БИОХИМИЯ, 2019, том 84, вып. 7, с. 894 - 911

УДК 571.27; 577.29; 615.038; 615.036.8

ПОТЕНЦИАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АНТИТЕЛ

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРОВ И ЦИТОКИНОВ

В АДОПТИВНОЙ ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ

ИММУНОТЕРАПИИ ГЕНЕТИЧЕСКИ

МОДИФИЦИРОВАННЫМИ

Т ЛИМФОЦИТАМИ

Обзор

П.М. Гершович^1,2*, А.В. Карабельский^1,2,

А.Б. Улитин¹, Р.А. Иванов¹

¹ ЗАО «Биокад», 198515 Санкт Петербург, Россия;

электронная почта: gershovich@biocad.ru

² Санкт Петербургский химико фармацевтический университет,

197376 Санкт Петербург, Россия

Поступила в редакцию 01.03.2019

После доработки 08.04.2019

Принята к публикации 08.04.2019

В данном обзоре приведены данные о структуре и механизме действия химерных антигенных рецепторов,

основные аспекты технологии производства и клинического применения CAR T терапии для лечения ге

матологических и солидных злокачественных новообразований. Особый акцент сделан на литературных

данных, описывающих стратегии совместного применения CAR T и иммуноонкологических препаратов на

основе чекпойнт ингибиторов, а также цитокинов. Обзор содержит описание результатов доклинических и

клинических исследований комбинаторных эффектов совместного применения CAR T терапии, монокло

нальных антител - чекпойнт ингибиторов и ряда интерлейкинов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: адоптивная клеточная иммунотерапия, химерный антигенный рецептор, CAR T,

иммуноонкология, антитела чекпойнт ингибиторы, цитокины, интерлейкины.

DOI: 10.1134/S0320972519070029

Идея создания химерных рецепторов для

бельных доменов антитела [1]. Впервые техно

модификации Т лимфоцитов была выдвинута

логии генной инженерии позволили приблизить

израильским ученым Зелигом Эшхаром (Zelig

создание противоопухолевой иммунотерапии,

Eshhar) более четверти века назад. В 1989 г. под

основанной на генетической модификации им

его руководством группа ученых из Института

мунных клеток человека. Ключевая идея лече

Вейцмана (Weizmann Institute of Science) полу

ния с помощью генетически измененных Т лим

чила в своей лаборатории трансгенные Т лим

фоцитов - это высокая таргетная специфич

фоциты, несущие на поверхности химерный

ность такой клетки и ее способность к персис

Т клеточный рецептор (chimeric T cell receptor,

тенции в организме после введения. Несмотря

TcR). Рецептор представлял собой фьюжн

на кажущуюся простоту, эволюция этой концеп

комплекс из Т клеточного рецептора и вариа

ции заняла более четверти века. Тем не менее се

годня модифицированные химерным антиген

ным рецептором (CAR, от англ. chimeric antigen

Принятые сокращения: CAR - химерный антиген

ный рецептор (chimeric antigen receptor); CAR T - Т лим

receptor) Т лимфоциты (CAR T) являются

фоциты, модифицированные химерным антигенным рецеп

крайне эффективным инструментом адоптив

тором; IFN γ - интерферон гамма; IL - интерлейкин;

ной Т клеточной иммунотерапии [2].

MDSC - миелоидные супрессорные клетки; TAM - макро

фаги, ассоциированные с опухолью; TGF β - трансформи

В настоящее время к основным показаниям

рующий фактор роста бета; Treg - регуляторные Т клетки.

для CAR T терапии относятся только гематоло

* Адресат для корреспонденции.

гические опухоли, преимущественно В клеточ

894

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

895

ного происхождения. В лечении этих заболева

CAR, способный узнавать опухолевые антигены

ний CD19 специфичная CAR T терапия уже

и связываться с ними, обеспечивая независимое

успела продемонстрировать прорывной тера

от молекул главного комплекса гистосовмести

певтический потенциал. Беспрецедентный успех

мости (MHC) распознавание мишени и даль

CAR T терапии в онкогематологии привел к

нейшую инициацию иммунного ответа [6]. CAR

началу клинических испытаний CAR T терапии

представляет собой химерную белковую моле

при солидных опухолях. Однако, вопреки ожи

кулу, которая состоит из нескольких доменов

даниям, CAR T терапия солидных опухолей до

природных белков, имеющих различные функ

сих пор не смогла достичь сопоставимых по зна

ции (рис. 1). Внеклеточный домен CAR чаще

чимости клинических результатов по сравне

всего представлен одноцепочечным вариабель

нию с CAR T терапией гематоонкологических

ным фрагментом антитела, специфичным к

заболеваний [3]. Несмотря на это, продолжается

опухолевому антигену (scFv, от англ. single chain

активная разработка CAR, таргетирующих ан

variable fragment), который обеспечивает связы

тигены солидных опухолей с высокой специ

вание с опухолевым антигеном. Внутриклеточ

фичностью. Накапливается все больше доказа

ная часть рецептора состоит из CD3 ζ цепи и

тельств того, что экспрессия антигенов мише

дополнительных сигнальных доменов - фраг

ней на поверхности здоровых клеток, недоста

ментов костимуляторных рецепторов, чаще все

точная способность CAR T к инфильтрации в

го CD28 или 4 1ВВ (CD137). Эти домены обес

очаг опухоли и иммуносупрессивное микроок

печивают активацию, пролиферацию и реализа

ружение, характерное для большинства солид

цию эффекторных функций CAR Т при связы

ных опухолей, значительно снижают эффектив

вании с антигеном на поверхности опухолевой

ность применения CAR T [4]. Разработка под

клетки [7, 8]. В настоящее время разработано и

ходов к повышению эффективности CAR T те

протестировано несколько вариантов CAR, не

рапии в борьбе с солидными опухолями являет

сущих различные комбинации сигнальных и

ся крайне важной задачей, как для ученых, так и

костимуляторных доменов. В зависимости от

для врачей онкологов. Одной из наиболее оче

количества костимуляторных доменов и нали

видных стратегий преодоления резистентности

чия совместно экспрессирующихся дополни

солидных опухолей к CAR T терапии может

тельных элементов выделяют четыре поколения

стать их совместное применение с другими ти

CAR T. К первому поколению CAR относят ре

пами иммуноонкологических препаратов или мо

цепторы, не имеющие костимуляторных доме

лекулами, модулирующими иммунный ответ [5].

нов. В исследованиях in vitro клетки проходили

В этой обзорной статье обсуждаются структу

несколько циклов деления и подвергались

ра и механизм действия CAR, основные аспекты

апоптозу, а также характеризовались низкой

технологии производства и дальнейшего приме

способностью к секреции цитокинов [9]. Анало

нения CAR T терапии для лечения гематологи

гичные данные были получены и в ходе клини

ческих и солидных злокачественных новообразо

ческих исследований [10, 11]. Позднее при со

ваний. Особый акцент сделан на литературных

поставлении результатов изучения сигнального

данных, описывающих совместное применение

пути активации Т лимфоцитов было сделано

CAR T и иммуноонкологических препаратов на

предположение, что помимо непосредственного

основе чекпойнт ингибиторов, а также цитоки

контакта Т клеточного рецептора (ТКР) и анти

нов. Обзор содержит описание результатов докли

гена в составе CAR можно использовать кости

нических и клинических исследований комбина

мулирующие молекулы СD28 и СD137 (4 1ВВ).

торных эффектов CAR T терапии, монокло

В результате удалось значительно повысить про

нальных антител - чекпойнт ингибиторов и ряда

тивоопухолевую активность и персистенцию

интерлейкинов, часть из которых уже использу

CAR T in vivo [12-14]. Это открытие привело к

ется в терапии опухолей в качестве самостоятель

появлению следующих поколений CAR, вклю

ных препаратов или находится на различных эта

чающих один (второе поколение) или комбина

пах доклинической и клинической разработки.

цию из двух костимуляторных доменов (третье

поколение) [15]. Сегодня второе поколение

CAR получило наибольшее распространение,

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ,

СD19 специфичные CAR T на основе второго

СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ

поколения рецепторов стали первым официально

ДЕЙСТВИЯ CAR Т

зарегистрированным биомедицинским клеточным

продуктом этого типа в мире. Дальнейшее раз

Принцип CAR T терапии основан на введе

витие технологии CAR T, в т.ч. ее применение

нии в организм пациента популяции Т лимфо

для лечения солидных опухолей, связывают с CAR

цитов, экспрессирующих на своей поверхности

так называемого четвертого поколения. Четвер

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

896

ГЕРШОВИЧ и др.

Рис. 1. Структура и принцип действия химерного антигенного рецептора (CAR) второго поколения.

С цветным вариантом рис. 1 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

тое поколение CAR создано на основе второго

формируется иммунологический супрамолеку

поколения, при этом CAR T одновременно экс

лярный синапс, созревание которого происхо

прессируют CAR и цитокины, рецепторы цитоки

дит через пространственное перераспределение

нов или химерные комплексы этих молекул [3].

как ингибирующих, так и стимулирующих мо

Независимо от конструкции рецептора, его

лекул на поверхности клетки (рис. 3).

поколения и системы доставки, генетическая

Для реализации терапевтического эффекта,

модификация и появление CAR на поверхности

опосредованного CAR, ключевое значение име

клетки приводят к приобретению Т лимфоци

ет технология переноса кодирующего его гена в

том супрафизиологических свойств к распозна

Т лимфоциты. В процессе получения CAR T ге

ванию и уничтожению клеток опухоли,

нетическая конструкция, кодирующая CAR и

экспрессирующих целевой антиген. В состоя

регуляторные элементы, должна быть эффек

нии покоя внутриклеточная часть химерного ре

тивно доставлена в Т лимфоциты для их генети

цептора под действием электростатических взаи

ческой модификации ex vivo. В настоящее время

модействий удерживается на внутренней поверх

для получения CAR T чаще всего используется

ности плазматической мембраны. Связывание с

доставка генетических конструкций с помощью

мишенью индуцирует конформационное изме

рекомбинантных вирусных векторов, обеспечи

нение CAR, в результате которого активацион

вающих стабильную конститутивную экспрес

ный сигнал передается через клеточную мем

сию в клетках. Для этих целей активно приме

брану Т лимфоцита внутрь клетки (рис. 2).

няются γ ретровирусные и лентивирусные век

В цитоплазме внутриклеточные домены

торы. Необходимо отметить, что оба типа ре

CAR запускают как первичный сигнал актива

комбинантных вирусных векторов осуществля

ции через CD3ζ, так и костимулирующий сиг

ют встраивание генетической конструкции в ге

нал через костимулирующие домены CD28 или

ном. Исторически γ ретровирусные векторы

4 1BB [7, 16]. В настоящий момент принято счи

первыми были использованы для доставки гене

тать, что в основе молекулярного механизма ак

тических конструкций в Т лимфоциты [18].

