Nature：加入IL-15增强为CAR-T细胞治疗实体肿瘤带来希望

嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）在复发难治性B细胞白血病中已经取得了80%以上的完全应答率。传统放化疗对于体积较大的肿块以及转移性病灶疗效有限，因此需要寻找新的有效策略治疗实体肿瘤。目前，CAR-T治疗实体肿瘤的疗效不及B系白血病，部分原因可能是肿瘤微环境中的抑制信号阻碍了免疫应答，并且缺少IL-15等支持T细胞存活和发挥抗肿瘤功能的支持性细胞因子。

IL-15属于γ链细胞因子家族，对CD8⁺T细胞记忆形成、线粒体代谢以及T细胞扩增和持久性至关重要。临床前研究表明，IL-15与CAR-T共表达，能够显著提高CAR-T细胞的增殖能力、持久性和抗肿瘤能力。GPC3在部分实体肿瘤，特别是肝癌上显著表达，其在非肿瘤组织中不表达，因此是免疫治疗的理想靶点。

近日，Andras Heczey 团队于 Nature 发表题为 Interleukin-15-armoured GPC3 CAR T cells for patients with solid cancers 的临床研究，共纳入24名患者——12名接受普通型GPC3 CAR-T，12名接受IL-15增强型GPC3 CAR-T（15.GPC3 CAR-T）。结果表明GPC3 CAR-T组未产生显著的临床应答，15.GPC3 CAR-T组肿瘤控制率为66%，应答率为33%，无患者发生严重不良事件。该研究表明，IL-15能够增强GPC3 CAR-T在患者体内的扩增、生存以及抗肿瘤能力。

首先，作者评估了所有接受GPC3 CAR-T的24名患者的安全性。所有患者回输CAR-T细胞前均经历了氟达拉滨联合环磷酰胺的淋巴细胞清除预处理，回输一次CAR-T，观察期28天。回输了GPC3 CAR-T的12名患者中，回输剂量为1x10⁷/m²（6人）或3x10⁷/m²（6人），该剂量安全但并未产生临床应答。回输了15.GPC3 CAR-T的12名患者中，回输剂量均为3x10⁷/m²。IL-15增强组的CRS相关事件多于普通组，3名患者在给予安全开关iC9诱导药物rimiducid后，CRS症状迅速解除。该部分研究表明，GPC3 CAR-T和15.GPC3 CAR-T在临床应用中均安全，CAR-T相关副作用能够被有效控制。

图1：普通型GPC3 CAR-T和IL-15增强型GPC3 CAR-T的结构简图、患者治疗流程图以及安全性特征

其次，作者评估了患者的肿瘤应答情况。接受3x10⁷/m²剂量的GPC3 CAR-T组患者均无应答，接受相同剂量15.GPC3 CAR-T的12名患者中，4名疾病进展、4名疾病稳定、4名部分应答。其中，2名肿瘤负荷降低26%，1名肿瘤负荷降低12.8%，2名患者的AFP水平较回输前显著下降。该部分研究表明，接受15.GPC3 CAR-T细胞治疗的疾病控制率为66.7%，应答率为33.3%。

图2：抗肿瘤应答的特征

再次，为了对比GPC3 CAR-T和15.GPC3 CAR-T的基线基因差异，作者利用单细胞转录组测序分析了36722个CAR-T产品阶段细胞，鉴定出12个独立细胞簇中基因表达存在差异富集。15.GPC3 CAR-T细胞中，CD8、细胞溶解活性相关基因表达增加，共刺激受体和TCF7下调，且IL-15 共表达使CAR-T细胞表现出较低的糖酵解和较高的氧化磷酸化特征。在蛋白水平，15.GPC3 CAR-T的中央记忆细胞降低，效应记忆和效应细胞增加，PD-1和TIM3表达与CAR-T组相似，但LAG3表达更高。15.GPC3 CAR-T在外周血中的扩增能力显著优于GPC3 CAR-T，在15.GPC3 CAR-T队列中，应答者体内的CAR-T细胞扩增能力显著优于非应答者。该部分的研究表明，15.GPC3 CAR-T在产品阶段已经处于执行功能的效应细胞状态，并且在体内扩增能力更强，这些可能是15.GPC3 CAR-T疗效更好的原因。

图3：GPC3 CAR-T和15.GPC3 CAR-T细胞特征对比以及患者体内扩增情况

最后，为了进一步探究15.GPC3 CAR-T细胞扩增和杀伤肿瘤能力提高的原因，作者将回输2-3周后外周血和肿瘤活检中的CAR-T细胞与回输前产品进行对比，单细胞测序的结果表明，回输后外周血中GPC3 CAR-T和15.GPC3 CAR-T细胞与产品相比，NK样分化、细胞毒性效应功能和耗竭相关基因上调，低分化记忆细胞、细胞因子信号相关基因及对应基因集下调，两种CAR-T细胞接触肿瘤细胞后启动效应分化导致增殖能力下降。15.GPC3 CAR-T组应答者和非应答者中与细胞毒性等相关基因上调，与低分化初始和记忆亚群相关基因下调。与非应答者的细胞相比，应答者的15.GPC3 CAR-T细胞显示出AP1家族成员FOS、FOSB、JUN、JUNB和JUND以及与I型干扰素（T1IFN）信号传导相关基因的上调，以及SWI/SNF染色质重塑复合物中基因抑制。该部分研究通过单细胞测序的方法进一步揭示了与15.GPC3 CAR-T治疗患者应答相关的基因特征。

图4：对比15.GPC3 CAR-T队列中应答者与非应答者的单细胞基因表达谱

综上所述，接受15.GPC3 CAR-T细胞治疗患者的抗肿瘤反应率高于GPC3 CAR-T，部分患者肿瘤体积缩小、血清标志物降低，显示出较好的抗肿瘤活性。IL-15增强型CAR-T治疗是安全的，IL-1/IL-6抑制剂和iC9开关能够迅速解除CRS症状和相关毒性。与此同时，单细胞测序解析了15.GPC3 CAR-T的多组学特征和基因表达变化，为阐释其疗效提高提供了依据。