Первый опыт клинического использования CD19 CAR-T при остром лимфобластном лейкозе у детей

Михаила Александровича Масчана

Конференция BiotechClub 2019

Осенью 2019 года в Москве прошла конференция BiotechClub 2019, на которой Михаил Александрович Масчан представил свой доклад и поделился опытом использования CAR-T-клеток для лечения острого лимфобластного лейкоза у детей.

СAR – это химерный антигенный рецептор, синтетическая молекула, составленная из фрагментов природных антител, где есть антигенсвязывающий фрагмент, заимствованный из антитела заданной специфичности, и сигнальный домен-заимствованный из природных костимуляторных молекул, который способен активировать T-клетки. При переносе такой синтетической молекулы в Т-лимфоциты мы можем задавать им любую специфичность, можно придать T-лимфоцитам дополнительную функциональность, т.е. способность выполнять ту или иную работу лучше, эффективнее, чем природные Т- лимфоциты. Таким образом с помощью CAR-T-лимфоцитов можно таргетировать любые мишени. В первую очередь эта технология развивалась как противоопухолевая терапия.

Для того, чтобы CAR-T-клетки работали, на мембране опухоли должен располагаться так называемый «идеальный антиген», который имеет следующие характеристики:

• Гомогенно экспрессирован на клетках опухоли
• Расположен на мембране опухолевой клетки
• Физиологически стабилен, не исчезать с поверхности опухоли
• Не экспрессирован на нормальных клетках
• Необходим для жизни опухоли

Первым известным таким антигеном стал антиген CD19, который экспрессирован на B-линейных опухолях, практически на всех лимфобластных лейкозах и на В-клеточных лимфомах. Но, к сожалению, он также экспрессирован на здоровых B-клетках. И в данном случае речь идет не об опухольспецифичной терапии, а о тканеспецифичной терапии. То есть CD19 CAR-T-клетки уничтожают не только опухоль, они уничтожают всю здоровую ткань, все В-клетки. Хорошая новость в том, что В-клетки – это та ткань, без которой можно жить. Благодаря этому таргетирование такого тканеспецифичного антигена стало возможным.

На основании исследования «Tisagenlecleucel in Children and Young Adults With B-Cell Lymphoblastic Leukemia» CAR-T-клетки были одобрены к применению при рефрактерном В-клеточном лимфобластном лейкозе у детей. Это был один из уникальных случаев, когда препарат получил доступ на рынок на основании исследований 2 фазы.

К сожалению, высокоэффективность CAR-T клеток имеет свою цену, в данном случае это токсические проявления. Токсичность делится на 2 типа, так называемые on-target/off-tumor – разрушение нормальных B-лимфоцитов, как следствие, В-лимфопения и снижение продукции иммуноглобулина. И off-target токсичность, эта токсичность не была предсказана, с ней столкнулись только при клиническом применении. К ней относится синдром выброса цитокинов, когда CAR-T-клетки попадают в организм, происходит одномоментная активация миллионов лимфоцитов, вследствие происходит выработка большого количества цитокинов и гипервоспалительный ответ организма. К off-target также относится нейротоксичность, которая отчасти связана с гиперцитокинемией, повышением проницаемости сосудов головного мозга и отеком головного мозга.

Принцип производства CAR-T-клеток выглядит следующим образом:

1. Забор лимфоцитов у пациента
2. Выбор стартовой популяции
3. Активация лимфоцитов и перенос генов
4. Короткое культивирование, обычно в течение 10 дней
5. Отмывка и возвращение клеток пациенту

Как CAR-T-клетки попадают к пациенту? В мире существует две взаимодополняющие модели. Первая – индустриальная модель, когда забор лейкоцитов осуществляется в клинике, затем они отправляются на производство и уже в виде CAR-T-клеток возвращаются к пациенту. Другая модель – академическая или локальное производство, где весь процесс локализован в одном здании.

Локальное производство организовано в НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева, где мы занимаемся технологиями переноса CAR-T-клеток с 2015 года.

В феврале 2018 года мы начали пилотное клиническое исследование, туда вошли 27 пациентов с рецидивами и с В-острым лимфобластным лейкозом, это пациенты, у которых исчерпаны другие методы терапии.

Терапия для пациентов начинается с небольшого блока химиотерапии, она необходима, чтобы создать в организме оптимальные условия размножения и функционирования CAR-T-клеток. Если пациенту просто ввести CAR-T-клетки, то они не будут размножаться и работать. Поэтому, на сегодняшний день, блок химеотерапии является обязательной частью схемы, и мы должны синхронизировать цикл производства CAR-T-клеток с химиотерапией.