тивации CAR T через синтетический рецептор

Они обеспечивают эффективную доставку гене

лежат те же принципы, что и у природного Т кле

тического материала в целевые клетки, что по

точного рецептора [17], за исключением того,

зволяет использовать их в качестве инструмента

что для запуска сигнального каскада не требует

в масштабном производстве CAR Т для клини

ся презентация антигена молекулами MHC.

ческого применения [19]. Продолжительные

При взаимодействии CAR Т и клетки мишени

наблюдения за пациентами после введения

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

898

ГЕРШОВИЧ и др.

CAR T, произведенных с помощью γ ретрови

ПРИМЕНЕНИЕ CAR T ТЕРАПИИ

русов, в рамках клинических исследований про

В КЛИНИКЕ

демонстрировали безопасность этого типа век

торов. Спустя более чем 10 лет наблюдений не

На текущий момент Управлением по сани

было показано ни одного случая вектор опосре

тарному надзору за качеством пищевых продук

дованной иммортализации клеток [20]. Тем не

тов и медикаментов США (Food and Drug

менее до сих пор существуют серьезные опасе

Administration, FDA) уже одобрены к примене

ния в безопасности γ ретровирусных векторов.

нию два препарата на основе CD19 специфич

В литературе описаны случаи инсерционного

ной аутологичной CAR T терапии. Препарат

онкогенеза после применения модифицирован

Kymriah (tisagenlecleucel) компании «Novartis»

ных ретровирусными векторами гемопоэтичес

(США) был зарегистрирован 30 августа 2017 г.

ких стволовых клеток для лечения наследствен

для лечения пациентов в возрасте до 25 лет с

ного иммунодефицита (SCID X1), что привело

B клеточным острым лимфобластным лейкозом

к развитию Т клеточного лейкоза у четырех из

(B ОЛЛ). Препарат Yescarta (axicabtagene ciloleu

девяти пациентов [21]. В свою очередь, лентиви

cel) компании «Kite Pharma» (США) был одоб

русные векторы представляются более безопас

рен 18 октября 2017 г. для лечения взрослых па

ной системой доставки с точки зрения риска

циентов с рецидивирующей или рефрактерной

возникновения инсерционного мутагенеза. В от

диффузной В крупноклеточной лимфомой.

личие от γ ретровирусных векторов, они реже

Совсем недавно, 1 мая 2018 г., препарат Kymriah

встраиваются в области сайта старта транскрип

также был одобрен для лечения В клеточных

ции и CpG островков. Лентивирусы трансдуци

лимфом. 27 августа 2018 г. на основании реко

руют не делящиеся клетки, при этом сохраняя

мендательного решения Европейского агентства

высокую эффективность доставки, сравнимую с

по лекарственным препаратам (European Medi

γ ретровирусными векторами [22, 23]. В настоя

cines Agency, EMA) препараты Kymriah и Yescarta

щее время оба типа векторов активно использу

также были одобрены Европейской комиссией

ются для наработки CAR T в масштабе, доста

к применению в странах Европейского союза.

точном для проведения клинических исследова

Кроме того, на продвинутых этапах разработки

ний и производства зарегистрированных препа

находится еще несколько препаратов этого

ратов CAR T терапии [24].

класса, в частности JCAR017 (lisocabtagene

К наиболее эффективным и широко распро

maraleucel; «Juno Therapeutics, Inc.»/«Celgene»,

страненным альтернативным невирусным мето

США; анти CD19 CAR), bb2121 («Bluebird Bio»,

дам доставки можно отнести систему транспо

США; BCMA специфичные CAR Т) и некото

зон/транспозаза, имеющую название Sleeping

рые другие. Препарат bb2121 разрабатывается

Beauty, которая применялась для генетической

для терапии множественной миеломы - нового

модификации Т лимфоцитов, в т.ч. для клини

показания к применению CAR T.

ческих исследований [25]. Эта система переноса

Производственный цикл зарегистрирован

генов показала свою эффективность и относи

ных аутологичных CAR T препаратов занимает

тельную безопасность [26] и с уверенностью мо

2-3 недели и начинается в медицинском центре

жет рассматриваться в качестве альтернативы

с забора мононуклеарных клеток крови пациен

вирусным векторам, особенно в тех случаях,

та посредством лейкафереза. Все дальнейшие

когда речь идет о модификации клеток ex vivo.

манипуляции осуществляются в биотехнологи

Исследователи активно работают над совершен

ческой лаборатории. Полученная клеточная

ствованием этого типа векторов, и в последнее

масса подвергается очистке от буферных раство

время накапливается все больше доказательств

ров и антикоагулянтов, после чего с помощью

эффективности внедрения этой технологии в

проточного элютриационного центрифугирова

процесс получения CAR T [27]. По сравнению с

ния клетки разделяют по их размеру. Выделен

классическими плазмидными векторами, систе

ные Т лимфоциты затем помещают в биореак

ма Sleeping Beauty является значительно более

тор для их активации, генетической модифика

эффективной, менее токсичной и обеспечивает

ции с помощью рекомбинантных вирусных век

преимущество перед вирусными векторами на

торов и последующего культивирования до дос

основе ретровирусов и лентивирусов с экономи

тижения терапевтической дозы CAR T. После

ческой точки зрения. Есть основания предпола

культивирования суспензию CAR T центрифу

гать, что переход на невирусные системы дос

гируют и очищают от нежелательных компонен

тавки генов с использованием этой или анало

тов среды и реагентов, концентрируют до целе

гичной, более совершенной, технологии может

вого объема инфузии. Упакованный CAR T кле

стать новым стандартом для процесса получе

точный продукт чаще всего подвергают крио

ния CAR T в следующие несколько лет.

консервации и в замороженном состоянии на

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

899

правляют в медицинский центр. Инфузию про

ние, но и в большей части случаев отсутствием

водят однократно в предустановленной для па

минимальной остаточной болезни (minimal

циента дозе, в зависимости от массы тела. За

residual disease, MRD). Таким образом, CAR T те

несколько дней до инфузии пациент проходит

рапия способна эффективно предотвращать ре

короткий курс системной химиотерапии (как

цидивы заболевания. Действительно, опыт кли

правило, с применением циклофосфамида и

нических исследований последних лет свиде

флударабина) с целью частичной деплеции эн

тельствует о высокой эффективности CAR T те

догенных Т лимфоцитов [24] (рис. 4).

рапии при лечении рефрактерных В клеточных

CAR T терапия уже успела продемонстри

злокачественных новообразований. Самые мас

ровать убедительные успехи в онкогематологии.

штабные клинические исследования, результа

К основным показаниям для CAR T терапии

ты которых позволили получить регистрацию

относятся гематологические опухоли, преиму

сразу двум препаратам на основе CD19 специ

щественно В клеточного происхождения. При

фичных CAR T, показали высокую эффектив

В клеточных лимфопролиферативных новооб

ность в лечении злокачественных новообразо

разованиях оказались наиболее эффективны

ваний В клеток (В клеточного острого лимфо

CAR T, которые нацелены на связывание с мар

бластного лейкоза, неходжкинских лимфом) -

кером нормальных и трансформированных B кле

полное выздоровление наблюдалось у 70-90%

ток - поверхностным антигеном CD19. Среди

пациентов с диагнозом рецидивирующий В кле

потенциальных В клеточных мишеней CD19 -

точный острый лимфобластный лейкоз (В ОЛЛ)

один из наиболее предпочтительных поверхност

[28, 29].

ных антигенов для таргетирования при помо

щи CAR T. Его преимущества обусловлены уни

версальной экспрессией на поверхности всех

ПЕРСПЕКТИВЫ СОВМЕСТНОГО

В лимфоцитов и отсутствием экспрессии в лю

ПРИМЕНЕНИЯ CAR T С АНТИТЕЛАМИ

бых других клетках и тканях. В сравнении с мо

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРАМИ

ноклональными антителами (ритуксимаб, бли

натумомаб) и ингибиторами тирозинкиназ

На сегодняшний день хорошо изучены регу

(ибрутиниб и др.), CAR T терапия характеризу

ляторы T клеточной активности - контрольные

ется не только высокой частотой ответа на лече

точки иммунного ответа, также именуемые чек

Рис. 4. Цикл производства и применения клеточных препаратов для аутологичной CAR T терапии.

С цветным вариантом рис. 4 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

900

ГЕРШОВИЧ и др.

пойнт рецепторами: PD 1, LAG 3, CD160, TIM 3

Компания

«Биокад» (Россия) развивает

и CTLA 4. Они обусловливают потерю проли

свою линейку антител против ингибирующих и

феративной способности Т лимфоцитов при

активирующих чекпойнт рецепторов для ком

связывании со своими лигандами и ингибируют

бинированной терапии онкологических заболе

продукцию интерлейкина 2 (IL 2), фактора

ваний (рис. 5). Антитело пролголимаб (BCD 100) -

некроза опухоли (TNF) и интерферона гамма

антагонист PD 1 рецептора - показало высокую

(IFN γ) [30]. PD L1 является лигандом PD 1,

эффективность в клиническом исследовании у

широко экспрессируемым при различных зло

пациентов с метастатической меланомой. Прол

качественных новообразованиях (включая плос

голимаб был выделен из наивной фаговой дисп

коклеточный рак головы и шеи, меланому и рак

лейной библиотеки Fab фрагментов антител че

легких) и позволяющим опухоли избегать им

ловека (MeganLib) и в дальнейшем оптимизиро

мунного надзора хозяина [31, 32]. Доступные на

ван с применением in silico и генно инженерных

фармацевтическом рынке блокирующие анти

методов для достижения необходимых характе

тела против PD 1/PD L1, такие как ниволумаб

ристик стабильности и аффинности. Получен

(Opdivo), пембролизумаб (Keytruda) и атезоли

ный в результате первый оригинальный рос

зумаб (Tecentriq) уже становятся золотым стан

сийский чекпойнт ингибитор оказался намного

дартом иммунотерапии рака при лечении не

стабильнее своих зарубежных конкурентов Opdivo

скольких видов солидных опухолей, в т.ч. мела

(ниволумаб, «Bristol Myers Squibb», США) и Key

номы, немелкоклеточного рака легких, почечно

truda (пембролизумаб; «Merck & Co.», США)

клеточного рака и рака головы и шеи [33]. Инте

благодаря использованию безэффекторной фор

ресным примером приложения чекпойнт бло

мы IgG1 изотипа, и это позволило начать разра

кады может стать хронический лимфолейкоз -

ботку высококонцентрированной лекарствен

злокачественная опухоль с низким уровнем от

ной формы для подкожного введения (с концент

вета на CAR T, при которой наблюдается общее

рацией действующего вещества > 100 мг/мл). При

подавление активности T клеток. Было проде

этом in vitro активность пролголимаба соизме

монстрировано, что блокирование PD L1 на

рима с пембролизумабом и выше таковой у ни

миелоидных супрессионных клетках (MDSCs)

волумаба. Для сравнительной оценки биологи

из периферической крови пациентов нормали

ческой активности препаратов использовалась

зует соотношение лимфоцитов CD4/CD8 и вос

эффекторная линия T клеточного происхожде

станавливает цитотоксичность CD8 Т лимфо

ния, содержащая репортерный ген, кодирующий

цитов, стимулируя тем самым противоопухоле

люциферазу, под контролем NFAT чувствитель

вый иммунный ответ [31].

