馴鹿發表文獻：全人BCMA靶向CAR (CT103A) T細胞免疫療法長期可持續性的模型解釋

摘要

為了弄清楚CT103A的藥代動力學特征并研究其長期持續存在的潛在原因，我們應用非線性混合效應模型建立了基于18個患者隊列的CT103A的群體藥代動力學（PopPK）模型，并分析了CAR T細胞克隆進化。結果表明，發現髓外擴散會損害Cmax，因此將其作為協變量添加到修改后的模型中。該模型顯示托珠單抗和皮質類固醇對CT103A擴增率沒有影響。通過CAR整合位點分析，外周 CT103A持續升高的患者中不存在顯性克隆。最后，具有較低收縮率常數和較高Cmax以及記憶CT103A分數的患者可以獲得更好的臨床反應。

綜上所述，本研究開發了一種全人抗BCMA CAR T細胞療法的PopPK模型，并總結了其模型特征。我們認為CT103A的長期持續存在歸因于記憶CAR T細胞部分，而不是克隆進化。這項研究將提高人們對CAR T細胞免疫療法的藥代動力學和PopPK的認識。

介紹

藥代動力學是藥理學的一個分支，專門用于描述給予患者的藥物的命運，包括藥物吸收、分布、代謝和排泄的程度和速率（Whiting等，1986）。由于個體的藥代動力學可能隨時間而變化，而且個體內藥代動力學參數的大多數變異性是不可預測的，因此在人群水平上研究藥代動力學非常重要（Currie，2018年）。作為源自患者自身血液的“活藥”，CAR T細胞不遵循經典藥物的典型藥代動力學模型（Grupp 等，2013；Stein 等，2019）。因此，對CAR T細胞的藥代動力學研究可以提高我們對其功效、安全性和最佳劑量的理解。

我們之前報道了一項針對18名復發/難治性多發性骨髓瘤患者的新型全人BCMA靶向CAR(CT103A) 的I期研究（http://www.chictr.org.cn, Number, ChiCTR1800018137）。CT103A轉基因持續時間中位數為307.5天。在1年時，只有一名患者的抗藥物抗體(ADA)呈陽性。在這項研究中，我們還旨在找出CT103A長期持續存在的潛在原因。

結果

患者特征

納入患者的基線特征列于表1。他們的中位年齡為53.5歲（范圍為38-66歲），其中 38.9%的年齡≥60歲。10名患者為男性，8名患者為女性。5名患者患有髓外多發性骨髓瘤 (EMM) (27.8%)。

EMM 的定義是由于血行擴散導致的骨外位置存在軟組織腫塊，這些腫塊與受累骨骼不相鄰。6名患者(33.3%)曾接受過自體HSCT，而4名患者(22.2%)曾接受過鼠類抗BCMA CAR T細胞治療（http://www.chictr.org.cn, Number, ChiCTR-OPC- 16009113）。CT103A以1、3和6×106 CAR陽性T細胞/kg 給藥。總共18名 (94.4%) 患者中有17名(94.4%)出現CRS，其中1名(12/17, 70.6%)為1級和2.4級 (4/17, 23.5%) 和1名(1/17, 5.9%) 患者分別經歷了3級和 4級CRS。11名患者(61.1%)接受了托珠單抗治療，12名患者(66.7%)接受了皮質類固醇治療以治療CRS。

表 1 基線時的患者和疾病特征。

CT103A的PopPK基礎模型

在本研究中，CT103A的細胞動力學通過液滴數字PCR(ddPCR)的轉基因測量和流式細胞術在淋巴細胞中表達CAR受體的CD3+細胞的百分比確定（Lou等，2020）。由于流式細胞術和基于 ddPCR的測量之間存在顯著的線性相關性（p

圖 1. 基于模型的 CT103A 藥代動力學分析。(A)CT103A 臨床研究中外周轉基因的1年臨床反應的藥代動力學(B)與觀測數據相比，基本模型（左）和修改模型（右）模擬的視覺預測檢查?？招膱A圈代表觀察值，實線和虛線分別代表觀察的中位數和 95% CI。中間的紅色陰影區域代表1000次模擬結果的中位數的90%置信區間，藍色陰影區域代表 1000 次模擬結果的第 2.5和97.5個百分位數的90%置信區間。(C) 髓外擴散和先前療法（先前的其他CAR T細胞療法和自動 HSCT）對貝葉斯事后隨機效應估計的影響。EMM，髓外多發性骨髓瘤(D)髓外擴散和先前療法（先前的其他CAR T細胞療法和自動 HSCT）對 AUC0-28 的影響。(E)CT103A轉基因拷貝數隨時間變化的個體擬合圖。(F)繪制輸注后第14天和第90天反應與劑量的概率。將第14天的概率擬合到邏輯回歸，并顯示標準誤差條。藍色空心圓圈代表觀測數據；紅線代表估計數據。(G) 使用/不使用類固醇（左）和使用/不使用托珠單抗（右）的一年臨床反應。

