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多发性骨髓瘤(MM)是一种以浆细胞克隆性增殖为特征的血液系统恶性肿瘤,由于其内在的异质性和对免疫治疗频繁产生的耐药性,构成了重大的治疗挑战。尽管免疫治疗策略的最新进展显著改善了患者的预后,包括免疫调节剂(IMiDs)、嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法、单克隆抗体(mAbs)、抗体药物偶联物(ADCs)和双特异性抗体(BsAbs)等,但疾病复发几乎仍然不可避免。
《Science China-Life Sciences》近日发表综述,通过检查内在肿瘤细胞因素(包括遗传和表观遗传改变、靶抗原的调节或丢失)、免疫效应细胞功能障碍(如T细胞耗竭)以及骨髓微环境复杂的抑制性特征,系统地分类了MM对免疫治疗的耐药机制。此外还讨论了新兴技术如单细胞测序和基于CRISPR/Cas9的功能筛选在揭示耐药途径和指导靶点发现方面的应用。最后,作者重点介绍了克服耐药性的合理策略,包括协同联合方案、下一代治疗方法的开发以及重塑肿瘤微环境的方法。这些知识为在MM中设计更有效和持久的免疫治疗干预措施提供了一个概念框架。

引言
多发性骨髓瘤(MM)是一种浆细胞克隆性恶性肿瘤,其特征为进行性骨髓浸润、免疫功能障碍和多器官损伤。它是第二常见的血液系统癌症,约占全球所有癌症的1%和血液系统恶性肿瘤的10%。MM的临床病程通常从意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)发展为冒烟型MM(SMM),最终发展为有症状的MM,常伴有高钙血症、贫血、肾功能损害和溶骨性骨病变。MM的发病机制复杂且异质,涉及染色体易位、非整倍体、基因突变和表观遗传失调。此外,骨髓微环境(BMM)在支持骨髓瘤细胞生长、免疫逃逸和治疗耐药中也起着关键作用。除了免疫抑制性细胞组分外,细胞外基质蛋白如胶原蛋白、纤连蛋白和层粘连蛋白也通过提供粘附介导的存活信号以及形成物理和生化屏障来限制免疫细胞浸润和药物在骨髓微环境中的分布,从而促进治疗耐药。图1说明了这些致病过程,总结了从MGUS到晚期MM的逐步进展,突出了关键的遗传改变和信号通路,并描绘了促进疾病进展和免疫逃逸的免疫抑制性微环境。

在过去的几十年里,免疫疗法已成为MM治疗的核心,显著改变了治疗策略。早期的进展包括自体干细胞移植(ASCT)和免疫调节剂(IMiDs,如沙利度胺和来那度胺),极大地改善了患者的生存率。随后,单克隆抗体(mAbs)如达雷妥尤单抗和elotuzumab引入了新的机制和临床获益。最近还出现了大量新型免疫疗法,包括嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞、双特异性抗体(BsAbs)、抗体药物偶联物(ADCs)、溶瘤病毒(OVs)和疫苗,扩大了治疗选择,并为MM的个性化治疗带来了新的希望。
尽管取得了这些进展,但MM在很大程度上仍然无法治愈,大多数患者最终因耐药性而复发,可能是固有的或在初始治疗反应后获得。骨髓瘤细胞可以下调免疫可识别的抗原、改变凋亡通路、重塑免疫微环境并削弱细胞毒性免疫细胞功能,这些适应性机制削弱了免疫疗法的有效性并加速了疾病进展。随着治疗选择的增加,由肿瘤内在的遗传变化和与微环境的相互作用驱动,耐药机制变得更加复杂。
本综述聚焦于MM免疫治疗的最新进展,并全面分析了治疗耐药背后的分子和遗传机制。为了支持这一概述,作者概述了在MM中多种免疫治疗方法中反复出现的耐药机制。作者系统地检查了关键治疗类别(包括IMiDs、CAR-T细胞和单克隆抗体)的耐药性。此外还探索了克服耐药性、提高治疗效果和指导未来临床研究的新兴策略。
MM中的免疫治疗
免疫疗法通过提供超越传统化疗和蛋白酶体抑制的治疗策略,深刻改变了MM的治疗格局。免疫疗法包括细胞免疫疗法、单克隆抗体和免疫调节剂,每种方法通过不同的机制发挥作用,以消除恶性浆细胞并调节肿瘤微环境。随着这些药物的临床经验积累,它们被整合到标准治疗方案中,已带来患者预后的显著改善。然而治疗耐药性仍然是主要挑战,通常在初始反应期间或之后出现,限制了临床获益的持久性。为了为下一章讨论的耐药机制建立背景,本节简要概述了目前用于MM管理的主要免疫治疗方式(图2)。

MM中的CAR-T细胞疗法
CAR-T细胞疗法代表了MM的一个里程碑式的进展,特别是对于复发或难治性患者。CAR-T涉及改造自体T细胞,使其表达靶向肿瘤特异性抗原(如B细胞成熟抗原(BCMA)、GPRC5D和SLAMF7)的合成嵌合受体。美国食品药品监督管理局(FDA)批准的BCMA靶向CAR-T疗法,idecabtagene vicleucel(ide-cel)和ciltacabtagene autoleucel(cilta-cel),在后期治疗中显示出高缓解率和深度缓解。Ide-cel包含一个鼠源单链可变片段(scFv)与一个4-1BB共刺激域配对,而cila-cel则包含一个增强亲和力并延长CAR-T持续时间的双表位骆驼源scFv。临床上,ide-cel诱导较高的初始缓解率,而cila-cel已显示出更深和更持久的缓解,可能与其双表位结合设计有关。