ного промотора. Взаимодействие PDL1 с PD 1

Рис. 5. Рецепторы, контролирующие активность цитотоксических Т лимфоцитов, и терапевтические антитела (BCD),

разрабатываемые в компании «Биокад» (Россия).

С цветным вариантом рис. 5 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

901

эффекторной клеточной линии ингибирует ак

в значительной степени поддерживало цитоток

тивацию сигнального каскада NFAT. Добавле

сичность CAR T и их способность секретиро

ние исследуемых антител препятствует образо

вать IFN γ. Аналогичный эффект при добавле

ванию комплекса PD 1/PDL1, что восстанавли

нии анти PD 1 антитела наблюдался и для

вает активацию сигнального каскада NFAT

GD2 специфичных CAR T третьего поколения,

(рис. 6).

которые демонстрировали снижение выработки

CAR T также содержат набор ингибирующих

цитокинов после длительного культивирования

их активность рецепторов типа PD 1, CTLA 4 и

с клеточными линиями меланомы, экспресси

LAG 3 и поэтому представляют собой важную

рующими PD L1 [37].

группу мишеней для усиления эффективности

Сверхэкспрессия чекпойнт рецепторов CAR T

CAR T терапии. По аналогии с наивными Т лим

была также зарегистрирована при анализе кли

фоцитами, CAR T в процессе терминальной

нических образцов. У 8 из 11 пациентов с лим

дифференцировки приобретают истощенный

фомой после введения CD19 специфичных кле

фенотип, ассоциированный с повышенной экс

ток CAR T экспрессия PD 1 на CD4⁺ CAR T

прессией PD 1 [34]. Показано, что специфич

увеличилась как минимум в 3 раза с момента ин

ные к мезотелину CAR T коэкспрессируют PD 1

фузии до выхода на плато по количеству CAR T

и LAG 3 или PD 1 и TIM 3 в ортотопической мо

в периферической крови [33]. В клиническом

дели мезотелиомы плевры на мышах [35]. В дру

исследовании с участием пациентов с B клеточ

гом исследовании было установлено, что специ

ной лимфомой (рецидив после аллогенной

фичные к мезотелину CAR T быстро теряли

трансплантации стволовых клеток) проводили

функциональную активность в присутствии

однократную инфузию аллогенных CD19 спе

опухолевых клеток и начинали активно экспрес

цифичных CAR T. В результате наблюдали уве

сировать поверхностные чекпойнт рецепторы

личение количества CD8⁺ и CD4⁺ CAR T,

PD 1, LAG 3, TIM 3 и 2B4 одновременно с ак

экспрессирующих PD 1. Более того, экспрессия

тивацией ингибирующих белков (диацилглице

PD 1 была выше на CAR⁺ клетках, чем на немо

ролкиназа и SHP 1) [36]. При удалении опухо

дифицированных Т лимфоцитах [38]. Анало

левых клеток мишеней фенотип CAR T восста

гичный пример был показан в исследовании, в

навливался. Добавление антитела против PD L1

котором GD2 специфичные CAR T демонстри

Рис. 6. Сравнительное исследование активности анти PD1 антител ниволумаба, пембролизумаба и пролголимаба. Ре

зультаты клеточного теста на определение анти PD 1 зависимой реактивации NFAT сигнального каскада.

С цветным вариантом рис. 6 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

902

ГЕРШОВИЧ и др.

ровали повышение уровня экспрессии PD 1 и

ляции наблюдается повышение уровня экспрес

снижение срока персистенции у пациентов с

сии PD 1 на HER2 специфичных CAR T. До

метастатической меланомой [37].

бавление анти PD 1 антитела повышало пред

ставленность маркеров активации, увеличивало

скорость пролиферации CAR T, а также значи

КОМБИНАЦИЯ CAR T ТЕРАПИИ

тельно усиливало их противоопухолевую актив

И БЛОКАДЫ PD 1

ность в моделях на мышах [39]. В другом исследо

вании было показано, что блокада PD 1/PD L1

Существует несколько подходов, через кото

может восстановить эффекторную функцию

рые может быть реализовано комбинаторное

специфических к мезотелину CAR T в ортото

применение CAR T и блокады рецептора PD 1.

пической модели мезотелиомы плевры [35].

Ген PD 1 может быть выключен в CAR T с ис

Важно отметить, что количество анти PD 1

пользованием инструментов редактирования

имеет большое значение для эффективного ин

генома. Экспрессия гена PD 1 временно может

гибирования рецептора. Например, при относи

быть снижена с помощью введения в клетку ко

тельно высокой дозировке (250 мкг анти PD 1

ротких шпилечных РНК (shРНК). PD 1 на по

на мышь) PD 1 блокада была способна усилить

верхности клетки может быть заблокирован с

противоопухолевую активность анти HER2 спе

помощью терапевтического моноклонального

цифических CAR T в сингенной модели рака

анти PD 1 антитела, вводимого внутривенно,

молочной железы [39], но в более низкой дози

или одноцепочечного вариабельного фрагмента

ровке (125 мкг на мышь) анти PD 1 не приводи

антитела (scFv), продуцируемого самими CAR T

ло к повышению противоопухолевой активнос

с экспрессионной кассеты, доставляемой сов

ти клеток CAR T [40]. Эти результаты дают ос

местно с геном CAR (рис. 7).

нование полагать, что дальнейшие доклиничес

Результаты экспериментов in vivo показали,

кие и клинические исследования позволят по

что сочетание CAR T и блокады PD 1 может су

добрать оптимальную дозировку и режим блока

щественно повысить эффективность противо

ды PD 1 и максимизировать терапевтический

опухолевой терапии [38]. Введение анти PD 1 ан

эффект от совместного применения с CAR T.

титела может повысить терапевтическую актив

Альтернативным подходом к совместному

ность CAR T терапии HER2⁺ опухолей в случа

использованию CAR T и блокады чекпойнт ре

ях, когда после антиген специфической стиму

цепторов может стать вектор, несущий бицист

Рис. 7. Стратегии совместного применения CAR T с чекпойнт ингибиторами на примере антитела, блокирующего рецеп

тор PD 1.

С цветным вариантом рис. 7 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

903

ронную генетическую конструкцию. Действи

мой в адоптивной клеточной противоопухоле

тельно, существуют данные о том, что CAR T,

вой иммунотерапии.

коэкспрессирующие фрагмент антитела антаго

Еще более эффективным решением для

ниста PD L1 и специфичный к антикарбоан

CAR T терапии солидных опухолей является

гидразе IX (CAIX) CAR, проявляли более высо

комбинаторная иммунотерапия, при которой

кую противоопухолевую активность. Подобная

CAR T сами способны секретировать фрагмент

локальная доставка антител приводила к пяти

антитела, блокирующего чекпойнт рецептор.

кратному снижению роста опухоли и уменьше

На сегодняшний день в мире запущено сразу

нию опухоли на 50-80% по сравнению с CAIX

несколько клинических исследований, в кото

специфичными CAR T, не секретирующими ан

рых CAR T секретируют антитела чекпойнт ин

титела [41]. В сравнительном исследовании вли

гибиторы (таблица).

яния коэкспрессии чекпойнт ингибитора в

CAR T и введения белкового препарата совмест

но с CAR T было показано, что системное вве

ПЕРСПЕКТИВЫ СОВМЕСТНОГО

дение не приводит к ингибированию роста опу

ПРИМЕНЕНИЯ CAR T

холи у мышей, хотя количество циркулирующих

С ЦИТОКИНАМИ

антител, блокирующих PD 1 в этой группе жи

вотных, было в 15 раз выше, чем количество, об

Другим перспективным классом иммуномо

наруженное у животных после введения CAR T,

дулирующих молекул, которые могут сущест

секретировавших анти PD 1. К тому же такие

венно расширить горизонты применения CAR

CAR T имели более высокий пролиферативный

T терапии, являются цитокины. Это биологи

потенциал и функциональный фенотип без

чески активные вещества пептидной природы с

признаков истощения [40].

молекулярной массой

8-80 кДa, которые

Несмотря на относительно непродолжитель

действуют через высокоаффинные, высокоспе

ный опыт совместного клинического примене

цифичные рецепторы на поверхности клеток

ния CAR T и различных вариантов блокады

мишеней. Цитокины регулируют широкий

чекпойнт рецепторов и их лигандов, в литерату

спектр процессов, протекающих в организме,

ре начинают появляться обнадеживающие дан

среди которых важнейшими являются модули

ные. Так, например, комбинированная терапия

рование иммунного ответа, стимуляция или по

с пембролизумабом при использовании CD19 спе

давление роста клеток, гематопоэз и ангиогенез.

цифичных CAR T у детей с диагнозом острый

Различают следующие механизмы действия ци

лимфолейкоз приводила к пролонгации сроков

токинов: 1) аутокринный - действие на клетку

персистенции CAR T в периферической крови

продуцент, синтезирующую и секретирующую

и снижению опухолевой нагрузки [42]. Однако

цитокин; 2) паракринный - действие на клетки,

есть свидетельства того, что не для всех показа

расположенные вблизи клетки продуцента

ний блокада анти PD1 может сохранять или

(например, в очаге воспаления); 3) эндокрин

восстанавливать противоопухолевую активность

ный - дистанционное действие на клетки орга

CAR T. Данные клинических исследований

нов и тканей через кровяное русло [44]. Интер

GD2 специфичных CAR Т третьего поколения

лейкины - крайне важные представители клас

говорят о том, что у пациентов с диагнозом ней

са цитокинов, модулирующие иммунный ответ.

робластома, которым вводился пембролизумаб

Известен ряд сигнальных путей, в которые они

в двух дозах, не наблюдалось различия в эффек

вовлечены. Можно выделить несколько ключе

тивности лечения по сравнению с пациентами

вых молекулярных механизмов, влияя на кото

из других когорт, которые получали монотера

рые с помощью интерлейкинов, можно повы

пию CAR T или CAR T совместно с циклофос

сить эффективность CAR T терапии (рис. 8).

