靶向BCMA和CD38的双特异性CAR-T细胞治疗复发或难治性多发性骨髓瘤

A bispecific CAR-T cell therapy targeting BCMA and CD38 in relapsed or refractory multiple myeloma

作者信息Heng Mei, Chenggong Li, Huiwen Jiang, Xinying Zhao, Zhiping Huang, Dan Jin, Tao Guo, Haiming Kou, Lin Liu, Lu Tang, Ping Yin, Zhihui Wang, Lisha Ai, Sha Ke, Yimeng Xia, Jun Deng, Lei Chen, Li Cai, Chunyan Sun, Linghui Xia, Gaoquan Hua, Yu Hu
PMID34627333
发布时间2021-10-09
DOI10.1186/s13045-021-01170-7

实验完整度

研究包含体外细胞系实验、异种移植小鼠模型、I期临床试验及计算结构预测等多个独立证据层级,并涵盖功能验证(细胞毒性、细胞因子)和临床疗效评估。

主要模型

体外骨髓瘤细胞系(MM.1s、U266、RPMI-8226、K562-BCMA等) MM.1s异种移植NOD-Prkdcscid IL2rgtm/Bcgen (B-NDG)小鼠模型 复发或难治性多发性骨髓瘤患者(I期临床试验,n=23)

重点核对

效应细胞与靶细胞的效靶比(E:T)1:1、5:1、10:1 体外共培养时间16小时 BM38 CAR-T细胞输注剂量梯度(0.5、1.0、2.0、3.0、4.0×10⁶ CAR-Ts/kg) 淋巴清除预处理方案(环磷酰胺250 mg/m²,氟达拉滨25 mg/m²,第-5至-3天) 临床疗效评估时间点(第14±2天、第28±2天)

摘要

背景 BCMA特异性嵌合抗原受体T细胞(CAR-Ts)在难治性或复发性多发性骨髓瘤(RRMM)中表现出显著疗效;然而,单一靶点免疫治疗存在原发性耐药和复发。双特异性CAR有望缓解这些局限性。 方法 我们构建了一种靶向BCMA和CD38的人源化双特异性BM38 CAR,并在体外和体内测试了BM38 CAR-Ts的抗骨髓瘤活性。23例RRMM患者在一项I期试验中接受了BM38 CAR-Ts输注。 结果 BM38 CAR-Ts对异质性MM细胞的体外细胞毒性强于表达单个BCMA或CD38 CAR的T细胞。BM38 CAR-Ts在异种移植小鼠模型中也表现出强效的抗骨髓瘤活性。在I期试验中,20例患者(87%)发生细胞因子释放综合征,且大多为1-2级(65%)。未观察到神经毒性。血液学毒性常见,包括96%的患者出现中性粒细胞减少,87%出现白细胞减少,43%出现贫血,61%出现血小板减少。中位随访9.0个月(范围0.5至18.5)时,20例患者(87%)获得临床缓解和微小残留病灶阴性(≤10⁻⁴有核细胞),其中12例(52%)达到严格完全缓解。髓外浆细胞瘤在9例患者中56%完全消除,33%部分消除。中位无进展生存期为17.2个月。2例复发患者的骨髓瘤细胞仍维持BCMA和CD38表达。值得注意的是,在9个月时77.8%和12个月时62.2%的可评估患者中可检测到BM38 CAR-Ts细胞。 结论 双特异性BM38 CAR-Ts在RRMM患者中是可行、安全且显著有效的。 试验注册:Chictr.org.cn ChiCTR1800018143。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
单一靶点免疫治疗存在耐药和复发,双特异性CAR是否能通过靶向BCMA和CD38增强抗骨髓瘤疗效并改善RRMM患者预后?
核心机制
BM38 CAR通过串联抗BCMA和抗CD38 scFv同时识别两种抗原,对BCMA+或CD38+肿瘤细胞产生特异性杀伤,双靶点结合可能协同增强激活信号,并可覆盖BCMA或CD38表达异质性的骨髓瘤细胞。
主要证据
体外细胞毒性实验显示BM38 CAR-Ts对异质性骨髓瘤细胞杀伤强于单靶CAR;异种移植模型中BM38 CAR-Ts有效清除骨髓瘤细胞并改善生存;I期临床试验中87%患者获得缓解,52%达到sCR,中位PFS 17.2个月。
研究意义
该研究表明双特异性BM38 CAR-Ts在RRMM患者中可行、安全且显著有效,为多发性骨髓瘤的免疫治疗提供了新策略,但仍需多中心临床试验进一步验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建和鉴定双特异性CAR-T细胞

构建同时靶向BCMA和CD38的双特异性CAR,并验证其表达效率和细胞表型。

利用慢病毒载体将BM38 CAR、38BM CAR及单个BCMA或CD38 CAR转导至健康供者T细胞,通过流式细胞术检测CAR表达和细胞亚群表型,并通过细胞计数观察体外增殖。

2

体外细胞毒性实验

评估BM38 CAR-Ts对表达不同BCMA和CD38水平的骨髓瘤细胞的杀伤能力。

将靶细胞(MM.1s、U266、RPMI-8226、Raji、K562或K562-BCMA)与效应细胞以不同效靶比共培养,使用LDH释放法检测细胞毒性,并检测干扰素γ的产生。