CAR-T治疗过程包括白细胞分离术、离体T细胞工程改造、淋巴细胞清除化疗(通常为氟达拉滨和环磷酰胺)以及最终产品的输注。虽然CAR-T细胞在体内的扩增和持久性有助于持久反应,但仍存在一些临床和生物学局限性。新兴的构建体如orvacabtagene autoleucel(orva-cel)、CT053和P-BCMA-101继续探索scFv设计和共刺激域的变化,以优化疗效和安全性。近期的临床努力集中于开发完全人源化或人源化scFv CAR-T细胞。近年来,临床工作聚焦于开发全人源或人源化的scFv CAR-T结构,以降低免疫原性并改善长期存续。全人源BCMA靶向产品的早期研究显示,抗CAR抗体发生率更低,体内扩增更持久(。这些结构旨在解决鼠源或骆驼源scFv相关的局限性,是下一代CAR-T优化的重要方向。耐药性仍是重大障碍,常由抗原下调、T细胞耗竭或肿瘤微环境的抑制信号引起。双靶向CAR-T细胞以及ALLO-715等异体产品正在研究中,以克服这些不足。细胞因子释放综合征(CRS)和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)的管理需要专门方案,仍是广泛推广的障碍。
作者汇总了过去一年中评估CAR-T细胞疗法在多发性骨髓瘤(MM)中疗效的关键临床试验(表1)。未来方向包括整合安全开关、与免疫调节剂或检查点抑制剂的联合治疗,以及识别预测疗效和毒性的生物标志物。

MM中的单克隆抗体
单克隆抗体是MM免疫疗法的另一个重要支柱,其结合特定的表面抗原,并通过直接诱导凋亡、抗体依赖性细胞毒性(ADCC)或补体依赖性细胞毒性(CDC)引发肿瘤杀伤。其中抗CD38单克隆抗体(如达雷妥尤单抗和艾沙妥昔单抗),在新诊断和复发/难治性环境中均显示出显著疗效。达雷妥尤单抗是首个此类CD38单抗,被批准作为单药治疗以及与免疫调节剂或蛋白酶体抑制剂联合使用。艾沙妥昔单抗结合CD38上一个不同的表位,并已显示出良好的结果,特别是与泊马度胺和地塞米松联合使用时。
新型抗CD38单抗如SAR442085正在开发中,以增强Fcγ受体结合并增加ADCC活性。此外,靶向SLAMF7的elotuzumab通过激活自然杀伤(NK)细胞发挥间接抗肿瘤作用。其与来那度胺-地塞米松的联合使用仍然是RRMM患者的一种选择,特别是对于那些对抗CD38药物反应欠佳的患者。
双特异性T细胞衔接器(BiTEs),如特立妥单抗和埃纳妥单抗,通过同时结合CD3和肿瘤相关抗原来将T细胞重定向至肿瘤细胞。这些构建体绕过了传统的免疫识别,并且在经过多限制了的患者中有效,尽管反应的持久性和最佳给药策略仍在研究中。尽管有效,但对单克隆抗体的耐药性源于抗原调节、免疫细胞功能障碍和补体调节,因此需要合理的联合方案。针对GPRC5D或FcRH5等抗原的双靶向双特异性抗体和新型构建体继续扩大治疗选择。
作者总结了近年来关于包含单克隆抗体治疗MM的联合治疗方案所取得的成就(表2)。

MM中的免疫调节剂
自20世纪90年代末以来,IMiDs一直是MM治疗的核心,从沙利度胺开始,随后是来那度胺和泊马度胺。这些药物通过多种机制发挥其抗骨髓瘤作用。在分子水平上,IMiDs结合cereblon(CRBN),即CRL4^CRBN E3泛素连接酶复合物的一个底物受体,导致转录因子IKZF1和IKZF3泛素化和降解,进而下调IRF4和c-MYC(MM中关键的生存调节因子)。
除了直接细胞毒性外,IMiDs还可增强T细胞和NK细胞功能,促进IL-2和IFN-γ产生,并抑制IL-6等免疫抑制性细胞因子。这些免疫刺激作用构成了将IMiDs与单克隆抗体、CAR-T细胞和双特异性抗体联合使用的理论基础。然而,耐药性可通过CRBN下调、IKZF1/3突变或代偿性致癌通路产生。这也导致了下一代cereblon E3连接酶调节剂(CELMoDs)的出现,包括iberdomide(CC-220)和CC-92480,它们在临床前和临床模型中表现出更高的CRBN亲和力和改善的降解特征。在当前的IMiDs中,来那度胺仍然是诱导和维持治疗的中流砥柱,特别是作为RVd(来那度胺、硼替佐米、地塞米松)和ASCT后方案的一部分。泊马度胺对来那度胺和硼替佐米难治性疾病有效,通常与艾沙妥昔单抗(ICARIA-MM)或elotuzumab(ELOQUENT-3)等药物联合使用以增强临床反应。正在进行的研究继续探索在耐药情况下与蛋白酶体抑制剂和单克隆抗体的联合应用。尽管具有广泛的疗效,但IMiDs存在血栓形成、神经毒性(沙利度胺)和长期耐药的风险,需要新的药物开发和生物标志物指导的治疗。