фамидом и флударабином [43]. Таким образом,

Таким образом, интерлейкины могут быть

использование блокады PD 1, хотя и является

использованы для усиления противоопухолево

перспективным в сочетании с CAR T, однако

го эффекта CAR T, особенно когда речь идет о

для каждого класса опухолей требует дальней

терапии солидных опухолей. Для этой цели рас

шего изучения оптимальных доз и режима вве

сматриваются как системное введение препара

дения, необходимых для достижения макси

тов на основе интерлейкинов совместно с CAR T,

мального терапевтического ответа. Несмотря на

так и конститутивная или индуцибельная коэк

это, широкое клиническое применение уже за

спрессия интерлейкинов CAR T.

регистрированных иммуноонкологических пре

Микроокружение многих опухолей не только

паратов на основе антител чекпойнт ингибито

оказывает выраженный иммуносупрессивный

ров в комбинации с CAR T терапией в совсем

эффект на CAR T, но и само по себе является фи

недалеком будущем может стать новой парадиг

зиологически неблагоприятной и малодоступной

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

904

ГЕРШОВИЧ и др.

Зарегистрированные клинические исследования CAR T, секретирующих антитела чекпойнт ингибиторы

Идентификатор

Вид CAR T

Показания

Спонсор исследования

Clinicaltrials.gov

NCT03179007

MUC1 CAR T, экспрессирующие

солидные MUC1⁺ опухоли

Shanghai Cell Therapy

антитела к CTLA 4 и PD 1

Research Institute (Китай)

NCT03182816

EGFR CAR T, экспрессирующие

солидные EGFR⁺ опухоли

Shanghai Cell Therapy

антитела к CTLA 4 и PD 1

Research Institute (Китай)

NCT03182803

мезотелин CAR T, экспрессирующие

солидные мезотелин⁺ опухоли

Shanghai Cell Therapy

антитела к CTLA 4 и PD 1

Research Institute (Китай)

NCT03030001

мезотелин CAR T, экспрессирующие

солидные мезотелин⁺ опухоли

Ningbo Cancer Hospital

антитела к PD 1

(Китай)

NCT02873390

EGFR CAR T, экспрессирующие

солидные EGFR⁺ опухоли

Ningbo Cancer Hospital

антитела к PD 1

(Китай)

NCT02862028

EGFR CAR T, экспрессирующие

EGFR⁺ опухоли легкого,

Shanghai International

антитела к PD 1

печени и желудка

Medical Center (Китай)

NCT03170141

иммуноген модифицированные

мультиформная

Shenzhen Geno Immune

T клетки (IgT)

EGFRvIII+ глиобластома

Medical Institute (Китай)

NCT03298828

CD19 CAR T с нокаутом гена PD 1

острый лимфобластный

Third Military Medical

CD19⁺ лейкоз и лимфома

University (Китай)

Беркитта

NCT03208556

CD19 CAR T, экспрессирующие

CD19⁺ рецидивирующая

Peking University (Китай)

shРНК к PD 1

или устойчивая к терапии

В клеточная лимфома

Рис. 8. Основные механизмы преодоления иммуносупрессивного воздействия микроокружения опухоли на CAR T при

помощи цитокинов.

С цветным вариантом рис. 8 можно ознакомиться в электронной версии статьи на сайте: http://sciencejournals.ru/journal/

biokhsm/

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

905

для инфильтрации иммунных клеток нишей. Это

интерес представляют недавно полученные дан

происходит из за гипоксии, низкого содержания

ные о том, что длительное культивирование

питательных веществ и высокой концентрации

CD19 специфичных CAR T в присутствии IL 2

метаболитов, которые ингибируют способность

негативно сказывается на их противоопухоле

Т лимфоцитов пролиферировать и вырабатывать

вой активности при тестировании на модели

провоспалительные цитокины [45]. При этом ряд

острого лимфобластного лейкоза in vivo, при

исследований свидетельствует о пролонгирован

этом краткосрочное культивирование положи

ной in vivo персистенции CAR T, коэкспрессиру

тельно влияет на соотношение эффекторных кле

ющих цитокины, и их способности в значитель

ток и клеток памяти в популяции CAR Т [51].

ной степени подавлять иммуносупрессивное

Таким образом, востребованность исследований,

микроокружение, которое характерно для солид

которые помогут повысить продуктивность

ных опухолей [5]. Однако не стоит забывать, что

процесса производства CAR T, по прежнему

использование цитокинов сопряжено с риском

очевидна.

возникновения побочных эффектов при повы

В свою очередь, изучение влияния комбини

шении их системного уровня [46]. По прежнему

рованного применения IL 2 и CAR T началось

нет единого представления о том, какой из цито

задолго до прорывного успеха CD19 специфич

кинов является наиболее эффективным. Это

ной CAR T терапии в онкогематологии. Ран

справедливо в отношении возможных способов

ний клинический опыт показывал, что CAR T

комбинированного применения совместно с

первого поколения требовали дополнительного

CAR T. Несмотря на принципиальную схожесть

системного введения IL 2 для достижения опти

функций ряда провоспалительных цитокинов

мального ответа пациента на терапию [52].

для иммунной системы в целом, выраженность

Позднее было установлено, что CAR T погибали

их влияния на механизмы регуляции наивных и

в течение шести дней при отсутствии IL 2 [53].

генетически модифицированных Т лимфоцитов

Такой срок является недостаточным для элими

существенно отличается.

нации опухоли, что обусловливало необходи

мость введения экзогенного IL 2 для повыше

ния эффективности CAR T терапии. По мере

ИНТЕРЛЕЙКИН 2

изучения молекулярных механизмов действия

CAR Т появлялись новые данные о роли IL 2.

Интерлейкин 2 (IL 2) является наиболее

На примере CEA специфичных CAR T второго

изученным цитокином. Он представляет собой

поколения было установлено, что они секрети

белок массой 15,5 кДа. Изначально IL 2 был

ровали значительно больше IL 2 и IFN γ по

описан как «фактор роста Т клеток». Позднее

сравнению с CAR T первого поколения. Это

было показано, что он также оказывает стиму

обеспечивало более длительную персистенцию

ляторное воздействие на натуральные киллеры

и выраженный противоопухолевый эффект на

и B лимфоциты. IL 2 продуцируется антиген

модели метастатической меланомы in vivo [54].

активированными CD4⁺ T лимфоцитами, CD8⁺

Аналогичный эффект наблюдался для HER 2 спе

T лимфоцитами, NK и дендритными клетками.

цифичных CAR T - они проявляли противо

Он стимулирует клетки мишени, которые экс

опухолевую активность на модели меланомы

прессируют на своей поверхности высокоаф

только в трансгенной линии мышей, экспресси

финный тример рецептора IL 2 (rIL 2), состоя

рующих IL 2 человека [55].

щего из α , β и γ цепей, и низкоаффинный ди

Аспекты применения комбинации CAR T

мер rIL 2, состоящего из β и γ цепей [47, 48].

совместно с IL 2 в клинике остаются недоста

IL 2 играет важную роль в регуляции пролифе

точно изученными. Судя по опубликованным

ративной активности и клональной экспансии

данным клинических исследований, при введе

Т лимфоцитов и натуральных киллеров. IL 2 за

нии низких доз рекомбинантного IL 2 совмест

висимая активация Т клеток происходит при

но с биспецифичными СD20/CD19 CAR T вы

наличии костимуляции CD28 [49], такая комби

раженной токсичности не наблюдалось [56]. В

нация сигналинга приводит к усилению проли

то же время низкие дозы IL 2 не влияли на эф

феративной активности Т лимфоцитов и акти

фективность CAR T, таргетирующих простат

вации антиапоптотического фактора Bcl 2 [50].

специфический мембранный антиген (PSMA) у

IL 2 играет важную роль в современной

пациентов с раком простаты [57]. При этом в

CAR T терапии, поскольку используется для

литературе были описаны эпизоды тяжелых по

поддержания жизнеспособности и эффектив

бочных явлений, ассоциированных с введением

ной экспансии CAR T в процессе производства

больших доз IL 2 пациентам с раком яичников

уже зарегистрированных продуктов CAR T, дос

на фоне применения CAR T, специфичных к

тупных на рынке [24]. В связи с этим большой

фолатному рецептору (FR) [10].

2 БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

906

ГЕРШОВИЧ и др.

ИНТЕРЛЕЙКИН 4

увеличению скорости пролиферации и усилению

их эффекторной функции на модели нейроблас

Интерлейкин 4 (IL 4) является членом се

томы [65]. Этот факт не исключает возможной

мейства цитокинов IL 2, который выполняет

пользы от применения IL 7 в составе коктейля

фундаментальную функцию в развитии и гомео

цитокинов при производстве CAR T, однако де

стазе иммунной системы. По этой причине его

лает его менее предпочтительным кандидатом

уже пробовали использовать для повышения те

для создания комбинации CAR T и IL 7 для

рапевтического потенциала иммунотерапии ра

дальнейшего терапевтического применения.

ка на основе CAR T. Экспериментально подтверж

дено, что CAR T, специфичные к муцину 1

(MUC1) и экспрессирующие химерный цитоки

ИНТЕРЛЕЙКИН 12

новый рецептор 4αβ, при культивировании в

присутствии IL 4 увеличивали скорость проли

Интерлейкин 12 (IL 12) является провоспа

ферации и приобретали более выраженную ци

лительным цитокином, который в норме секрети

тотоксическую активность по отношению к

руется фагоцитами и дендритными клетками [66].

MUC1⁺ клеткам мишеням [58]. Другая группа

Показано, что IL 12 вовлечен в регуляцию как

ученых продвинулась в исследованиях значи

врожденного, так и адаптивного иммунитета

тельно дальше и разработала ErbB специфич

[67, 68], ингибирует эндотелиальные клетки и

ные CAR T, экспрессирующие рецептор 4αβ,

обладает выраженным антиангиогенным эф

для лечения рака головы и шеи. Концепция ис

фектом [69], а также, по некоторым данным,

пользования такой CAR T терапии, получив

проявляет антиметастатическую активность

шей название T4 иммунотерапии, заключается в

[70]. Безусловно, способность IL 12 к мобилиза

локальном введении CAR T для минимизации

ции иммунных клеток против опухоли является

рисков неспецифической токсичности, которая

одним из наиболее важных его свойств. IL 12

обусловлена фоновой экспрессией ErbB на

стимулирует пролиферацию Т лимфоцитов и

клетках ряда здоровых тканей организма [59].

натуральных киллеров [71, 72], а также способ

Первая фаза клинических исследований T4 им

ствует сохранению популяции CD4⁺ клеток па

мунотерапии (NCT01818323, www.clinicaltrials.gov)

мяти [44]. Обратной стороной многочисленных

началась в 2015 г., однако результаты пока не

проявлений биологической активности IL 12

опубликованы.

является чувствительность организма к повы

шению его концентрации в плазме крови.

