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致死性细胞释放的阻尼作为CAR-T相关毒性的主要贡献者和治疗靶点

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发表时间:2021-01-28 09:42作者:武汉新启迪Xinqidibio

摘要

近年来发展良好的免疫疗法--CAR-T转移疗法为越来越多的晚期癌症患者提供了巨大的益处.然而,随着临床应用经验的增加,人们越来越意识到潜在的致命副作用,尤其是细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性。了解这些毒性的机制有助于改善治疗结果。最近的发现突出了单核/巨噬细胞在CARTOX相关毒性(CARTOX)中的重要性,并揭示了一种新的机制,这种机制是由致死性细胞释放的损伤相关分子模式(DAMP)介导的。因此,本综述总结了这些发现,并为CARTOX的管理提供了实际指导。

导言

近年来,嵌合抗原受体T细胞(car-T)治疗难治性B细胞恶性肿瘤显示出良好的疗效,为其他晚期癌症的治疗带来了希望。1,2。Car-T治疗会引起快速的免疫反应,持续数月或数年,但也会导致细胞因子释放综合征(Crs)和神经毒性等毒性,这些毒性可能是严重的,甚至是致命的。3,4。因此,迫切需要了解这些副作用的机制,并制定减少或消除治疗所致毒性的策略。

CRS是一种潜在的危及生命的毒性,可由感染(流感)引发。5新冠肺炎6)、某些药物和免疫治疗,特别是那些涉及T细胞的药物和免疫疗法7。CRS是由高水平的免疫激活引起的非抗原特异性毒性。8。它与包括白细胞介素(IL)-6在内的几种核心细胞因子的循环水平升高有关。8。因此,使用抗IL-6受体(IL-6R)抗体tocilizumab进行免疫抑制,无论有没有皮质类固醇,都可以减轻CRS。3,8。然而,由于早期和积极的免疫抑制可能会限制免疫治疗的效果。8,9目前迫切需要解决CRS危及生命的并发症而不损害CAR-T疗效的方法.

与CRS不同的是,CRS的病理生理学和神经毒性的治疗仍然难以实现。虽然白细胞介素-6与神经毒性的发展之间的关系已经在一些临床经验中进行了研究。10,11,12,靶向IL-6R尚未被证明是有效的神经毒性治疗方法。4,13。因此,我们需要更多的研究来发展我们对这类与CARTOX相关的毒性(CARTOX)的机制的理解,并确定更多的可预测的严重程度的生物标志物和有吸引力的治疗靶点。最近的发现突出了单核/巨噬细胞在CARTOX中的重要性。14,15,并揭示了一种新的机制,这种机制是由致死性细胞释放的损伤相关分子模式(DAMP)介导的。16。因此,本综述总结了这些发现,并为CARTOX的管理提供了实际指导。

单核/巨噬细胞:CARTOX的关键介质

虽然CARTOX的临床表现易于识别,但其具体机制仍不清楚。先前的研究表明,高水平的细胞因子通过激活内皮细胞而促进CRS和神经毒性。11,17然而,这些细胞因子的来源和精确功能尚不清楚。最近,有两组人报告说,CRS和神经毒性的主要原因是髓系细胞释放细胞因子,而不是car-T细胞释放的细胞因子。14,15。其中一项研究使用高肿瘤负担的SCID-米色小鼠,在几天内启动CRS。他们发现肿瘤细胞激活的CAR-T细胞可以通过CD40L-CD 40相互作用来吸收和激活巨噬细胞。活化的巨噬细胞释放大量炎症介质,这在临床研究中已经描述过,包括IL-6和IL-1β,这使CRS恶化。调节巨噬细胞功能或IL-1信号传导阻滞可降低CRS相关死亡率,表明巨噬细胞在CRS中的重要性,提示IL-1是减轻CRS严重程度的新靶点。15。使用人源化的三重转基因NSG小鼠,可以更完整地再现人类所见的CARTOX,Norelli等人。证实IL-1和IL-6由单核细胞产生,是CARTOX的关键贡献者.单核细胞耗竭或用anakinra阻断IL-1R对小鼠的致死性crs和神经毒性均有保护作用,但预先使用IL-6R拮抗剂只能预防crs,而不能预防神经毒性。14对CARTOX在IL-1和IL-6之间的贡献提出了不同的优先次序.IL-1是一种细胞因子,在许多与炎症相关的事件中起关键作用。18。IL-1在IL-6释放前24小时释放。14因此,对CARTOX作出更重要的贡献是合理的,尤其是神经毒性。总的来说,这些发现更新了我们对CARTOX的炎症细胞因子来源和机制的理解,并强调巨噬细胞是CRS和神经毒性的关键贡献者。因此,在CAR-T治疗过程中肿瘤微环境中巨噬细胞的活化和调节是未来研究的重点,以寻找新的靶点来减轻副作用,使CAR-T治疗更安全。

阻尼:巨噬细胞激活的内源性触发器

巨噬细胞是天然免疫系统的重要组成部分,几乎存在于所有组织中。它们与循环中的单核细胞有区别。19在控制炎症和感染中起着重要作用。20。致病菌相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMP)是巨噬细胞的两大触发因子,它们分别是从入侵病原体和损伤或死亡细胞中释放出来的。

阻尼也被称为“危险”相关的分子模式,是在“危险”情况下释放的内源性免疫分子,如组织损伤或细胞应激。从细胞外基质(Decolin,肝素硫酸盐,纤维蛋白原等)来看,基本上有两种类型的湿气根据部位而定。或胞内室(HMGB 1、ATP、HSP等)21,22。阻尼主要是通过PRRs和触发巨噬细胞激活来识别的。22,因此在许多炎症性疾病中起着至关重要的作用。21,22.