MM中的新兴和辅助免疫疗法
除了CAR-T细胞、单克隆抗体和IMiDs,一些新兴的免疫疗法正在重新定义MM的治疗模式,包括ADCs、BsAbs、OVs和疫苗。
ADCs将单克隆抗体的特异性与化疗药物的细胞毒性相结合。玛贝兰妥单抗是最先进的BCMA靶向ADC,通过可被蛋白酶切割的连接子将抗BCMA抗体与单甲基澳瑞他汀F连接起来。其他BCMA靶向ADC包括AMG 224、MEDI2228、HDP-101和CC99712,其中许多利用先进的载荷-连接子平台(如PBD二聚体或微管溶素衍生物)来增强细胞毒性,同时最小化全身暴露。此信息在表3中呈现。

BsAbs通过同时结合T细胞上的CD3和肿瘤抗原来发挥作用。特立妥单抗和埃纳妥单抗(抗BCMA/CD3)在经多线治疗的患者中已显示出持久缓解。靶向GPRC5D的塔奎妥单抗和靶向FcRH5的cevostamab提供了抗原文库的多样性,以应对克隆异质性。三特异性抗体正在开发中,以进一步提高靶向精度和免疫激活能力。
溶瘤病毒选择性地感染和裂解MM细胞,同时促进系统性免疫激活。涉及麻疹病毒和水泡性口炎病毒的临床试验正在进行中。治疗性疫苗,包括基于肽的和负载树突状细胞的疫苗,旨在刺激肿瘤特异性T细胞反应,但疗效仍有限,可能需要与检查点阻断剂或IMiDs联合使用。
总之,MM中的免疫疗法已发展成为一个多样化和多方面的领域,提供了多种干预途径。然而,反应异质性、免疫逃逸和治疗相关性耐药性强调了进一步分层和个性化的必要性。以下章节将剖析削弱这些免疫疗法的耐药机制,并探索克服它们的新策略。
MM免疫治疗耐药的分子机制
在过去二十年中,通过使用免疫调节剂、CAR-T细胞疗法和单抗治疗,MM的治疗取得了显著进展。尽管取得了这些突破,但复发很常见,许多患者的预后仍然很差。大多数MM个体会经历复发,每次后续复发都会进一步限制治疗选择并降低控制疾病进展的能力。因此,迫切需要一篇全面的综述来阐明MM免疫治疗耐药的机制。本综述旨在详细探讨目前对某些MM治疗最终为何失败的理解,并强调克服耐药性的潜在策略,从而为这一具有挑战性的疾病领域带来改善预后的希望。
MM对免疫调节剂耐药机制的研究进展
IMiDs如沙利度胺、来那度胺和泊马度胺,以及下一代药物CELMoDs(如iberdomide和mezigdomide),已成为MM治疗的基石,然而对这些疗法的耐药性对维持其疗效构成了主要障碍。MM中对IMiDs的耐药机制通常可分为肿瘤细胞的内在耐药性和细胞外微环境相关因素。
肿瘤细胞内对IMiDs的内在耐药性是多方面且复杂的,其主要因素之一是CRBN的作用,它是传统IMiDs和下一代CELMoDs的靶点(Fuchs, 2023)。IMiDs通过靶向CRBN蛋白复合物发挥其对MM的抑制作用。作为E3泛素连接酶复合物的关键组分,CRBN在蛋白质降解中起着核心作用。IMiDs与CRBN的结合不仅改变了其活性和靶向特性,而且还导致特定蛋白质的泛素化和降解,特别是关键的B细胞发育调节因子IKZF1和IKZF3。这种机制直接影响与细胞增殖、生存和免疫调节相关的信号通路。特别是,IKZF1和IKZF3的降解进一步导致促进肿瘤生长的关键转录因子IRF4的表达下调,其减少显著抑制了MM细胞的增殖。通过这样的机制,IMiDs可以在多个层面干预MM细胞的生物活性,有效抑制其生长和扩散。耐药机制包括多种遗传变异,包括CRBN自身的突变和表达水平变化,这些改变会削弱药物与CRBN的结合亲和力,从而降低其治疗效果。
此外,涉及CRBN通路的蛋白质变化(如IKZF1、IKZF3、IRF4和CUL4B水平的改变)也与耐药相关。这些蛋白质在IMiDs结合CRBN的下游效应中起着至关重要的作用,它们的突变或拷贝数变异可导致耐药性。此外,耐药性也可能源于独立于CRBN介导的直接降解途径的机制。例如,促进对肿瘤细胞生存和增殖至关重要的蛋白质复合物(这些复合物并非直接由CRBN靶向,但受其活性影响)的形成,突显了耐药机制的复杂性。此外,一些耐药机制与CRBN或其直接蛋白质靶点没有直接关系,但涉及细胞通路和基因表达的更广泛变化。这些包括生存通路(如涉及IRF4和c-MYC的通路)的上调,即使在CRBN功能正常的情况下也可能导致耐药性。除了CRBN依赖性通路外,IMiD耐药性也可以通过几种CRBN非依赖性机制产生。NF-κB和IL-6/STAT3信号通路的激活提供了替代的促生存通路,绕过了cereblon介导的IKZF1/3降解。代谢重编程包括增强的糖酵解和氧化磷酸化,可以独立于CRBN维持IRF4和MYC的表达。此外,替代性E3泛素连接酶和细胞因子驱动的免疫抑制可能补偿受损的CRBN活性。这些机制强调了联合治疗策略的必要性,即同时靶向炎症、代谢和生存通路,以恢复IMiD敏感性。