Действительно, в ходе проведения клинических

ИНТЕРЛЕЙКИН 7

исследований при внутривенном введении IL 12

был зарегистрирован выраженный токсический

Интерлейкин (IL 7) играет важную роль в

эффект, ассоциированный с резким повышени

поддержании гомеостаза и физиологического

ем уровня IFN γ [73].

соотношения CD4⁺ и СD8⁺ Т лимфоцитов че

Очевидно, что альтернативой системному

рез рецептор IL 7, экспрессированный на

введению IL 12, которое приводит к возникно

СD8⁺ клетках [60]. Многочисленные исследо

вению побочных эффектов, является локальная

вания подтверждают, что совместное использо

доставка. Ранние опыты по введению плазмид

вание CAR T c IL 7 и IL 15 приводят к более

ной ДНК, кодирующей ген IL 12, в очаг опухо

выраженной активации, увеличению скорости

ли позволили получить некоторый положитель

пролиферации и стимуляции противоопухоле

ный клинический результат у пациентов с ме

вой активности [61-63]. Молекулярный меха

тастатической меланомой [74].

низм в основе наблюдаемого эффекта представ

ляет большой интерес. Было установлено, что

CD19 специфичные CAR T, коэкспрессирую

ИНТЕРЛЕЙКИН 15

щие IL 7, лучше переносили многократную сти

муляцию антигеном in vitro, однако не отлича

Интерлейкин 15 (IL 15) был впервые иден

лись от контроля по продолжительности пер

тифицирован как цитокин, обладающий мито

систенции in vivo [64]. По всей видимости, конс

генной активностью по отношению к Т лимфо

титутивная экспрессия IL 7 со временем приво

цитам и натуральным киллерам [75, 76]. Он яв

дила к истощению рецептора IL 7 на поверхно

ляется членом семейства цитокинов IL 2 и про

сти CD8⁺ клеток. Действительно, экспрессия экзо

дуцируется моноцитами, дендритными клетка

генной α субъединицы рецептора IL 7 (IL 7Rα)

ми, макрофагами и клетками стромы [77]. По

на GD2 специфичных эффекторных CAR T

аналогии с IL 2, IL 15 стимулирует пролифера

приводила к повышению жизнеспособности,

тивную активность, повышает жизнеспособ

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

907

ность и влияет на эффекторные функции нату

Fox3⁺ клеток [85]. По некоторым данным, до

ральных киллеров и Т лимфоцитов. Однако IL 15,

бавление коктейля из IL 7, IL 15 и IL 21 при

в отличие от IL 2, не вызывает индуцированную

культивировании Т лимфоцитов приводило к

активацией гибель эффекторных CD8⁺ клеток и

генерации стволовых клеток памяти [86]. На

не активирует пролиферацию регуляторных

мышах с сингенной моделью тимомы показа

Т лимфоцитов [78]. Это делает его более прив

но, что IL 21, как и IL 15, не вызывает актива

лекательной альтернативой IL 2 для использова

ционного апоптоза Т лимфоцитов и обладает

ния в адоптивной Т клеточной иммунотерапии

защитным эффектом, продлевающим персис

[79], в т.ч. в процессе производства CAR T [61].

тенцию CD8⁺ клеток [87]. Рекомбинантный

В литературе описан метод эффективной экс

IL 21 уже применяется в клинических исследо

пансии CD19 специфичных CAR T, получен

ваниях для лечения пациентов со злокачественной

ных из Т лимфоцитов здоровых доноров и па

почечно клеточной карциномой, меланомой и

циентов с лейкозами и B клеточными лимфо

неходжкинской лимфомой и продемонстриро

мами, в присутствии экзогенного IL 15 [80].

вал приемлемый профиль безопасности и от

Имеются данные о том, что CAR T, культивиру

носительную эффективность в качестве моно

емые в присутствии IL 15, проявляют более вы

терапии [88].

раженную цитолитическую активность in vitro [81].

С точки зрения процесса получения CAR T,

Доставка хемокина, экспрессируемого и секрети

IL 21 может быть полезен для увеличения ско

руемого T клетками при активации (RANTES),

рости пролиферации цитотоксических клеток и

и IL 15 с помощью онколитического аденовируса

повышения их жизнеспособности. Стимуляция

Ad5D24 поддерживала продолжительную пер

IL 21 зависимого сигналинга через сокультиви

систенцию in vivo GD2 специфических CAR T

рование CAR T с клетками мишенями в присут

и повышала выживаемость экспериментальных

ствии IL 21 или экспрессирующими на своей

животных [82]. Вероятно, усиление противоопу

поверхности химерный IL 21 приводила к по

холевых свойств CAR T, экспрессирующих IL 15,

вышению противоопухолевой активности

обусловлено активацией антиапоптотического бел

CD19 специфичных CAR T на модели острого

ка Mcl 1, стимулирующего экспрессию Bcl 2 [83].

лимфолейкоза in vivo [89]. Суммируя приведен

По данным сайта www.clinicaltrials.gov, на тер

ные выше данные, можно сделать вывод о том,

ритории Китая зарегистрировано два клиничес

что IL 21 сам по себе или в составе коктейля ци

ких исследования (NCT02992834, NCT02652910),

токинов может повысить продуктивность про

в которых предполагается оценить эффектив

цесса получения CAR T ex vivo. Возможность

ность лечения лейкозов и B клеточных лимфом

его совместного применения с CAR T терапией

с помощью CD19 специфических CAR T, полу

представляет интерес и требует дальнейшего

ченных с использованием коктейля IL 7/IL 15.

изучения.

Упоминаний о других аналогичных клиничес

ких исследованиях нами обнаружено не было.

После громкого успеха адоптивной иммуно

Таким образом, данные о безопасности и эф

терапии на основе CAR T в лечении гематоло

фективности использования IL 15 в комбина

гических злокачественных новообразований

ции с CAR T в клинике в настоящее время не

многие исследователи включились в работу по

опубликованы. Тем не менее IL 15 можно рас

созданию более совершенных CAR T с целью

сматривать как альтернативу IL 2 в процессе

повышения их эффективности и расширения

производства CAR T ex vivo.

списка заболеваний, поддающихся лечению с

помощью данного вида терапии. Не подлежит

сомнению, что следующим этапом в развитии

ИНТЕРЛЕЙКИН 21

CAR T должно стать появление по настоящему

эффективной терапии солидных опухолей. Для

Интерлейкин 21 (IL 21) продуцируется в

этого ученым предстоит не только решить ряд

основном Т лимфоцитами и оказывает влия

технологических задач в рамках создания плат

ние на врожденный и приобретенный иммуни

формы для получения более доступных CAR T

тет. Он не только играет важную роль в проти

препаратов, но и найти способы повышения

воопухолевых и противовирусных реакциях ор

противоопухолевой активности данного вида

ганизма, но также оказывает значительное вли

терапии. Иммуноонкологические препараты на

яние на процесс воспаления, в т.ч. при аутоим

основе антител чекпойнт ингибиторов могут

мунных заболеваниях [84]. Важно отметить,

существенно увеличить эффективность CAR T

что IL 21, в отличие от IL 2, стимулирует гене

терапии, в то время как цитокины и их коктей

рацию CD8⁺ Т лимфоцитов, что сопровожда

ли - повысить продуктивность процесса произ

ется уменьшением количества регуляторных

водства клеточных препаратов на основе CAR T.

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

908

ГЕРШОВИЧ и др.

Уже в ближайшем будущем, по мере заверше

Финансирование. Работа выполнена на соб

ния клинических исследований CAR T тера

ственные средства компании «Биокад» (Россия).

пии нового поколения, будет сформировано

Конфликт интересов. Авторы статьи являют

более полное понимание положительных эф

ся сотрудниками компании «Биокад» (Россия).

фектов от использования комбинаций CAR T с

Соблюдение этических норм. Настоящая статья

чекпойнт ингибиторами и цитокинами в тера

не содержит описания выполненных авторами

пии как гематологических, так и солидных опу

исследований с участием людей или использо

холей.

ванием животных в качестве объектов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Gross, G., Waks, T., and Eshhar, Z. (1989) Expression of

12.

Kowolik, C.M., Topp, M.S., Gonzalez, S., Pfeiffer, T.,

immunoglobulin T cell receptor chimeric molecules as

Olivares, S., Gonzalez, N., Smith, D.D., Forman, S.J.,

functional receptors with antibody type specificity, Proc.

Jensen, M.C., and Cooper, L.J.N. (2006) CD28 costimu

Natl. Acad. Sci. USA, 86, 10024-10028.

lation provided through a CD19 specific chimeric antigen

Fesnak, A.D., June, C.H., and Levine, B.L.

(2016)

receptor enhances in vivo persistence and antitumor efficacy

Engineered T cells: the promise and challenges of cancer

of adoptively transferred T Cells, Cancer Res., 66,

immunotherapy, Nat. Rev. Cancer, 16, 566-581, doi: 10.

10995-11004, doi: 10.1158/0008 5472.CAN 06 0160.

1038/nrc.2016.97.

13.

Brentjens, R.J., Santos, E., Nikhamin, Y., Yeh, R.,

Li, J., Li, W., Huang, K., Zhang, Y., Kupfer, G., and Zhao, Q.

Matsushita, M., La Perle, K., Quintas Cardama, A.,

(2018) Chimeric antigen receptor T cell (CAR T)

Larson, S.M., and Sadelain, M. (2007) Genetically targeted

immunotherapy for solid tumors: lessons learned and

T cells eradicate systemic acute lymphoblastic leukemia

strategies for moving forward, J. Hematol. Oncol., 11, 22,

xenografts, Clin. Cancer Res., 13, 5426-5435, doi: 10.

doi: 10.1186/s13045 018 0568 6.

1158/1078 0432.CCR 07 0674.

Domschke, C., Schneeweiss, A., Stefanovic, S., Wall

14.

Milone, M.C., Fish, J.D., Carpenito, C., Carroll, R.G.,

wiener, M., Heil, J., Rom, J., Sohn, C., and Schuetz, F.

Binder, G.K., Teachey, D., Samanta, M., Lakhal, M.,

(2016) Cellular immune responses and immune escape

Gloss, B., Danet Desnoyers, G., Campana, D., Riley, J.L.,

mechanisms in breast cancer: determinants of immuno

Grupp, S.A., and June, C.H. (2009) Chimeric receptors

therapy, Breast Care, 11, 102-107.

containing CD137 signal transduction domains mediate

Knochelmann, H.M., Smith, A.S., Dwyer, C.J., Wyatt, M.M.,

enhanced survival of T cells and increased antileukemic

Mehrotra, S., and Paulos, C.M. (2018) CAR T cells in

efficacy in vivo, Mol. Ther., 17, 1453-1464, doi: 10.1038/

solid tumors: blueprints for building effective therapies,

mt.2009.83.

Front. Immunol., 9, 1-20, doi: 10.3389/fimmu.2018.

15.

