Chimeric antigen receptor-T-cellebehandling

Overlevelsen ved en række hæmatologiske cancerformer er øget markant i de seneste år. Et eksempel er akut lymfoblastær leukæmi (ALL), hvor bedre risikostratificering kombineret med intensivering af kemoterapien har medført overlevelsesrater på op til 90% hos børn og yngre voksne [1, 2]. Prisen for den mere intensive kemoterapi har dog været alvorlige akutte bivirkninger og fysiske eller psykosociale senfølger hos en stor del af patienterne [3]. Hos patienter med højrisiko-ALL og hos patienter med recidiv efter standardbehandling anvendes allogen stamcelletransplantation, som kombinerer intensiv kemoterapi med vedvarende immunologisk kontrol af leukæmicellerne via effekten af donorderiverede lymfocytter. Ved denne tilgang helbredes op til 70%, men med risiko for alvorlige bivirkninger som følge af helkropsbestråling, kemoterapi og graft-versus-host-sygdom og med en nonrelapsmortalitet på omkring 10% [4, 5]. For en række andre kræftformer hos børn, inkl. solide tumorer og cancer i centralnervesystemet, har udviklingen været mere beskeden, og hos børn med recidiv af ALL ses der fortsat høje mortalitetsrater [6, 7]. Et tilsvarende billede ses hos voksne, hvor langtidsoverlevelsen f.eks. efter recidiv af ALL er på 10-30% og ca. 20% ved behandlingsrefraktært eller recidiverende diffust storcellet B-cellelymfom (DLBCL) [8-10]. Der er således behov for udvikling af nye behandlingsprincipper, der kombinerer effektiv sygdomskontrol med en mere acceptabel bivirkningsprofil.

CANCERIMMUNTERAPI

Cancerimmunterapi udgør et gennembrud i behandlingen af cancer og udnytter immunsystemets evne til at genkende og dræbe cancerceller. P.t. bliver nye former for immunterapi godkendt i hastigt tempo til stadig flere kræftformer, og de nye behandlingsmuligheder tyder på, at langt flere patienter, selv med fremskreden sygdom, kan blive langtidsoverlevere. Cancerimmunterapi omfatter forskellige behandlingsprincipper, hvoraf de såkaldte checkpointinhibitorer (CPI) er inde i en betydelig udvikling. CPI er antistoffer, der binder til receptorer på immunceller og/eller cancerceller og blokerer for inhibitoriske immunologiske signaler. Klinisk effekt af CPI er påvist over en bred række af hæmatologiske og solide cancerformer og skyldes aktivering/styrkelse af et T-cellebaseret immunrespons mod muterede tumorproteiner [11]. For flere cancerformer med lave mutationsrater, herunder akut leukæmi, er cancercellernes immunaktiverende effekt imidlertid så ringe, at der ikke induceres et naturligt immunrespons, og ved disse cancerformer har CPI begrænset effekt.

CHIMERIC ANTIGEN RECEPTOR-T-CELLER

En ny lovende strategi til generering af et effektivt anticancerimmunrespons ved de kræftformer, der ikke fremkalder et sufficient naturligt immunrespons, er anvendelse af chimeric antigen receptor (CAR)-T-celler. Udviklingen af CAR-T-celler er et lysende eksempel på, hvordan detaljeret grundvidenskabelig immunologisk indsigt kan føre til et muligt paradigmeskifte i cancerbehandlingen. Ved behandling med CAR-T-celler modificeres patientens egne T-celler ex vivo til på celleoverfladen at udtrykke en CAR, der er en kimærisk antigenreceptor bestående af den antigenbindende del af et immunglobulinmolekyle koblet til T-cellereceptorens intracellulære domæne (Figur 1). For at opnå tilstrækkelig proliferation og aktivering efter infusion i patienten modificeres constructet i de nyere CARs til at indeholde et eller flere kostimulerende domæner (oftest CD28 eller 4-1BB). Uden disse ekstra signaler bliver både naturlige T-celler og CAR-T-celler anerge og dermed klinisk ineffektive [12-14].

Patientbehandlingen med CAR-T-celler er kompleks og kræver et tværfagligt setup med henblik på timing, leukaferese, genmodificering, opbevaring og administrering af genmodificerede celler samt mulighed for hurtig adgang til en intensivafdeling pga. risiko for alvorlige akutte toksiciteter. Behandlingen indledes med høst af autologe lymfocytter fra patienten ved leukaferese. De høstede T-celler transduceres in vitro under GMP-vilkår med anvendelse af en viral vektor (retro- eller lentivirus), der bærer CAR-constructet, og cellepopulationen ekspanderes med anvendelse af cytokiner. Efter denne procedure, der som oftest tager 10-14 dage, skal CAR-T-celleproduktet kontrolleres for bl.a. virus og kan herefter reinfunderes intravenøst, som oftest forudgået af en kort forbehandling af patienten med lymfocytreducerende kemoterapi (Figur 2).