Наш первый пациент был с рецидивом после блинатумомаба, гапло-ТГСК и повторного применения блинатумомаба. Количество опухолевых клеток при этом росло. После применения CAR-T-клеток через 2 недели мы наблюдали ремиссию с невозможностью детектировать остаточные лейкемические клетки даже очень чувствительными методами. Это было очень важно, так как означало, что технология работает в реальной жизни.

Случай третьего пациента интересен тем, что мы наблюдали экспансию на 14 день введения CAR-T-клеток, т.е. появление их в крови пациента. В организме CAR-T-клетки ведут себя как живое лекарство, после попадания внутрь их концентрация не снижается, а наоборот, прогрессивно растет, и только по мере удаления опухоли их концентрация снижается. У пациента наблюдался острый лимфобластный лейкоз, наблюдались солидные опухолевые образования в костной системе и перелом бедренной кости. Опухоли практически полностью исчезли через 2 месяца введения CAR-T-клеток, и уже больше года пациент остается в ремиссии. Это демонстрация того, что клетки могут работать не только в костном мозге, куда их доступ облегчен, но и в зоне других опухолей, куда клеткам проникать достаточно сложно.

Среднее время сохранения CAR-T-клеток в организме - около 6 месяцев. Пока сохраняются CAR-T, В-клеток нет. И это является хорошим маркером работы, если В-клетки начали появляться, то CAR-T-клетки перестали работать.

Напомню, что все 27 пациентов находились в очень тяжелом состоянии, поэтому полностью избежать токсичности невозможно. 10% пациентов умерло в первые месяцы терапии из-за осложнений. Чаще всего это септические осложнения, не связанные непосредственно с CAR-T-клетками. Но у нас есть и пациент со смертью от токсичности CAR-T-клеток, а у 2 пациентов не удалось добиться ремиссии. Однако 87% пациентов оказались в ремиссии на 28 день терапии.

К сожалению, отрезвляющим фактором оказалось то, что у существенной доли пациентов развился рецидив лейкоза, если они не получили в качестве дополнительной терапии трансплантацию. При отсутствии трансплантации происходит иммунологическое ускользание опухолевых клеток из-под контроля. Большинство этих рецидивов CD19 негативны. Это значит, что большинство опухолевых клеток теряют с поверхности таргетируемый антиген и становятся невидимыми для CAR-T.

Получается, что ,с одной стороны, мы имеем мощный инструмент, с другой - сегодняшнее поколение CAR-T-клеток нельзя считать самостоятельным излечивающим лекарством. Остается сложный вопрос, как пользоваться этим инструментом в будущем.

Резюме клинического опыта:

• Локальное производство позволило обеспечить доступ терапии для большинства пациентов
• Эффективность производства 95%, из 38 запусков 36 были успешными
• Быстрое достижение глубоких ремиссий
• Высокий риск рецидива при отсутствии ТГСК
• Токсичность терапии связана с массой опухоли и плохо поддается предсказанию
• Нет качественных предиктивных биомаркеров токсичности 

Само производство CAR-T-клеток – это лишь кусочек большого пазла, чтобы доставить клетки пациенту, нужно решить множество локальных задач.

Если смотреть на литературу, то тема химерных антигенных рецепторов выглядит как гигантский иммунологический конструктор с потенциалом применения в самых разных областях, первая — это конечно, онкогематология, где уже есть 2 зарегистрированных препарата. Но это ,возможно, и солидные опухоли, аутоиммунитет, трансплантация и терапия инфекций. Более 50 мишеней находится в разработке. Перенос генов может быть осуществлен самым разным способом: ретро- или лентивирус, CRISPR/Cas, мРНК и т.д. Эффекторами могут выступать самые разнообразные клетки: Т-клетки, NK-клетки, DC, ауто, алло и др. И наконец возможен почти бесконечный добавочный инжиниринг Т-лимфоцитов, можно попытаться управлять их хоуменгом, блокировать ингибиторные сигналы, вставлять дистанционное управление, пытаясь делать их более безопасными, и т.д.

И вроде бы, с одной стороны, у нас есть бесконечные возможности инжиниринга, а с другой — практическая медицина, и между ними пропасть. И мостом над этой пропастью являются клинические исследования. Ни одна, даже самая прекрасная идея, не придет к пациентам, если мы не научимся эффективно перекидывать этот мост, исследовать новые виды терапии и доставлять их пациентам.