Chang, Z.L., and Chen, Y.Y. (2017) CARs: synthetic

01740.

immunoreceptors for cancer therapy and beyond, Trends Mol.

Barrett, D.M., Singh, N., Porter, D.L., Grupp, S.A., and

Med., 23, 430-450, doi: 10.1016/j.molmed.2017.03.002.

June, C.H. (2014) Chimeric antigen receptor therapy for

16.

Sadelain, M. (2016) Chimeric antigen receptors: driving

cancer, Annu. Rev. Med., 65, 333-347, doi: 10.1146/

immunology towards synthetic biology, Curr. Opin.

annurev med 060512 150254.

Immunol., 41, 68-76, doi: 10.1016/j.coi.2016.06.004.

Sadelain, M., Brentjens, R., and Riviere, I. (2013) The

17.

Bridgeman, J.S., Ladell, K., Sheard, V.E., Miners, K.,

basic principles of chimeric antigen receptor design,

Hawkins, R.E., Price, D.A., and Gilham, D.E. (2014)

Cancer Discov., 3, 388-398, doi: 10.1158/2159 8290.CD

CD3ζ based chimeric antigen receptors mediate T cell

12 0548.

activation via cis and trans signalling mechanisms: impli

Srivastava, S., and Riddell, S.R. (2015) Engineering CAR T

cations for optimization of receptor structure for adoptive

cells: design concepts, Trends Immunol., 36, 494-502,

cell therapy, Clin. Exp. Immunol., 175, 258-267, doi: 10.

doi: 10.1016/j.it.2015.06.004.

1111/cei.12216.

Gong, M.C., Latouche, J.B., Krause, A., Heston, W.D.,

18.

Brentjens, R.J., Latouche, J. B., Santos, E., Marti, F.,

Bander, N.H., and Sadelain, M. (1999) Cancer patient

Gong, M.C., Lyddane, C., King, P.D., Larson, S., Weiss, M.,

T cells genetically targeted to prostate specific membrane

Riviere, I., and Sadelain, M. (2003) Eradication of sys

antigen specifically lyse prostate cancer cells and release

temic B cell tumors by genetically targeted human T lym

cytokines in response to prostate specific membrane anti

phocytes co stimulated by CD80 and interleukin 15, Nat.

gen, Neoplasia, 1, 123-127, doi: 10.1016/j.conbuild

Med., 9, 279-286, doi: 10.1038/nm827.

mat.2013.02.024.

19.

Schambach, A., and Morgan, M. (2016) Retroviral vectors

10.

Kershaw, M.H., Westwood, J.A., Parker, L.L., Wang, G.,

for cancer gene therapy, in Current strategies in cancer gene

Eshhar, Z., Mavroukakis, S.A., White, D.E., Wunderlich, J.R.,

therapy. Recent results in cancer research (Walther, W., ed.),

Canevari, S., Rogers Freezer, L., Chen, C.C., Yang, J.C.,

209, 17-35, Springer, Cham, doi: 10.1007/978 3 319

Rosenberg, S.A., and Hwu, P. (2006) A phase I study on

42934 2_2.

adoptive immunotherapy using gene modified T cells for

20.

Scholler, J., Brady, T.L., Binder Scholl, G., Hwang, W.T.,

ovarian cancer, Clin. Cancer Res., 12, 6106-6115, doi: 10.

Plesa, G., Hege, K.M., Vogel, A.N., Kalos, M., Riley, J.L.,

1158/1078 0432.CCR 06 1183.

Deeks, S.G., Mitsuyasu, R.T., Bernstein, W.B., Aronson, N.E.,

11.

Lamers, C.H.J., Sleijfer, S., Vulto, A.G., Kruit, W.H.J.,

Levine, B.L., Bushman, F.D., and June, C.H. (2012)

Kliffen, M., Debets, R., Gratama, J.W., Stoter, G., and

Decade long safety and function of retroviral modified

Oosterwijk, E. (2006) Treatment of metastatic renal cell

chimeric antigen receptor T cells, Sci. Transl. Med., 4,

carcinoma with autologous T lymphocytes genetically

132ra53, doi: 10.1126/scitranslmed.3003761.

retargeted against carbonic anhydrase IX: first clinical expe

21.

Hacein Bey Abina, S., Garrigue, A., Wang, G.P., Soulier, J.,

rience, J. Clin. Oncol., 24, 20-22, doi: 10.1200/JCO.2006.05.9964.

Lim, A., Morillon, E., Clappier, E., Caccavelli, L.,

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

909

Delabesse, E., Beldjord, K., Asnafi, V., MacIntyre, E., Dal

Feldman, T., Spaner, D.E., Wang, M.L., Chen, C.C.,

Cortivo, L., Radford, I., Brousse, N., Sigaux, F., Moshous, D.,

Kranick, S.M., Nath, A., Nathan, D. A.N., Morton, K.E.,

Hauer, J., Borkhardt, A., Belohradsky, B.H., Wintergerst, U.,

Toomey, M.A., and Rosenberg, S.A. (2015) Chemotherapy

Velez, M. C., Leiva, L., Sorensen, R., Wulffraat, N.,

refractory diffuse large B cell lymphoma and indolent

Blanche, S., Bushman, F.D., Fischer, A., and Cavazzana

B cell malignancies can be effectively treated with autologous

Calvo, M. (2008) Insertional oncogenesis in 4 patients after

T cells expressing an anti CD19 chimeric antigen receptor,

retrovirus mediated gene therapy of SCID X1, J. Clin.

J. Clin. Oncol., 33, 540-549, doi: 10.1200/JCO.2014.56.2025.

Invest., 118, 3132-3142, doi: 10.1172/JCI35700.

35.

Cherkassky, L., Morello, A., Villena Vargas, J., Feng, Y.,

22.

Brady, T., and Bushman, F.D. (2011) Nondividing cells: a

Dimitrov, D.S., Jones, D.R., Sadelain, M., and

safer bet for integrating vectors? Mol. Ther., 19, 640-641,

Adusumilli, P.S. (2016) Human CAR T cells with cell

doi: 10.1038/mt.2011.40.

intrinsic PD 1 checkpoint blockade resist tumor mediated

23.

Naldini, L., Blomer, U., Gallay, P., Ory, D., Mulligan, R.,

inhibition, J. Clin. Invest., 126, 3130-3144, doi: 10.1172/

Gage, F.H., Verma, I.M., and Trono, D. (1996) In vivo

JCI83092.

gene delivery and stable transduction of nondividing cells

36.

Moon, E.K., Wang, L. C., Dolfi, D.V., Wilson, C.B.,

by a lentiviral vector, Science, 272, 263-267, doi: 10.1126/

Ranganathan, R., Sun, J., Kapoor, V., Scholler, J., Pure, E.,

science.272.5259.263.

Milone, M.C., June, C.H., Riley, J.L., Wherry, E.J., and

24.

Levine, B.L., Miskin, J., Wonnacott, K., and Keir, C.

Albelda, S.M. (2014) Multifactorial T cell hypofunction

(2017) Global manufacturing of CAR T cell therapy, Mol.

that is reversible can limit the efficacy of chimeric antigen

Ther. Methods Clin. Dev., 4, 92-101, doi: 10.1016/j.omtm.

receptor transduced human T cells in solid tumors, Clin.

2016.12.006.

Cancer Res., 20, 4262-73, doi: 10.1158/1078 0432.CCR

25.

Kebriaei, P., Singh, H., Huls, M.H., Figliola, M.J.,

13 2627.

Bassett, R., Olivares, S., Jena, B., Dawson, M.J.,

37.

Gargett, T., Yu, W., Dotti, G., Yvon, E.S., Christo, S.N.,

Kumaresan, P.R., Su, S., Maiti, S., Dai, J., Moriarity, B.,

Hayball, J.D., Lewis, I.D., Brenner, M.K., and Brown, M.P.

Forget, M. A., Senyukov, V., Orozco, A., Liu, T., McCarty, J.,

(2016) GD2 specific CAR T cells undergo potent activa

Jackson, R.N., Moyes, J.S., Rondon, G., Qazilbash, M.,

tion and deletion following antigen encounter but can be

Ciurea, S., Alousi, A., Nieto, Y., Rezvani, K., Marin, D.,

protected from activation induced cell death by PD 1

Popat, U., Hosing, C., Shpall, E.J., Kantarjian, H., Kea

blockade, Mol. Ther., 24, 1135-1149, doi: 10.1038/mt.

ting, M., Wierda, W., Do, K.A., Largaespada, D.A., Lee, D.A.,

2016.63.

Hackett, P.B., Champlin, R.E., and Cooper, L.J.N. (2016)

38.

Brudno, J.N., Somerville, R.P.T., Shi, V., Rose, J.J.,

Phase I trials using Sleeping Beauty to generate CD19 spe

Halverson, D.C., Fowler, D.H., Gea Banacloche, J.C.,

cific CAR T cells, J. Clin. Invest., 126, 3363-3376, doi: 10.

Pavletic, S.Z., Hickstein, D.D., Lu, T.L., Feldman, S.A.,

1172/JCI86721.

Iwamoto, A.T., Kurlander, R., Maric, I., Goy, A., Hansen, B.G.,

26.

Hackett, P.B., Aronovich, E.L., Hunter, D., Urness, M.,

Wilder, J.S., Blacklock Schuver, B., Hakim, F.T., Rosen

Bell, J.B., Kass, S.J., Cooper, L.J.N., and McIvor, S.

berg, S.A., Gress, R.E., and Kochenderfer, J.N. (2016)

(2011) Efficacy and safety of Sleeping Beauty transposon

Allogeneic T cells that express an anti CD19 chimeric anti

mediated gene transfer in preclinical animal studies, Curr.

gen receptor induce remissions of B cell malignancies that

Gene Ther., 11, 341-349, doi: 10.2174/156652311797415827.

progress after allogeneic hematopoietic stem cell trans

27.

Monjezi, R., Miskey, C., Gogishvili, T., Schleef, M.,

plantation without causing graft versus host disease, J. Clin.

Schmeer, M., Einsele, H., Ivics, Z., and Hudecek, M.

Oncol., 34, 1112-1121, doi: 10.1200/JCO.2015.64.5929.

(2017) Enhanced CAR T cell engineering using non viral

39.

John, L.B., Devaud, C., Duong, C.P.M., Yong, C.S.,

Sleeping Beauty transposition from minicircle vectors,

Beavis, P.A., Haynes, N.M., Chow, M.T., Smyth, M.J.,

Leukemia, 31, 186-194, doi: 10.1038/leu.2016.180.

Kershaw, M.H., and Darcy, P.K. (2013) Anti PD 1 anti

28.

Maude, S.L. (2014) Chimeric antigen receptor T cells for

body therapy potently enhances the eradication of estab

sustained remissions in leukemia, N. Engl. J. Med., 371,

lished tumors by gene modified T cells, Clin. Cancer Res.,

1507-1517, doi: 10.1056/NEJMoa1407222.