KLINISKE UNDERSØGELSER

Behandling med CAR-T-celler rettet imod maligne B-cellesygdomme er på nuværende tidspunkt den mest veletablerede, og de kliniske resultater har været bemærkelsesværdige, hvad angår både effekt og bivirkningsprofil. CAR-T-celler rettet mod CD19-receptoren på maligne celler har således i flere kliniske 1-2-studier vist høj antitumoreffekt hos børn og voksne med fremskreden ALL, kronisk lymfatisk leukæmi og B-cellelymfom [13]. De anvendte CAR-T-celleprodukter i disse studier adskiller sig i CAR-design, T-celleaktiverings- og transduktionsmetoder samt celledoser. Et af de bedst undersøgte CAR-T-celleprodukter er udviklet på University of Pennsylvania og Children‘s Hospital of Philadelphia og er efterfølgende i samarbejde med Novartis godkendt til klinisk anvendelse til CD19-positiv hæmatologisk cancer. Dette produkt, tisagenlecleucel, er undersøgt i et internationalt fase 2-studie af recidiverende/behandlingsrefraktær CD19+-B-celle-ALL hos 75 børn og yngre voksne i 25 centre. Resultaterne viste en recidivfri overlevelse og en samlet overlevelse på henholdsvis 73% (95% konfidens-interval (KI): 60-82) og 90% (95% KI: 81-95) ved seks måneder og på henholdsvis 50% (95% KI: 35-64) og 76% (95% KI: 63-86) ved 12 måneder [15]. Samme produkt blev undersøgt i et fase 2-studie med voksne med behandlingsrefraktært eller recidiverende DLBCL. Af 93 behandlede patienter responderede 52% (95% KI:41-62), 40% med komplet respons og 12% med partielt respons. Blandt de responderende var 79% i live ved 12-måneders opfølgning [16]. I et studie af et lignende CAR-T-celleprodukt fra Kite/Gilead (axicabtagenciloleucel) hos patienter med progredierende B-cellelymfom fandt man responsrater på mere end 80% og over 70% progressionsfri overlevelse efter 24 måneder hos de patienter, der var i remission ved tremånedersopfølgning. For alle behandlede var den progressionsfri og den samlede overlevelse på henholdsvis 39% og ca. 50% ved 24-månedersopfølgning [17]. Dette har medført godkendelse i både USA og Europa af disse to nu kommercielt tilgængelige CAR-T-celleprodukter til behandling af patienter, som er op til 25 år og har recidiverende eller refraktær B-ALL, samt til patienter med behandlingsrefraktært eller recidiverende DLBCL efter flere systemiske behandlinger. Behandling med CAR-T-celler er meget dyr, og i Danmark har Medicinrådet i starten af 2019 anbefalet brugen af tisagenlecleucel til B-ALL i ovenfor anførte situationer. Derimod anbefaler Medicinrådet hverken tisagenlecleucel eller axicabtagenciloleucel som standardbehandling hos patienter med relaps/refraktært DLBCL, idet det vurderes, at der mangler evidens for den kliniske merværdi i forhold til den bedst tilgængelige behandling, samt at der ikke er et rimeligt forhold mellem lægemidlets kliniske merværdi og meromkostningerne ved denne behandling.

VIDEREUDVIKLING AF CAR-T-CELLEBEHANDLING

På trods af høje primære responsrater er recidiv efter CAR-T-behandling en betydelig risiko. Forskelle i de observerede respons- og recidivrater afspejler dels forskelle i CAR-constructet, dels forskelle i celledosering og sammensætningen af de transducerede celler og forskelle i anvendelsen af den indledende lymfocytreducerende kemoterapi. Recidiver kan skyldes tab af CAR-T-cellerne, tab af deres cytotoksiske aktivitet eller udvikling af CD19-negativ leukæmi. Nye strategier for at imødegå dette er sikring af bedre CAR-T-celleekspansion bl.a. via indsættelse af flere kostimulatoriske domæner i CAR-constructet eller supplerende transduktion med andre aktivatorer som f.eks. cytokinreceptorer og cytokiner. Kombinationsbehandling med CPI er en anden lovende strategi til modvirkning af tab af CAR-T-celleaktivitet. En anden mulighed, der p.t. afprøves, er anvendelse af bispecifikke CAR-T-celler rettet mod en kombination af antigene epitoper. F.eks. har en kombination af CD22- og CD19-specificitet vist lovende resultater ved tilbagefald af CD19-negativ B-ALL efter primær behandling med CD19-CAR-T-celler [18, 19].

Udvidelse af anvendelsen af CAR-T-celler til behandling af solide tumorer og andre hæmatologiske cancere er et vigtigt mål, men resultaterne har hidtil været skuffende. Det drejer sig bl.a. om kræftformer som glioblastom, gliom, mesoteliom og neuroblastom samt akut myeloid leukæmi. Den foreløbig begrænsede succes på dette område skyldes bl.a. det immunhæmmende tumormikromiljø, der gør CAR-T-cellerne anerge, og udfordringer med at identificere egnede tumorspecifikke target-molekyler uden risiko for krydsreaktivitet over for raske væv [20, 21]. En mere fuldstændig gennemgang af dette mangeartede forskningsområde ligger uden for målet med denne artikel, men er resumeret i en aktuel oversigtsartikel [22].