与细胞外微环境相关的因素在MM对IMiDs的耐药机制中也起着重要作用。IMiDs能够通过促进T细胞增殖和激活NK细胞等机制发挥抗肿瘤作用。然而耐药的骨髓瘤细胞可能通过采用改变微环境内细胞间相互作用的策略来削弱这些效应,从而促进免疫逃逸。为了克服耐药性,研究人员正在探索新的治疗策略,包括开发下一代IMiDs/CELMoDs、靶向耐药机制的药物以及联合免疫治疗策略。例如,与抗CD38抗体如达雷妥尤单抗联合治疗,应用免疫检查点抑制剂如帕博利珠单抗,以及探索新的分子靶点和信号通路,都为克服耐药性提供了潜在方向。
总之,MM中对单抗的耐药机制涉及多种机制,包括肿瘤细胞内的遗传和表观遗传变化以及肿瘤微环境内的复杂相互作用。未来的研究应进一步详细阐明这些耐药机制,并开发新的治疗策略以克服耐药性,从而提高MM患者的生存率和生活质量。
MM中CAR-T细胞治疗耐药的分子机制
CAR-T细胞疗法是一种创新的治疗方法,已在全球范围内引起了广泛关注,并且是克服传统疗法局限性的潜在策略。然而与IMiD治疗中遇到的耐药性类似,CAR-T细胞疗法在治疗MM时也面临着类似的挑战,因此深入理解CAR-T细胞疗法的耐药机制对于进一步提高这种先进治疗方法的效果至关重要。CAR-T细胞疗法耐药的主要机制包括抗原依赖性因素(如抗原逃逸、抗原脱落或抗CAR抗体),以及T细胞驱动因素(如CAR-T细胞耗竭和免疫抑制性肿瘤微环境)。
抗原逃逸和抗原脱落
BCMA在MM的治疗中起着至关重要的作用,理论上,新诊断或复发患者中的几乎所有肿瘤细胞都能够表达这一靶点。然而类似于在急性淋巴细胞白血病中靶向CD19的免疫疗法中常见的情况,使用免疫疗法靶向单一癌细胞表面抗原可能导致该抗原的下调或丢失,从而降低疗效。肿瘤异质性意味着预先存在的抗原阴性肿瘤细胞可能赋予对CAR-T细胞疗法的耐药性。在一项ide-cel CAR-T临床试验中,报告指出在治疗进展过程中,一部分患者的肿瘤细胞失去BCMA表达。例如,在治疗后第28天,当CAR-T细胞仍可检测到时,67%的患者中BCMA下调。到第90天,尽管BCMA表达水平已经恢复,但即使CAR-T细胞持续存在,这些癌细胞仍未清除。最近的研究还表明,BCMA表达的丧失可能归因于遗传变异,例如BCMA基因的双等位基因缺失。
此外,BCMA可以通过γ-分泌酶的作用从浆细胞表面脱落,产生可溶性BCMA(sBCMA),进入循环。sBCMA是MM的生物标志物,因为它与肿瘤负荷和患者预后相关。sBCMA水平升高可能会与CAR-T细胞上的抗BCMA scFv相互作用,可能影响CAR-T细胞与肿瘤细胞之间的相互作用,从而降低CAR-T细胞疗法的功效。因此,利用γ-分泌酶抑制剂减少BCMA脱落,可以通过增加肿瘤细胞上的BCMA受体密度并减少sBCMA的干扰来增强BCMA靶向治疗的疗效。
总之,BCMA的下调、丢失或脱落可能是CAR-T细胞治疗后耐药或复发的常见原因。
产生抗CAR抗体
2019年进行的一项临床研究显示,在接受BCMA CAR-T细胞治疗的17名RRMM患者中,有7名产生了高水平的抗CAR抗体。这些患者中有六名在治疗后的6个月内经历了复发或疾病进展,表明产生此类抗体的患者复发率显著高于未产生的患者,意味着在接受CAR-T细胞治疗后产生抗CAR抗体的患者复发风险很高。此外在这项研究中,8名患者接受了环磷酰胺和氟达拉滨清淋,而8名患者仅接受环磷酰胺。值得注意的是,在出现抗 CAR 抗体的7例患者中,6例仅接受了环磷酰胺治疗。这一发现表明,清淋方案的选择可显著影响免疫原性和治疗结局。
在接受 BCMA CAR-T 细胞治疗后复发的患者中,可检测到非人源抗 scFv 靶向抗体(小鼠的 ide-cel 和骆驼的cilta-cel)。这种适应性免疫反应可能影响 CAR-T 细胞的持久性,强调了开发全人源化或人 scFvs 以降低免疫原性和增强治疗持久性的重要性
CAR-T细胞清除和耗竭
CAR-T细胞疗法治疗的MM患者复发原因复杂多样,CAR-T细胞在体内的存续能力是关键因素之一。CAR-T细胞疗法的疗效与CAR-T细胞在体内维持功能的时间呈正相关。根据ide-cel临床试验数据,CAR-T细胞可在输注后3个月内被检测到,之后逐渐减少,仅20%的患者在输注后12个月仍可检测到CAR-T细胞,表明在初始3-6个月后对骨髓瘤控制的丧失可能与CAR-T细胞的短暂存在有关。导致存续期有限的潜在机制可能有以下几种。