19, 5636-5646, doi: 10.1158/1078 0432.CCR 13 0458.

29.

Zhao, Z., Chen, Y., Francisco, N.M., Zhang, Y., and Wu, M.

40.

Li, S., Siriwon, N., Zhang, X., Yang, S., Jin, T., He, F.,

(2018) The application of CAR T cell therapy in hemato

Kim, Y.J., Mac, J., Lu, Z., Wang, S., Han, X., and Wang, P.

logical malignancies: advantages and challenges, Acta

(2017) Enhanced cancer immunotherapy by chimeric anti

Pharm. Sin. B, 8, 539-551, doi: 10.1016/j.apsb.2018.03.001.

gen receptor modified T cells engineered to secrete check

30.

Wherry, E.J. (2011) T cell exhaustion, Nat. Immunol., 12,

point inhibitors, Clin. Cancer Res., 23, 6982-6992, doi: 10.

492-499.

1158/1078 0432.CCR 17 0867.

31.

McClanahan, F., Hanna, B., Miller, S., Clear, A.J.,

41.

Suarez, E.R., Chang, D.K., Sun, J., Sui, J., Freeman, G.J.,

Lichter, P., Gribben, J.G., and Seiffert, M. (2015) PD L1

Signoretti, S., Zhu, Q., and Marasco, W.A.

(2016)

checkpoint blockade prevents immune dysfunction and

Chimeric antigen receptor T cells secreting anti PD L1

leukemia development in a mouse model of chronic lym

antibodies more effectively regress renal cell carcinoma in

phocytic leukemia, Blood, 126, 203-211, doi: 10.1182/

a humanized mouse model, Oncotarget, 7, 34341-34355,

blood 2015 01 622936.

doi: 10.18632/oncotarget.9114.

32.

Iwai, Y., Hamanishi, J., Chamoto, K., and Honjo, T.

42.

Maude, S.L., Hucks, G.E., Seif, A.E., Talekar, M.K.,

(2017) Cancer immunotherapies targeting the PD 1 sig

Teachey, D.T., Baniewicz, D., Callahan, C., Gonzalez, V.,

naling pathway, J. Biomed. Sci., 24, 26, doi: 10.1186/

Nazimuddin, F., Gupta, M., Frey, N.V., Porter, D.L.,

s12929 017 0329 9.

Levine, B.L., Melenhorst, J.J., Lacey, S.F., June, C.H.,

33.

Park, Y. J., Kuen, D. S., and Chung, Y. (2018) Future

and Grupp, S.A. (2017) The effect of pembrolizumab in

prospects of immune checkpoint blockade in cancer: from

combination with CD19 targeted chimeric antigen recep

response prediction to overcoming resistance, Exp. Mol.

tor (CAR) T cells in relapsed acute lymphoblastic leukemia

Med., 50, 109, doi: 10.1038/s12276 018 0130 1.

(ALL), J. Clin. Oncol., 35, 103-103, doi: 10.1200/JCO.

34.

Kochenderfer, J.N., Dudley, M.E., Kassim, S.H.,

2017.35.15_suppl.103.

Somerville, R.P.T., Carpenter, R.O., Stetler Stevenson, M.,

43.

Heczey, A., Louis, C.U., Savoldo, B., Dakhova, O.,

Yang, J.C., Phan, G.Q., Hughes, M.S., Sherry, R.M., Raf

Durett, A., Grilley, B., Liu, H., Wu, M.F., Mei, Z., Gee, A.,

feld, M., Feldman, S., Lu, L., Li, Y.F., Ngo, L.T., Goy, A.,

Mehta, B., Zhang, H., Mahmood, N., Tashiro, H.,

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

910

ГЕРШОВИЧ и др.

Heslop, H.E., Dotti, G., Rooney, C.M., and Brenner, M.K.

role for interacting interleukin 2 T cell pharmacodynamics

(2017) CAR T cells administered in combination with lym

as a determinant of clinical response, Prostate, 76,

phodepletion and PD 1 inhibition to patients with neuro

1257-1270, doi: 10.1002/pros.23214.

blastoma, Mol. Ther., 25, 2214-2224, doi: 10.1016/

58.

Wilkie, S., Burbridge, S.E., Chiapero Stanke, L., Pereira, A.C.P.,

j.ymthe. 2017.05.012.

Cleary, S., van der Stegen, S.J.C., Spicer, J.F., Davies,

44.

Anestakis, D., Petanidis, S., Kalyvas, S., Nday, C.M.,

D.M., and Maher, J. (2010) Selective expansion of

Tsave, O., Kioseoglou, E., and Salifoglou, A. (2015) Me

chimeric antigen receptor targeted T cells with potent

chanisms and applications of interleukins in cancer

effector function using interleukin 4, J. Biol. Chem., 285,

immunotherapy, Int. J. Mol. Sci., 16, 1691-1710, doi: 10.

25538-25544, doi: 10.1074/jbc.M110.127951.

3390/ijms16011691.

59.

Papa, S., van Schalkwyk, M., and Maher, J. (2015) Clinical

45.

Belli, C., Trapani, D., Viale, G., D’Amico, P., Duso, B.A.,

evaluation of ErbB targeted CAR T cells, following intra

Della Vigna, P., Orsi, F., and Curigliano, G.

(2018)

cavity delivery in patients with ErbB expressing solid

Targeting the microenvironment in solid tumors, Cancer

tumors, Methods Mol. Biol., 1317, 365-382, doi: 10.1007/

Treat. Rev., 65, 22-32, doi: 10.1016/j.ctrv.2018.02.004.

978 1 4939 2727 2_21.

46.

Liu, D., and Zhao, J. (2018) Cytokine release syndrome:

60.

Boyman, O., Purton, J.F., Surh, C.D., and Sprent, J.

grading, modeling, and new therapy, J. Hematol. Oncol.,

(2007) Cytokines and T cell homeostasis, Curr. Opin.

11, 121, doi: 10.1186/s13045 018 0653 x.

Immunol., 19, 320-326, doi: 10.1016/j.coi.2007.04.015.

47.

Sim, G.C., and Radvanyi, L. (2014) The IL 2 cytokine

61.

Xu, Y., Zhang, M., Ramos, C.A., Durett, A., Liu, E.,

family in cancer immunotherapy, Cytokine Growth Factor

Dakhova, O., Liu, H., Creighton, C.J., Gee, A.P.,

Rev., 25, 377-390, doi: 10.1016/j.cytogfr.2014.07.018.

Heslop, H.E., Rooney, C.M., Savoldo, B., and Dotti, G.

48.

Ahmadzadeh, M. (2006) IL 2 administration increases

(2014) Closely related T memory stem cells correlate with

CD4⁺CD25^hiFoxp3⁺ regulatory T cells in cancer patients,

in vivo expansion of CAR.CD19 T cells and are preserved

Blood, 107, 2409-2414, doi: 10.1182/blood 2005 06 2399.

by IL 7 and IL 15, Blood,

123,

3750-3759, doi:

49.

Appleman, L.J., Berezovskaya, A., Grass, I., and Boussio

10.1182/blood 2014 01 552174.

tis, V.A. (2000) CD28 costimulation mediates T cell expan

62.

Gargett, T., and Brown, M.P. (2015) Different cytokine

sion via IL 2 independent and IL 2 dependent regulation

and stimulation conditions influence the expansion and

of cell cycle progression, J. Immunol., 164, 144-151,

immune phenotype of third generation chimeric antigen

doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.164.1.144.

receptor T cells specific for tumor antigen GD2, Cytothe

50.

Mor, F., and Cohen, I.R. (1996) IL 2 rescues antigen spe

rapy, 17, 487-495, doi: 10.1016/j.jcyt.2014.12.002.

cific T cells from radiation or dexamethasone induced

63.

Casucci, M., Nicolis di Robilant, B., Falcone, L., Camisa, B.,

apoptosis. Correlation with induction of Bcl 2, J. Immunol.,

Norelli, M., Genovese, P., Gentner, B., Gullotta, F.,

156, 515-522.

Ponzoni, M., Bernardi, M., Marcatti, M., Saudemont, A.,

51.

Zhang, X., Lv, X., and Song, Y. (2018) Short term culture

Bordignon, C., Savoldo, B., Ciceri, F., Naldini, L., Dotti, G.,

with IL 2 is beneficial for potent memory chimeric antigen

Bonini, C., and Bondanza, A. (2013) CD44v6 targeted

receptor T cell production, Biochem. Biophys. Res. Commun.,

T cells mediate potent antitumor effects against acute

495, 1833-1838, doi: 10.1016/j.bbrc.2017.12.041.

myeloid leukemia and multiple myeloma, Blood, 122,

52.

Brocker, T. (2000) Chimeric Fv ζ or Fv ε receptors are not

3461-3472, doi: 10.1016/j.jcyt.2014.12.002.

sufficient to induce activation or cytokine production in

64.

Markley, J.C., and Sadelain, M. (2010) IL 7 and IL 21 are

peripheral T cells, Blood, 96, 1999-2001.

superior to IL 2 and IL 15 in promoting human T cell

53.

Emtage, P.C., Lo, A.S., Gomes, E.M., Liu, D.L.,

mediated rejection of systemic lymphoma in immunodefi

Gonzalo Daganzo, R.M., and Junghans, R.P. (2008) Se

cient mice, Blood, 115, 3508-3519, doi: 10.1182/blood

cond generation anti carcinoembryonic antigen designer

2009 09 241398.

T cells resist activation induced cell death, proliferate on

65.

Perna, S.K., Pagliara, D., Mahendravada, A., Liu, H.,

tumor contact, secrete cytokines, and exhibit superior anti

Brenner, M.K., Savoldo, B., and Dotti, G.

(2014)

tumor activity in vivo: a preclinical evaluation, Clin. Cancer

Interleukin 7 mediates selective expansion of tumor redi

Res., 14, 8112-8122, doi: 10.1158/1078 0432.CCR 07 4910.

rected cytotoxic T lymphocytes (CTLs) without enhance

54.

Lo, A.S., Ma, Q., Liu, D.L., and Junghans, R.P. (2010)

ment of regulatory T cell inhibition, Clin. Cancer Res., 20,

Anti GD3 chimeric sFv CD28/T cell receptor ζ designer

131-139, doi: 10.1158/1078 0432.CCR 13 1016.

T cells for treatment of metastatic melanoma and other

66.

Trinchieri, G., Pflanz, S., and Kastelein, R.A. (2003) The

neuroectodermal tumors, Clin. Cancer Res., 16, 2769-2780,

IL 12 family of heterodimeric cytokines: new players in the

doi: 10.1158/1078 0432.CCR 10 0043.

regulation of T cell responses, Immunity, 19, 641-644,

55.