3

异种移植小鼠模型验证

在体内评估BM38 CAR-Ts的抗骨髓瘤活性和对生存的影响。

通过尾静脉注射荧光素酶标记的MM.1s细胞建立B-NDG小鼠骨髓瘤模型,然后输注NT细胞、BCMA CAR-Ts、38BM CAR-Ts或BM38 CAR-Ts,通过活体成像监测肿瘤生长,并记录生存期。

4

I期临床试验安全性评估

评估BM38 CAR-Ts在RRMM患者中的安全性和不良反应。

23例患者接受BM38 CAR-Ts输注,监测不良反应,包括细胞因子释放综合征、血液学毒性、神经毒性和其他事件,并按标准进行分级和记录。

5

I期临床试验疗效评估

评估BM38 CAR-Ts在RRMM患者中的临床疗效,包括缓解率、生存期和微小残留病灶。

通过血清M蛋白、骨髓瘤细胞比例、影像学等评估客观缓解率、无进展生存期、总生存期和微小残留病灶(MRD)阴性率。

6

体内扩增和持久性分析

评估BM38 CAR-Ts在患者体内的扩增、持续时间和与临床反应的关系。

通过定量PCR检测外周血中BM38 CAR拷贝数,动态监测CAR-Ts的体内扩增和持续时间,并分析与临床反应的相关性。

7

计算结构预测

预测BM38 CAR与靶分子BCMA和CD38的结合模式,以解释其协同作用。

使用SWISS-MODEL服务器构建BM38 CAR结构模型,并使用计算对接工具预测其与BCMA和CD38的结合模式。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清NQBB--
台盼蓝----
pLVX-EF1慢病毒载体Anoroad--
293T细胞ATCC--
pRSV.REV包装质粒Addgene--
pMDLg/p.RRE包装质粒Addgene--
pVSV-G包膜质粒Addgene--
Ficoll密度梯度离心液Sigma-Aldrich--
抗CD3抗体T&L Biotechnology--
抗CD28抗体T&L Biotechnology--
重组人白细胞介素-2Huaxin Biotechnology--
生物素化人BCMA蛋白ACRO BiosystemsBC7-H82FO
蛋白LGeneScriptA033-1901
链霉亲和素-PEBioLegend405203
抗CD3-APC抗体BD561811
抗CD4-BB515抗体BD564419
抗CD8-PerCP抗体BioLegend344708
抗CD62L-FITC抗体BD555543
抗CD45RA-PerCP-Cy5.5抗体BD563429
抗CD3-FITC抗体BD561806
抗CD38-APC抗体BD555335
CytoFLEX S流式细胞仪Beckman--
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime BiotechC0016
MB530酶标仪Huisong--
干扰素γ检测试剂盒BD560111
NOD-Prkdcscid IL2rgtm/Bcgen (B-NDG)小鼠Biocytogen--
Bruker Daltonics活体成像系统Bruker Daltonics--
抗CD45-V500抗体BD662912
抗CD19-PE-Cy7抗体BD560728
抗CD138-APC抗体BD347193
抗CD38-V450抗体BD562444
抗CD56-APC-Cy7抗体BioLegend362512
抗人lambda轻链-PE抗体BD555797
抗人kappa轻链-FITC抗体BD555791
FACS Canto II流式细胞仪BD--
抗CD138-V450抗体BD562935
抗CD56-PerCP-Cy5.5抗体BD560842
抗CD38-APC抗体BD555462
抗BCMA-PE抗体Miltenyi Biotec130-117-544
抗原修复液DakoS1699
抗BCMA抗体Abcamab17323
HRP标记的山羊抗大鼠IgGAbcamab205720
抗CD38抗体Abcamab108403
HRP标记的山羊抗兔IgGAbcamab205718
DAB显色试剂盒MXBDAB-0031
Olympus BH-2显微镜Olympus--
Sebia hydrasys电泳仪Sebia--
Binding Site游离轻链检测系统Binding Site--
血清细胞因子检测试剂盒CellGene--
TIANamp基因组DNA提取试剂盒TiangenDP340
罗氏LightCycler 96 PCR仪Roche--
COBE Spectra血细胞分离机----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
CAR-T细胞制备
抗CD3/CD28抗体激活时间(24小时)、慢病毒感染复数(MOI=5)、感染时间(6小时)、IL-2浓度(30 U/mL)、扩增时间(9-11天)
阅读提示:Methods - Manufacturing of BM38 CAR-Ts
体外细胞毒性实验
靶细胞类型、效靶比(1:1、5:1、10:1)、共培养时间(16小时)、靶细胞密度(3×10⁴/孔)
阅读提示:Methods - Cytotoxicity assay
异种移植模型
小鼠品系(B-NDG)、小鼠周龄(12周)、性别(雄性)、肿瘤细胞系(MM.1s)和数量(1×10⁶)、CAR-T细胞剂量(3×10⁶)、输注时间(第0天)
阅读提示:Methods - MM xenograft model
临床试验预处理
环磷酰胺剂量(250 mg/m²)、氟达拉滨剂量(25 mg/m²)、给药时间(第-5至-3天)
阅读提示:Methods - Clinical trial design
临床试验疗效评估
疗效评估时间(第14±2天、28±2天)、IMWG缓解标准、MRD阴性定义(<0.01%有核细胞)
阅读提示:Methods - Clinical trial design, Assessment of myeloma cells
体内扩增检测
检测方法(qPCR)、检测阈值(1000拷贝/μg基因组DNA)、检测时间点
阅读提示:Methods - Quantitative PCR