首先,用于制备CAR-T细胞的T细胞质量和亚型至关重要。不同的T细胞亚群可能具有不同的增殖和长寿能力。具体而言,初始T细胞、干细胞记忆T细胞和中央记忆T细胞表现出更强的增殖能力,以及更慢的耗竭和衰老进程。此外,CAR-T细胞的异源结构域可诱导抗CAR抗体的产生,导致CAR-T细胞数量减少和活性丧失。此外,既往研究表明,T细胞耗竭影响CAR-T细胞在体内的持久性,导致CAR-T细胞疗法的疗效随时间推移而下降。T细胞耗竭的特征是T细胞功能耗竭,使其失去效力,是免疫逃逸的重要原因。T细胞持续暴露于持久性抗原或慢性炎症环境可导致其耗竭,逐渐削弱其效应功能和记忆能力。这导致对肿瘤抗原的反应减弱、体内细胞增殖减少以及存续期缩短。MM患者免疫细胞存在数量和功能缺陷,加上遗传变异、既往治疗药物暴露及其他基础疾病等因素,导致T细胞亚群差异,造成治疗结局的差异。富含更多初始和早期记忆T细胞、CD4+/CD8+ T细胞比例更高的产品与更优的治疗反应和峰值扩增相关。来自BCMA CAR-T细胞疗法耐药患者的T细胞常表现出终末耗竭迹象。因此,阐明T细胞耗竭的机制已成为当前研究的焦点。例如,通过应用CRISPR-Cas9筛选技术,研究人员发现ARID1A基因是逆转T细胞耗竭的关键,显著增强了T细胞长期杀伤癌细胞的能力。ARID1A是SWI/SNF染色质重塑复合体的关键亚基,可促进效应细胞因子表达和记忆T细胞维持所需基因组区域的染色质可及性。通过在编码IL-2、TNF-α及其他关键效应分子的基因座恢复开放染色质状态,ARID1A对抗耗竭相关的转录抑制,增强抗肿瘤T细胞的存续能力和功能容量。
CAR-T细胞的临床应用主要为第二代产品,相比第一代产品,其通过添加CD28或4-1BB等共刺激信号增强了CAR-T细胞功能,且不同类型共刺激信号的选择可导致CAR-T细胞活性的差异。目前,大多数BCMA CAR-T细胞产品采用4-1BB作为共刺激结构域。引入同时包含两种共刺激结构域的第三代CAR-T细胞可协同增强抗肿瘤效应并延长有效治疗持续时间,克服由CAR-T细胞清除或耗竭引起的耐药性。
肿瘤微环境
免疫抑制性肿瘤微环境 (TME) 包括调节性 T 细胞、调节性 B 细胞、髓源性抑制细胞、浆细胞样树突状细胞和 MM 细胞本身,可对 CAR-T 细胞的功能产生不良影响。而且,CAR-T细胞无法到达 MM 细胞可能导致治疗耐药。MM 细胞隐藏在 BMM 内,BMM由各种细胞类型和细胞外基质蛋白如纤连蛋白、胶原、层粘连蛋白和骨桥蛋白组成。这种复杂的环境可以有效保护 MM 细胞不被 CAR-T 细胞治疗靶向。最近在 B 细胞淋巴瘤小鼠中追踪 CD19 CAR-T 细胞的体内成像研究显示,许多 CAR-T 细胞在肺部形成大簇,无法达到其预期靶标。具体而言,体内模型已证明抗 PD-1 抗体与靶向 BCMA/SLAMF7 的 CAR-T 细胞具有协同活性,表明免疫检查点可能影响 CAR-T 细胞或双特异性抗体的疗效。
此外,研究表明 Tregs 可以抑制免疫系统的活性,可能降低 BCMA CAR-T 细胞治疗的有效性。因此,在对 BCMA 治疗产生耐药性的患者中,限制 Tregs 的扩增和功能可能有助于克服对治疗的耐药性,从而增强 CAR-T 细胞治疗的疗效。总体而言,全面了解并干预 TME 内的抑制因子,特别是通过调节 Treg 细胞和其他免疫抑制细胞,对于增强 CAR-T 细胞治疗 MM 的疗效和克服治疗耐药至关重要。
未来,研究人员最终希望理想的治疗 MM 的 CAR-T 细胞靶向不同的 MM 细胞位点,防止抗原丢失。这些细胞应能够克服TME,同时降低毒性和副作用,并应保留幼稚/记忆表型以增加持久性。随着基因编辑技术和载体设计的进步,更好的个性化和多功能 CAR-T 细胞有望开发用于临床治疗。
MM中单克隆抗体治疗耐药的分子基础
与IMiDs和CAR-T细胞疗法一样,单克隆抗体疗法也可能导致耐药性。MM中对单抗治疗的耐药性涉及TME内的因素、MM细胞的遗传和表观遗传变化以及免疫反应的适应之间复杂的相互作用。
MM细胞对单抗疗法产生耐药的主要机制之一是通过减少或完全丢失靶向抗原。例如,达雷妥尤单抗靶向MM细胞中的CD38抗原。如果CD38表达减少,或者MM细胞经历克隆进化选择完全缺乏CD38的变体,就可能产生耐药性。这种现象不仅削弱了治疗的功效,也突显了MM细胞逃避靶向治疗策略的能力,为对抗这种恶性肿瘤的持续战斗提出了重大挑战。此外,MM细胞可以增强抑制补体系统的蛋白质(如CD55和CD59)的表达,从而增强单抗治疗的疗效。这些蛋白质阻止补体系统形成膜攻击复合物(MAC),削弱了依赖ADCC和CDC等机制的单抗治疗的有效性。骨髓瘤细胞上的CD55和CD59表达可以在临床上使用流式细胞术或免疫组织化学进行评估,以估计补体抑制的程度。克服CD55/CD59介导的耐药性的实验策略包括使用靶向这些调节因子的中和抗体或小分子抑制剂,以及改造具有增强补体激活特性的单克隆抗体。尽管这些方法仍处于研究阶段,但它们为在CD55/CD59高表达患者中恢复CDC活性提供了有前景的途径。
