近日,中國科學院國家納米科學中心梁興杰課題組、吳雁課題組合作,在預防嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)誘導的細胞因子釋放綜合征方面取得進展。相關研究成果在線發表在《自然-生物醫學工程》上。
CAR-T免疫療法已在治療惡性血液瘤尤其是B細胞淋巴瘤等展現出優勢。然而,CAR-T細胞在殺傷腫瘤的同時,也會刺激免疫細胞尤其是巨噬細胞釋放大量的炎癥因子。這些大量釋放的炎癥因子會導致一系列威脅生命的癥狀,包括高燒、低血壓、體重衰減、血管滲漏、器官衰竭。這些和CAR-T相關的癥狀統稱為細胞因子釋放綜合征(CRS)。
CRS本身沒有特異性的生理指標進行診斷,因而較難精準地提前評估CRS是否發生、什么時候發生,以及嚴重程度。當前的醫療措施通常在CRS出現之后進行干預。盡管這可以在一定程度上緩解或者抑制相關的癥狀,但一些已發生的癥狀如血管滲漏會對病人造成不可逆的損傷。
盡管美國食品與藥品監督管理局已批準白介素6(IL-6)阻斷抗體用于治療CAR-T誘導的細胞因子釋放綜合征,但這些單克隆抗體仍面臨著一些嚴重的問題,如系統毒性、發揮效應的時間短等。同時,由于在正常條件下IL-6分子本身在維持著一些重要的生理功能如促進B細胞增殖等。因此,提前或者在CRS沒有發生的時候注射阻斷抗體,會對正常條件下的IL-6濃度和相關功能產生一定影響。
基于疾病特點和目前的用藥問題,梁興杰團隊與吳雁團隊提出“細胞因子海綿”策略,用于預防CAR-T細胞誘導的細胞因子釋放綜合征。本研究將IL-6抗體化學連接在溫敏水凝膠上。科研人員在CAR-T細胞回輸前,將IL-6抗體-水凝膠偶聯物(細胞因子海綿)注射到皮下。當CAR-T細胞誘導產生炎癥因子風暴時,注射的細胞因子海綿能夠實時可控地吸附炎癥因子IL-6,來預防和抑制CRS相關的癥狀。
控制水凝膠中抗體的比例,皮下注射的細胞因子海綿不會對正常條件的IL-6濃度產生影響。只有當IL-6濃度開始升高時或者高于正常值時,細胞因子海綿才會實時地吸附炎癥因子IL-6。這種響應性地吸附特性不僅繞開了復雜的疾病評估過程,而且轉變了CRS管理的策略,即從傳統的抗體阻斷緩解到有效地預防抑制。
該團隊在多種模型上驗證了“細胞因子海綿”對CRS的治療效果(包括人源化的CRS模型)。“細胞因子海綿”有效地抑制了多種炎癥因子的升高,緩解了CRS相關的癥狀,提高了腫瘤模型小鼠的生存率。同時,“細胞因子海綿”沒有影響CAR-T細胞在體內的抗腫瘤效果,證明了其優異的安全性能。
國家納米中心為本工作的第一完成單位。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院等的支持。