三名受试者的相关数据。A显示了所有三名受试者随时间的体温曲线。B显示了受试者1的CARv3-TEAM-E的代表性流式细胞术分析。C显示了所有三名受试者中的CAR阳性和TEAM阳性T细胞定量分析的结果。D显示了在输注后第一个月受试者脑脊液样本中炎症细胞因子的变化。E显示了外周血样本中CAR阳性和TEAM阳性T细胞。

研究者报告了一项早期1期、首次应用于人类的研究结果，即通过脑室内输注CARv3-TEAM-E T细胞治疗复发性胶质母细胞瘤患者。在本研究中，作者在多名患者中观察到在接受单次脑室内输注双重靶向的CARv3-TEAM-E T细胞后数天内出现了显著的影像学反应。这些反应在三名患者中的两名是短暂的，而一名患者在短期随访期间出现了持久的肿瘤缩小。

尽管CAR T细胞在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得了成功，但其在实体瘤患者中的应用尚未得到证实。用于胶质母细胞瘤患者的CAR T细胞和双特异性抗体仅靶向单一抗原，因此受到肿瘤异质性、抗原丢失的出现以及免疫逃逸的限制。本研究的CARv3-TEAM-E T细胞提供了原理证明，即可以同时使用CAR T细胞靶向多个表面抗原，并证实EGFR是胶质母细胞瘤中一个合适的免疫治疗靶点。此外，尽管全身组织广泛表达其靶点，但CAR T细胞分泌的T细胞接合抗体是安全的。

本研究表明，即使在患有晚期、脑实质内疾病的胶质母细胞瘤患者中，也可以迅速获得CAR介导的抗肿瘤反应。这一发现与之前的一项报告形成对比，在该报告中，一名患有复发性软脑膜疾病的患者在接受16次颅内输注单特异性白介素-13受体α2 CAR T细胞治疗后出现了完全缓解。

值得注意的是，即使在缺乏EGFRvIII表达的情况下（在受试者3中），CARv3-TEAM-E T细胞也显示出抗肿瘤活性。当然，对这些数据的解释仍受到组织取样在异质性疾病中的局限性、用于测量EGFRvIII表达的检测方法的灵敏度以及EGFRvIII表达的短暂性的影响，这些肿瘤在自然病程中会发生变化。

尽管在该组病例中观察到了显著的反应，但作者观察到三名患者中的两名最终出现了肿瘤进展，这与输注后数周内CARv3-TEAM-E T细胞有限的持久性相对应。因此，这些数据需要在未来的研究中对CARv3-TEAM-E T细胞进行评估，同时结合专门设计以增强持久性的策略，可能通过化疗预处理或额外的计划输注来实现。

总之，该研究报告了CARv3-TEAM-E T细胞治疗复发性胶质母细胞瘤的早期1期研究结果，显示了短期内显著的影像学反应。

参考文献：Bryan D, Choi.,Elizabeth R, Gerstner., Matthew J, Frigault., Mark B, Leick., Christopher W, Mount., Leonora, Balaj., Sarah, Nikiforow., Bob S, Carter., William T, Curry., Kathleen, Gallagher., Marcela V, Maus.(2024). Intraventricular CARv3-TEAM-E T Cells in Recurrent Glioblastoma. N Engl J Med, 390(14), 0. doi:10.1056/NEJMoa2314390