此外,免疫效应细胞上Fc受体结构或表达的变化也会削弱单抗结合,从而降低ADCC效率。单克隆抗体通过特异性结合肿瘤细胞表面的抗原以及免疫系统(如NK细胞和巨噬细胞)中的效应细胞发挥作用,这一过程主要是通过单克隆抗体的Fc区与效应细胞表面的Fc受体之间的相互作用实现的。由于遗传变异导致的效应细胞上Fc受体的结构变化或其表达水平的降低,会影响Fc受体与抗体Fc区之间的结合效率。结合能力的降低会导致效应细胞识别和杀伤MM细胞的能力下降。更重要的是,TME通过多种机制保护MM细胞免受单抗疗法的攻击,包括分泌免疫抑制性细胞因子、存在抑制免疫反应的细胞(如Tregs和MDSCs)以及细胞外基质形成的物理屏障。MM细胞可以采用各种免疫逃逸策略,例如表达PD-L1,以结合T细胞上的PD-1检查点并抑制其活性。临床研究表明,PD-L1表达在MM中可变地可检测到,出现在恶性浆细胞和骨髓基质细胞上。较高的PD-L1水平与较短的无进展生存期和骨髓微环境内免疫抑制增加相关,强调了其作为潜在预测生物标志物的价值。这种机制通过损害免疫监视和肿瘤细胞清除,间接降低单克隆抗体疗法的效果。
总之,MM中免疫治疗耐药性的发展是一个多因素、多步骤的过程,涉及TME的变化、免疫逃逸机制的激活以及肿瘤细胞自身的遗传和表观遗传改变(图3)。理解MM免疫治疗耐药性发展的潜在机制,有助于识别新的治疗靶点、优化免疫治疗策略、推进个性化医疗,从而提高治疗效果和患者生活质量,加速科学研究和临床治疗进展。

克服MM免疫治疗耐药性的新方法
在上一节中,作者探讨了MM免疫治疗耐药的现状和挑战,重点关注了IMiDs、CAR-T细胞疗法和单抗治疗的局限性。随着对这种复杂疾病理解的加深以及不断揭示耐药性的分子机制,制定有效的策略来克服或预防耐药性变得至关重要。基于这一基础,本节旨在讨论当前可行且创新的方法,这些方法旨在提高现有治疗的疗效、延长患者的生存期并改善他们的生活质量。通过专注于免疫治疗策略的创新、采用联合治疗等方法,以及使用先进技术识别新的耐药生物标志物,可以在克服MM免疫治疗耐药性方面迈出重要一步。
专注于免疫治疗策略的创新
专注于免疫治疗策略的创新,特别是在优化CAR-T细胞疗法、靶向更多抗原或增强其持久性和活性方面,可以显著提高它们对耐药性MM的疗效。此外,开发下一代IMiDs和单抗至关重要。这些创新的药物,靶向新的位点或具有先进的作用机制,有望克服当前治疗的耐药性障碍,为患者提供更多治疗选择。
改进制造工艺以富集早期记忆T细胞
在克服MM治疗中对CAR-T细胞疗法的耐药性方面,改进制造工艺以富集早期记忆T细胞代表了一种开创性的策略。重要的是,这种创新方法代表了提高CAR-T细胞疗法疗效的关键挑战。大量研究表明,通过在CAR-T细胞制造阶段添加PI3K/AKT抑制剂,可以显著促进记忆T细胞的生成,从而增强CAR-T细胞的持久性和有效性。尽管PI3K/AKT抑制促进了早期记忆T细胞的生成,但延长或高剂量暴露可能会减少T细胞扩增、降低病毒转导效率或在CAR-T制造过程中延迟效应分化。为了平衡记忆富集与细胞产量,可能需要优化方法,如低剂量或短时抑制剂暴露、细胞因子补充(IL-7/IL-15)或分阶段制造方案。此外,使用无病毒转座子方法(如piggyBac)来特异性地靶向和转导早期记忆T细胞,有可能显著增加这些细胞在CAR-T细胞产品中的比例。此外,修改CAR-T细胞的体外培养条件,例如采用特定的细胞因子或限制性培养环境,可以帮助记忆T细胞的增殖和保存,从而提高CAR-T细胞的质量和功能。
总的来说,通过精细管理CAR-T细胞的生产和调整过程,可以实现治疗长期有效性和可靠性的显著提高。尽管这些方法已经取得了一些进展,但仍然迫切需要深入研究和全面的数据分析。
同时靶向两种不同的抗原
为了解决经BCMA CAR-T细胞治疗的MM患者因BCMA阴性克隆出现而复发的风险,研究人员正专注于开发同时靶向两种表面抗原的先进免疫疗法。这一策略基于的原则是,双重靶向独立抗原可以更有效地攻击肿瘤细胞并降低其逃逸治疗的能力。这一目标可以通过多种策略实现,例如序贯或同时输注两种不同的CAR-T细胞,每种靶向不同的抗原,从而扩大治疗范围,同时提高其精确性和有效性。
另一种途径是改造单个T细胞以同时表达两种CAR构建体,每种靶向不同的抗原,或开发包含双抗原结合域的新型CAR结构。这些技术创新不仅增加了CAR-T细胞的功能多样性,还增强了它们在对抗MM中的持久性和适应性。最近的研究已经证明了双靶向CAR-T细胞策略的潜力,例如同时靶向CD19和BCMA、CD38和BCMA、CD138和CD38、BCMA和GPRC5D或BCMA和TACI(,用于克服MM治疗耐药性。这些研究不仅证实了双靶向方法的有效性,也突显了其在改善治疗持续性和预防复发方面的潜力。
此外,利用CRISPR/Cas9等基因编辑工具直接修饰T细胞,增强它们识别多种抗原和维持功能状态的能力,为优化CAR-T细胞疗法的持久性提供了新途径。总之,通过同时靶向两种不同的抗原,可以更有效地对抗MM,为患者提供更精确和持久的治疗选择。