Behovet for adgang til CAR-T-celler rettet mod et større spektrum af cancertyper og ønsket om at øge effekten via supplerende aktiveringsmekanismer forklarer dynamikken på dette forskningsområde. Feltet er i en hastig udvikling med mere end 300 igangværende kliniske undersøgelser primært i USA og Asien, rettet mod mere end 20 forskellige cellulære overflademarkører [23, 24]. Flere af CAR-T-celleprodukterne er udviklet i universitetsmiljøer, og omkring en tredjedel af de kliniske studier udgår fra nonindustrielle forskningsinstitutioner, bl.a. pga. udfordringer med pris og tilgængelighed af de kommercielle produkter. Herhjemme er klinisk anvendelse af det kommercielle tisagenlecleucel tilgængelig på Rigshospitalet, ligesom behandling med egenproducerede CAR-T-celler er undervejs gennem et samarbejde mellem Herlev Hospital og Rigshospitalet.

BIVIRKNINGER OG RISICI

Toksicitet ved CAR-T-cellebehandling forårsages af inflammatoriske reaktioner som følge af forstyrrelser i den normale immunologiske homøostase. Hos hovedparten af patienterne ses der varierende grader af cytokin-release-syndrom (CRS) i dagene umiddelbart efter infusionen af CAR-T-celler med høj feber, myalgier, generel utilpashed og evt. capillary leak-syndrom, der kan medføre hypoksi, hypotension, nyresvigt og koagulopati [25]. Syndromet skyldes stærkt øgede niveauer af cirkulerende inflammatoriske cytokiner bl.a. interleukin (IL)-6 og ses særligt hos patienter med stor tumorbyrde pga. øget initial aktivering af CAR-T-cellerne [12, 15, 26]. Forløbet er i de fleste tilfælde mildt, og i sværere tilfælde kan tilstanden behandles med en kombination af kortikosteroid og cytokininhibitorer primært rettet mod IL-6 (f.eks. tocilizumab). Hos nogle få patienter er der dog rapporteret om dødelig udgang [13, 27]. En innovativ og lovende strategi til kontrol af svære tilfælde af CRS er neutralisering af aggressive CAR-T-celler via kotransduktion af inducerbare »selvmordsgener« (f.eks. caspase 9), der selektivt inducerer apoptose i CAR-T-cellerne efter aktivering ved indgivelse af en kemisk inducer hos patienter, der udvikler ukontrollerede immunreaktioner [28].

Neurotoksicitet er en anden relativt hyppig komplikation, som indtræder 1-3 uger efter CAR-T-celleinfusion. Symptomerne er generelt forbigående med en varighed på 5-10 dage og omfatter tremor, afasi, konfusion, hallucinationer og undertiden kramper [29]. Symptomerne tilskrives til dels inflammatoriske mekanismer og ledsages i svære tilfælde af EEG-forandringer [24, 30].

Anvendelsen af CAR-T-celler rettet mod CD19-receptoren ledsages generelt af et reduceret niveau af normale, raske B-celler (on-target off-tumour toxicity) med resulterende reduktion i plasmaceller og hypogammaglobulinæmi, hvilket nødvendiggør substitutionsbehandling med immunglobulin [14, 16]. Hos hovedparten af patienterne ses der efter CAR-T-cellebehandling tillige korterevarende anæmi, trombocytopeni og neutropeni, som bl.a. tilskrives den indledende lymfocytreducerende kemoterapi. Hos nogle patienter varer cytopenien dog i flere måneder efter CAR-T-cellebehandling, men dette har kun i få tilfælde medført alvorlige infektioner eller blødning [30].

KONKLUSION

CAR-T-cellebehandling er et helt nyt behandlingsprincip inden for cellulær immunterapi og har vist meget lovende kliniske resultater. Hos patienter med behandlingsrefraktær hæmatologisk cancer ses der responsrater på op til 90% med bivirkninger, der oftest er forbigående. CAR-T-celler og andre former for cellulær immunterapi kan potentielt ændre de terapeutiske strategier inden for en række kræftformer i de kommende år. Perspektivet er, at flere kan blive kræftoverlevere og med væsentligt færre senfølger, da behovet for toksisk kemoterapi og bestråling reduceres.

Korrespondance: Klaus Müller. E-mail: kgmuller@gmail.com

Antaget: 20. august 2019

Publiceret på Ugeskriftet.dk: 14. oktober 2019

Interessekonflikter: ingen. Forfatternes ICMJE-formularer er tilgængelige sammen med artiklen på Ugeskriftet.dk

Taksigelser: Børnecancerfonden takkes for støtte til udvikling og implementering af CAR-T-cellebehandling i Danmark.

Litteratur: Findes i artiklen publiceret på Ugeskriftet.dk