据最近报道,巨噬细胞参与CARTOX的发育。14,15,但巨噬细胞活化的详细机制仍有待确定。在CAR-T治疗过程中,大量的细胞死亡可能会引起潮气渗漏,从而触发巨噬细胞活化。然而,这一点直到今年才得到证实。

巨噬细胞吞噬功能及随后的湿气渗漏触发巨噬细胞活化,导致CARTOX

上睑下垂是一种炎症性程序性细胞死亡,其特点是细胞肿胀、溶解、多种炎症因子的释放以及湿气。23。死亡细胞通过以下三种途径激活下垂:(1)GSDMD(Gasdermin D)依赖于caspase 1/4/5/11介导的激活。24(2)caspase 3介导的GSDME依赖性激活25,26(三)淋巴细胞源性颗粒酶A介导的GSDMB依赖性激活27。活化的银屑病菌释放出一段新的具有膜孔形成活性的片段,并导致下睑下垂。23,28.

最近的一项研究报道,car-T细胞可诱导gsdme介导的靶细胞下垂,从而导致crs。16。他们发现CAR-T细胞向肿瘤细胞释放颗粒酶B,激活caspase 3,从而导致GSDME的激活和下垂。趋化肿瘤细胞释放大量的阻尼物质,尤其是HMGB 1和ATP,激活巨噬细胞,诱导IL-1β和IL-6的释放,引起CRS。相应地,在接受CD 19-car-T治疗的患者中,原发性B-全白血病细胞中GSDME水平升高与CRS更严重的病例相关。16说明下垂在CRS中的重要性。虽然尚未确定,但IL-1β的戏剧性诱导强烈表明下垂-阻尼轴参与了神经毒性。综上所述,本研究揭示了CARTOX中CARTOX中CaT治疗和肿瘤细胞本身如何触发巨噬细胞介导的毒性的一种可能机制,并强调了爬行-阻尼轴的关键参与。根据这些发现,我们的数据进一步证实了这一观点,并建议HMGB 1作为CRS的预测生物标记物和有吸引力的治疗靶点,因为7/10接受CAR-T细胞的患者在IL-6释放之前诱发高水平的HMGB 1(图6)。1).

图1:HMGB 1和IL-6释放车后T注射的时间过程.

应用ELISA试剂盒(SEA399Hu,CloudCloneCorp.)检测10例急性淋巴细胞白血病CAR-T患者血清HMGB 1和IL-6水平。CBA试剂盒(551811,BD)。介绍了具有代表性的时间历程.

摘要HMGB 1的促炎活性及其在许多炎症性疾病中的潜在临床应用,近年来引起了人们的广泛关注。29。它是一种非组蛋白染色质结合蛋白,在稳定状态下参与许多重要的核过程,如复制、dna修复和转录。30。在组织或细胞应激的背景下,HMGB 1被动员到细胞质中或释放到细胞外间隙,以湿的形式驱动炎症反应。30,31。HMGB 1被多种受体识别,包括TLR 2、TLR 4、TLR 9和RAGE。32,33,34。最近的研究表明,HMGB 1可以通过与TLR 4结合而诱导巨噬细胞活化。35,并通过RAGE/Dynamin依赖的内吞作用触发巨噬细胞的吞噬功能。36。巨噬细胞可能释放更多的湿气以促进进一步的免疫激活和细胞因子的释放,这可能形成一个恶性循环,导致CARTOX更加严重。此外,高水平的细胞因子可能导致组织细胞坏死或下垂。37,38,造成严重的湿气泄漏,使CARTOX进一步恶化。也就是说,CARTOX是一组巨噬细胞依赖的并发症,在这些并发症中,由嗜酸性细胞释放的阻尼作为上游触发因子起着至关重要的作用。在CARTOX期间,包括下垂、湿气释放、巨噬细胞活化和细胞因子释放在内的几个过程形成了一个循环,对CARTOX的驱动作用更为严重(如图所示)。2)。在这个循环中能够断开链接的策略可能被用来管理CARTOX,因为IL-6R或IL-1R封锁可以减轻CRS或神经毒性。然而,IL-6和IL-1只是两种已知的巨噬细胞源性细胞因子,这些细胞因子位于导致CARTOX的炎症事件的下游,其抑制作用可能不够,因此无效。因此,在CARTOX治疗过程中,以下垂为靶点以降低湿热释放量,或直接以阻尼为靶点,是巨噬细胞激活的上游特异性触发因子,可能是一种更为谨慎的治疗方法。

图2:CARTOX的拟议病理机制。

CAR-T细胞识别并触发下垂中的肿瘤细胞。趋化细胞释放大量阻尼,激活巨噬细胞(Mφ),随后释放细胞因子,导致内皮细胞活化和CARTOX。细胞因子水平过高会损害其他细胞的功能,甚至导致坏死或下垂,进一步增加湿漏,从而形成恶性循环,导致更严重的CARTOX。此外,HMGB 1等湿疣可引起巨噬细胞内吞,进一步增加湿热释放,加重CARTOX。


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