开发下一代IMiDs和单抗
在MM治疗中,开发下一代IMiDs和单抗至关重要。用于MM治疗的下一代IMiDs侧重于提高疗效、减少副作用以及解决对现有IMiDs的耐药性。CELMoDs代表了一类新的免疫调节剂,通过更有效地靶向CRBN通路(在降解MM细胞生存至关重要的蛋白质中起关键作用),在治疗MM方面显示出更强的免疫调节作用。这种机制不仅增强了它们杀伤癌细胞的能力,还降低了耐药风险,可能改善治疗结果和耐受性。理解耐药的分子机制对于解决MM中的IMiD耐药性至关重要。通过揭示耐药机制,可以开发多样化的机制性IMiD,有助于克服或延迟耐药性的出现。此外,随着对MM病理生理学理解的加深和生物标志物的识别,未来的IMiD治疗可能更加个性化,根据患者的遗传背景和疾病特征定制治疗方案,以实现最佳治疗结果。
此外,新一代单抗的研究和开发侧重于识别和验证新的疾病靶点,以及提高疗效和减少副作用的策略。未来的研究可能会发现更多与MM生存和增殖密切相关的分子靶点,为设计下一代单抗提供机会。BsAb疗法,即同时靶向两种不同表面蛋白以识别和杀死癌细胞,已显示出巨大潜力。BsAbs将进一步开发和优化,特别是将提高安全性和减少副作用作为研究重点。此外,将抗体与化疗药物或毒素连接起来的ADCs,旨在提高治疗选择性并减少对正常细胞的毒性。对ADCs的研究将继续探索更有效的连接策略和毒素,以提高它们在MM中的治疗效果。
总之,推进下一代IMiDs和单抗代表了MM治疗的一个有前景的前沿领域,为根据患者个体情况定制更有效、毒性更小的疗法带来了希望。
使用单细胞测序揭示MM中的免疫治疗耐药机制
单细胞测序是一种强大的分析方法,使科学家能够在单细胞水平上研究基因表达、遗传变异和其他分子特征。特别是在研究MM等血液系统恶性肿瘤时,该技术在探索免疫治疗耐药机制和识别新的治疗靶点方面显示出非凡的价值。单细胞测序的优势包括高分辨率分析细胞异质性。MM是一种高度异质性的疾病,单细胞测序可以揭示肿瘤微环境中不同细胞群(包括癌细胞和免疫细胞)的分子特征,有助于理解疾病的复杂性和治疗反应的可变性。此外,通过比较单个细胞治疗前后的基因表达模式,可以精确识别导致免疫治疗耐药性的特定基因或通路,为克服耐药性、发现新的生物标志物和治疗靶点提供见解。此外,这项技术可以揭示以前未被识别的细胞状态和信号通路,为开发新的治疗方法提供可能性。
在免疫治疗耐药性的研究中,单细胞测序的应用包括免疫微环境分析和耐药细胞群追踪(图4A)。该技术可用于分析MM中的免疫微环境,包括免疫细胞的类型、状态和功能,以及它们如何随免疫治疗和疾病进展而变化。通过分析治疗前后的细胞样本,研究人员可以识别出对治疗产生耐药性的细胞群,以及这些耐药细胞在治疗压力下是如何演变的。最近一项利用单细胞RNA测序的研究确定了MM中免疫治疗的耐药机制,包括缺氧耐受、蛋白质折叠和线粒体呼吸通路。这些发现在一个更大的独立临床数据集中得到了验证。此外,PPIA被确定为一个新的潜在耐药靶点。靶向敲低PPIA和使用其小分子抑制剂均增加了MM对蛋白酶体抑制剂药物的敏感性。

具体而言,作者团队利用单细胞测序技术揭示了在MM患者不同R-ISS分期中特异性富集的分子生物标志物和调控网络,为更深入地理解该疾病的肿瘤异质性和精准治疗奠定了基础。此外在另一项研究中,作者团队应用单细胞测序绘制了MM不同阶段单细胞分辨率下观察到的不同表达模式图谱。作者团队还发现了一组新的NKG7阳性的细胞毒性浆细胞,在II期患者中显著富集,表明RRM2是MM的一个新的生物标志物。这些发现揭示了新浆细胞亚群的临床意义和MM治疗的潜在免疫靶点。NKG7+ 浆细胞可能代表一个过渡或激活的亚群,具有潜在的预后价值。近期分析表明,它们的存在可能反映了免疫激活的骨髓微环境,并可能预测对T细胞重定向疗法的反应性,尽管需要进一步的临床验证。
未来,单细胞测序技术的应用可能进一步推动MM治疗走向个性化医疗。通过分析患者特定的疾病特征,该技术可以指导治疗选择和策略。这项研究也为通过深入理解耐药机制以克服单一治疗方法的局限性,从而开发新的联合治疗策略奠定了基础。随着技术进步和数据分析能力的提高,单细胞测序有望揭示更多未知的疾病机制和治疗靶点,促进新药开发。尽管单细胞测序技术在MM研究中提供了独特的见解和潜力,但它也面临技术挑战,如高成本和复杂的数据分析。随着技术的不断发展和优化,预计这些挑战将逐步克服,使单细胞测序在未来的临床应用中发挥更重要的作用。
CRISPR/Cas9文库筛选技术在克服MM免疫治疗耐药性中的应用
CRISPR/Cas9文库筛选技术为研究MM免疫治疗耐药机制提供了一个强大的工具(图4B)。该技术允许研究人员在全基因组范围内进行高通量筛选,以识别导致MM细胞在免疫治疗中产生耐药性的关键基因。该过程涉及构建一个包含大量靶向基因组中每个基因的CRISPR单向导RNA(sgRNA)的文库。通过敲除特定基因,可以观察它们对MM细胞免疫治疗反应的影响。这种方法的优势在于其高效性和系统性,可以揭示以前未知的耐药相关基因和通路,为研究提供新的视角。