Forsberg, E.M., Lindberg, M.F., Jespersen, H., Alsen, S.,

doi: 10.1016/S1074 7613(03)00296 6.

Olofsson Bagge, R., Donia, M., Svane, I.M., Nilsson, O.,

67.

Trinchieri, G. (1998) Immunobiology of interleukin 12,

Ny, L., Nilsson, L.M., and Nilsson, J.A. (2019) HER2

Immunol. Res., 17, 269-278.

CAR T cells eradicate uveal melanoma and T cell therapy

68.

Trinchieri, G. (2003) Interleukin 12 and the regulation of

resistant human melanoma in interleukin 2 (IL 2) trans

innate resistance and adaptive immunity, Nat. Rev.

genic NOD/SCID IL 2 receptor knockout mice, Cancer

Immunol., 3, 133-146, doi: 10.1038/nri1001.

Res., 79, 899-904, doi: 10.1158/0008 5472.CAN 18 3158.

69.

Strasly, M., Cavallo, F., Geuna, M., Mitola, S., Colombo, M.P.,

56.

Jensen, M.C., Popplewell, L., Cooper, L.J., DiGiusto, D.,

Forni, G., and Bussolino, F. (2001) IL 12 inhibition of

Kalos, M., Ostberg, J.R., and Forman, S.J.

(2010)

endothelial cell functions and angiogenesis depends on

Antitransgene rejection responses contribute to attenuated

lymphocyte endothelial cell cross talk, J. Immunol., 166,

persistence of adoptively transferred CD20/CD19 specific

3890-3899, doi: 10.4049/jimmunol.166.6.3890.

chimeric antigen receptor redirected T cells in humans,

70.

Brunda, M.J., Luistro, L., Warrier, R.R., Wright, R.B.,

Biol. Blood Marrow Transplant., 16, 1245-1256, doi: 10.

Hubbard, B.R., Murphy, M., Wolf, S.F., and Gately, M.K.

1016/j.bbmt.2010.03.014.

(1993) Antitumor and antimetastatic activity of interleu

57.

Junghans, R.P., Ma, Q., Rathore, R., Gomes, E.M., Bais, A.J.,

kin 12 against murine tumors, J. Exp. Med., 178,

Lo, A.S.Y., Abedi, M., Davies, R.A., Cabral, H.J., Al

1223-1230, doi: 10.1084/jem.178.4.1223.

Homsi, A.S., and Cohen, S.I. (2016) Phase I trial of anti

71.

Kalinski, P., Hilkens, C.M., Wierenga, E.A., and Kapsen

PSMA designer CAR T cells in prostate cancer: possible

berg, M.L. (1999) T cell priming by type 1 and type 2 pola

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019

ЧЕКПОЙНТ ИНГИБИТОРЫ И ЦИТОКИНЫ В CAR T ТЕРАПИИ

911

rized dendritic cells: the concept of a third signal, Immunol.

expressing T cells using piggyBac gene transfer and

Today, 20, 561-567, doi: 10.1016/S0167 5699(99)01547 9.

patient derived materials, Cytotherapy, 17, 1251-1267,

72.

Curtsinger, J.M., Lins, D.C., and Mescher, M.F. (2003)

doi: 10. 1016/j.jcyt.2015.05.013.

Signal 3 determines tolerance versus full activation of naive

81.

Numbenjapon, T., Serrano, L.M., Chang, W. C., Forman, S.J.,

CD8 T cells: dissociating proliferation and development of

Jensen, M.C., and Cooper, L. J.N. (2007) Antigen inde

effector function, J. Exp. Med., 197, 1141-1151, doi: 10.

pendent and antigen dependent methods to numerically

1084/jem.20021910.

expand CD19 specific CD8⁺ T cells, Exp. Hematol., 35,

73.

Leonard, J.P., Sherman, M.L., Fisher, G.L., Buchanan, L.J.,

1083-1090, doi: 10.1016/j.exphem.2007.04.007.

Larsen, G., Atkins, M.B., Sosman, J.A., Dutcher, J.P.,

82.

Nishio, N., and Dotti, G. (2015) Oncolytic virus expressing

Vogelzang, N.J., and Ryan, J.L. (1997) Effects of single

RANTES and IL 15 enhances function of CAR modified

dose interleukin 12 exposure on interleukin 12 associated

T cells in solid tumors, Oncoimmunology, 4, e988098,

toxicity and interferon γ production, Blood, 90, 2541-2548.

doi: 10.4161/21505594.2014.988098.

74.

Heinzerling, L., Burg, G., Dummer, R., Maier, T.,

83.

Shenoy, A.R., Kirschnek, S., and Hacker, G. (2014) IL 15

Oberholzer, P.A., Schultz, J., Elzaouk, L., Pavlovic, J., and

regulates Bcl 2 family members Bim and Mcl 1 through

Moelling, K. (2005) Intratumoral injection of DNA

JAK/STAT and PI3K/AKT pathways in T cells, Eur. J.

encoding human interleukin 12 into patients with metasta

Immunol., 44, 2500-2507, doi: 10.1002/eji.201344238.

tic melanoma: clinical efficacy, Hum. Gene Ther., 16,

84.

Spolski, R., and Leonard, W.J. (2014) Interleukin 21:

35-48, doi: 10.1089/hum.2005.16.35.

a double edged sword with therapeutic potential, Nat. Rev.

75.

Grabstein, K.H., Eisenman, J., Shanebeck, K., Rauch, C.,

Drug Discov., 13, 379-395, doi: 10.1038/nrd4296.

Srinivasan, S., Fung, V., Beers, C., Richardson, J.,

85.

Li, Y., and Yee, C. (2008) IL 21 mediated Foxp3 suppres

Schoenborn, M.A., and Ahdieh, M. (1994) Cloning of a

sion leads to enhanced generation of antigen specific

T cell growth factor that interacts with the beta chain of the

CD8⁺ cytotoxic T lymphocytes, Blood, 111, 229-235,

interleukin 2 receptor, Science, 264, 965-968, doi: 10.

doi: 10.1182/blood 2007 05 089375.

1126/science.8178155.

86.

Alvarez Fernandez, C., Escriba Garcia, L., Vidal, S.,

76.

Carson, W.E., Giri, J.G., Lindemann, M.J., Linett, M.L.,

Sierra, J., and Briones, J. (2016) A short CD3/CD28 co

Ahdieh, M., Paxton, R., Anderson, D., Eisenmann, J.,

stimulation combined with IL 21 enhance the generation of

Grabstein, K., and Caligiuri, M.A. (1994) Interleukin (IL) 15

human memory stem T cells for adoptive immunotherapy,

is a novel cytokine that activates human natural killer cells

J. Transl. Med., 14, 214, doi: 10.1186/s12967 016 0973 y.

via components of the IL 2 receptor, J. Exp. Med., 180,

87.

Moroz, A., Eppolito, C., Li, Q., Tao, J., Clegg, C.H., and

1395-1403, doi: 10.1084/jem.180.4.1395.

Shrikant, P.A. (2004) IL 21 enhances and sustains CD8⁺

77.

Yeku, O.O., and Brentjens, R.J. (2016) Armored CAR T cells:

T cell responses to achieve durable tumor immunity: com

utilizing cytokines and pro inflammatory ligands to

parative evaluation of IL 2, IL 15, and IL 21, J. Immunol.,

enhance CAR T cell anti tumour efficacy, Biochem. Soc.

173, 900-909, doi: 10.4049/jimmunol.173.2.900.

Trans., 44, 412-418, doi: 10.1042/BST20150291.

88.

Hashmi, M.H., and van Veldhuizen, P.J.

(2010)

78.

Marks Konczalik, J., Dubois, S., Losi, J.M., Sabzevari, H.,

Interleukin 21: updated review of phase I and II clinical

Yamada, N., Feigenbaum, L., Waldmann, T.A., and Tagaya,

trials in metastatic renal cell carcinoma, metastatic

Y. (2000) IL 2 induced activation induced cell death is

melanoma and relapsed/refractory indolent non

inhibited in IL 15 transgenic mice, Proc. Natl. Acad. Sci.

Hodgkin’s lymphoma, Expert Opin. Biol. Ther., 10,

USA, 97, 11445-11450, doi: 10.1073/pnas. 200363097.

807-817, doi: 10. 1517/14712598.2010.480971.

79.

Jakobisiak, M., Golab, J., and Lasek, W. (2011) Interleukin 15

89.

Singh, H., Figliola, M.J., Dawson, M.J., Huls, H.,

as a promising candidate for tumor immunotherapy, Cytokine

Olivares, S., Switzer, K., Mi, T., Maiti, S., Kebriaei, P.,

Growth Factor Rev., 22, 99-108, doi: 10.1016/j.cytogfr.2011.04.001.

Lee, D.A., Champlin, R.E., and Cooper, L.J.N. (2011)

80.

Ramanayake, S., Bilmon, I., Bishop, D., Dubosq, M. C.,

Reprogramming CD19 specific T cells with IL 21 signaling

Blyth, E., Clancy, L., Gottlieb, D., and Micklethwaite, K.

can improve adoptive immunotherapy of B lineage malig

(2015) Low cost generation of Good Manufacturing

nancies, Cancer Res., 71, 3516-3527, doi: 10.1158/0008

Practice grade CD19 specific chimeric antigen receptor

5472.CAN 10 3843.

THE ROLE OF CHECKPOINT INHIBITORS AND CYTOKINES

IN ADOPTIVE CELL BASED CANCER IMMUNOTHERAPY

WITH GENETICALLY MODIFIED T CELLS

P. M. Gershovich^1,2*, A. V. Karabelskii^1,2, A. B. Ulitin¹, and R. A. Ivanov¹

¹ CJSC Biocad, 198515 St. Petersburg, Russia; E mail: gershovich@biocad.ru

² St. Petersburg State Chemical Pharmaceutical Academy, 197376 St. Petersburg, Russia

Received March 1, 2019

Revised April 8, 2019

Accepted April 8, 2019

This review is focused on the structure and molecular mechanism of chimeric antigen receptor (CAR) efficiency, main aspects

of the cell based product manufacturing technology and clinical application of CAR T (CAR modified T lymphocytes) the

rapy for treatment of hematological and solid tumors. Data referred with an emphasis on the strategies using CAR T combined

with immuno oncological monoclonal antibodies - checkpoint inhibitors - or various cytokines to boost survival, persistence

and anti tumor efficiency of CAR T. In addition, the review describes preclinical and clinical data on additive effects of CAR T

therapy combined with monoclonal antibodies targeting immune checkpoints and with a number of interleukins.

Keywords: adoptive T cell immunotherapy for cancer, chimeric antigen receptor, CAR T, immuno oncology,

immune checkpoint inhibitors, cytokines, interleukins

БИОХИМИЯ том 84 вып. 7 2019