例如,在一项研究中,研究人员将CRISPR文库引入激活的小鼠CD8+ T细胞,然后在模拟长期抗原刺激的条件下培养这些细胞。他们使用高通量测序技术比较了持续刺激与初始激活条件下sgRNA的丰度变化,系统地识别了在T细胞耗竭中起关键作用的基因。通过应用CRISPR-Cas9筛选技术,ARID1A基因被确定为逆转T细胞耗竭的关键,显著增强了T细胞长期对抗癌细胞的能力。在另一项研究中,研究人员使用OPM2和MOLP8两种MM细胞系,并采用Brunello文库进行CRISPR/Cas9筛选。通过流式细胞术分选,研究人员分离出BCMA高表达和低表达的细胞,并通过大规模并行测序评估sgRNA表达。通过比较高BCMA和低BCMA表达细胞之间sgRNA的差异,识别了可能调节BCMA表达的基因。这项工作为BCMA表达的调控提供了新的见解,对MM的治疗具有潜在意义。
最近一项研究使用人GeCKOv2 sgRNA文库对MM细胞进行了全基因组CRISPR/Cas9筛选,以识别调节IMiD敏感性的基因。首先,将CRISPR/Cas9系统和sgRNA文库引入MM细胞,每个细胞表达一个sgRNA,导致特定基因被敲除。然后,将这些经过基因编辑的细胞暴露于泊马度胺,并在不同时间点(治疗1、2和3周后)收集样本。对治疗前后sgRNA变化的深度测序分析显示,在药物选择压力下sgRNA富集,识别了影响MM细胞对IMiD敏感性的关键基因,并揭示了CSN9信号小体亚基在维持IMiD敏感性中的重要性。CSN9信号小体亚基阻止CRBN降解,从而增强IMiD的有效性。尽管尚未开发出CSN9信号小体的直接抑制剂,但NEDD8激活酶抑制剂(如MLN4924)可以调节CRL-NEDD8调节轴并稳定CRBN,从而在临床前模型中恢复IMiD敏感性。这些发现突显了靶向上游neddylation通路以克服IMiD耐药性的治疗潜力。最后,该研究基于CRISPR/Cas9文库筛选的结果,提出了一种克服MM免疫治疗耐药性的新策略。将蛋白酶体抑制剂(如硼替佐米)或NEDD8激活酶抑制剂(如MLN4924)与IMiDs联合使用,可以通过稳定CRBN水平来增强MM细胞的细胞毒性。
总的来说,CRISPR/Cas9文库筛选技术在MM免疫治疗耐药性研究中的应用有望进一步精炼。随着技术的进步,CRISPR系统编辑效率和特异性的提高将增加研究结果的准确性和可靠性。此外,与单细胞测序技术相结合,将能够更详细地理解耐药机制,为MM的精准治疗提供坚实的科学依据。
当前挑战与未来展望
免疫疗法已经极大地改变了MM的治疗格局,在传统疗法常常失效的领域带来了新的希望。然而,仍然存在重大挑战,特别是在克服耐药性方面。尽管CAR-T细胞疗法、IMiDs和单抗等疗法在初期取得了成功,但许多患者最终会复发或产生耐药性。耐药性可能源于内在的肿瘤因素,如基因突变或肿瘤微环境的改变,以及骨髓瘤细胞采用的免疫逃逸策略,包括抗原呈递减少或免疫检查点表达增加。克隆进化进一步使治疗复杂化,因为它允许耐药的亚克隆持续存在。先进技术如单细胞RNA测序、空间转录组学、整合多组学方法和CRISPR/Cas9筛选,对于揭示耐药机制和识别新疗法的关键靶点至关重要。
解决免疫治疗耐药性需要创新的方法。能够同时识别多种抗原的多靶点CAR-T细胞和双特异性抗体可以减少免疫逃逸并延长患者生存期。经过改造具有增强持久性和功能的下一代CAR-T细胞,例如分泌细胞因子或表达免疫检查点抑制剂的装甲CAR-T细胞,提供了有前景的解决方案。将免疫疗法与免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1阻断剂)、靶向小分子抑制剂(如BCL-2、MEK、PI3K)、表观遗传修饰剂(如HDAC抑制剂)或其他药物(如蛋白酶体抑制剂)联合使用,可以进一步提高治疗效果并延迟耐药性的发生。结合患者特异性分子分型和液体活检的精准医疗,将有助于制定个性化治疗策略和早期检测耐药克隆。近期在精准监测方面的进展包括动态血清BCMA测量、用于微小残留病评估,以及表征免疫功能障碍和预测治疗反应。这些工具能够实现更个体化的治疗策略,并有助于早期发现治疗耐药或复发。此外,管理免疫疗法相关毒性的进展,包括更安全的CAR-T设计和改进的ADC技术,将至关重要。基因组学、免疫工程和生物技术领域的持续合作和快速进展,为开发更个性化、有效和安全的免疫疗法带来了巨大希望,这些疗法不仅能延长生存期,还能提高MM患者的生活质量。
参考文献
Sci China Life Sci. 2026 Apr 28. doi: 10.1007/s11427-025-3227-0.