CT103A PopPK結構基礎模型改編自tisagenlecleucel模型，并通過應用非線性混合效應模型(NONMEM)開發而成。輸注后，CT103A 的拷貝數在最初幾天下降，然后以速率ρ呈指數增長。在時間Tmax達到最大濃度Cmax后，CT103A膨脹動力學隨后是雙指數收縮，包括初始快速收縮（恒定速率α）和隨后的持續收縮（恒定速率 β）。最初的收縮發生得很快，被認為對應于有效CAR-T細胞群的快速下降。CT103A下降的第二階段隨著時間的推移逐漸發生，這被認為是由記憶CAR T細胞群的持續存在引起的。Fb是CT103A在峰值擴張(Tmax)時收縮率為β的分數。CT103A PopPK 基礎模型的公式在方程式1中給出如下：

使用預測校正的視覺預測檢查(pcVPC)和個人擬合（圖1B左面板和圖 1C）評估模型評估。補充材料中包含其他診斷。計算了主要參數即 Cmax、Tmax、foldx、fb、α和β的固定效應和隨機效應，并在補充表S1中列出。初始倍增時間（ln 2/ρ）和初始（ln 2/α）和終末（ln 2/β）下降的半衰期分別為1.78、6.04和149.39天。

?

協變量評估和模型修改

為了探索外在和內在因素對 CT103A PopPK 基礎模型的影響，我們隨后對患者人口統計數據（年齡、性別和體重）、先前治療（先前的鼠抗BCMA CAR T細胞治療（http://www.chictr.org.cn, Number, ChiCTR-OPC-16009113) 和自體造血干細胞移植 (auto-HSCT)), 髓外擴散 (Bhutani et al., 2020; Sevcikova et al., 2019), 劑量和CRS 等級（圖 1D；補充圖 S3；補充表 S2）。結果表明，在這些外在和內在因素中，只有髓外擴散對 Cmax 有顯著影響。髓外骨髓瘤患者的Cmax顯著低于沒有髓外擴散的患者 (p=0.0258)。這一結果與我們之前報道的同一患者隊列的 Kaplan-Meier 分析一致，這表明髓外擴散與PFS縮短相關（p = 0.015）（Wang 等人，2021）。

此外，我們還探討了輸注后前 28天所有因素對曲線下面積的影響 (AUC0-28)。我們的結果表明，先前進行過自動 HSCT 或髓外擴散的患者的 AUC0-28 顯著降低（分別為 p = 0.0357 和 0.0372）（圖 1E）。在將髓外擴散作為協變量包括在內后，構建了一個修改模型（表 2），并顯示了其診斷結果（圖 1B右面板和圖 2）。修改后的模型公式如方程式2所示：

表 2. 修改后的模型 PK 參數。

圖 2. 修改后的 m41ode 的診斷。(A)個人預測濃度與觀察濃度（左）。人群預測濃度與觀察濃度（右）。紅線代表回歸線。(B)條件加權殘差與時間 (左) 和總體預測濃度(右)。紅線和藍色虛線分別代表條件加權殘差等于0和±4 的位置。

劑量優化

為了幫助優化給藥策略，我們構建了劑量反應曲線的邏輯回歸模型（圖 1F）。在第14天沒有發現更高劑量的反應概率增加（p=0.487）。此外，所有劑量在第90天的反應概率為100%。此外，如先前報道的，在 6×106 CAR T細胞/kg 劑量組中≥3級CRS的發生率顯著高于其他兩個劑量組。因此，出于效率和安全原因，1×106 CAR T 細胞/kg是CT103A的推薦劑量。值得注意的是，這些劑量優化結果僅對這種用于BCMA的全人類CAR T細胞有效。

?

托珠單抗/皮質類固醇對CT103A擴增和長期療效的影響

托珠單抗和皮質類固醇經常用于治療CRS，這是CAR T細胞治療的一種靶向副作用。然而，托珠單抗或皮質類固醇是否會影響CAR T細胞的擴增存在爭議。此外，從未報道過托珠單抗和皮質類固醇對多發性骨髓瘤患者靶向BCMA CAR T細胞擴增的影響。

在這項研究中，12名患者靜脈注射地塞米松（10 mg/dose，范圍 5～20 mg/dose）或甲基強的松龍（40 mg/dose，范圍 10～200 mg/dose）用于CRS管理。中位累積地塞米松等效劑量為 40 mg（范圍 10 ～ 198.75 mg），中位皮質類固醇治療持續時間為3天（范圍 1～18 天）。此外，11名患者以8mg/kg體重（本研究中最大劑量為720mg）靜脈內接受托珠單抗治療 CRS。

在這里，我們基于PopPK模型（方程 3）確定了這兩種藥物對 CT103A 膨脹率 ρ 的影響。T1和T2分別定義為托珠單抗和皮質類固醇的首次給藥時間。F1和 F2定義為托珠單抗和皮質類固醇對擴張率的影響，并使用 NONMEM 計算為0.966 和 0.944，兩者均接近 1（補充表 S3）。因此，托珠單抗和皮質類固醇均未發現影響 CT103A 擴增速率。此外，長期療效不受托珠單抗或皮質類固醇給藥的影響（圖 1G）。激素組和非激素組的緩解率分別為91.67%（11/12）和50%（3/6），而托珠單抗分別為81.82%（9/11）和71.43%（5/7）組和非托珠單抗組。

?

克隆多樣性和效應器/記憶分數分析

由于四名患者（患者001、007、009和010）表現出持久的高水平外周CT103A（輸注后至少9個月內高于2,000 拷貝/μg gDNA），我們通過分析CAR整合位點來監測克隆起源，這在補充方法中有所描述。值得注意的是，所有這些受試者的克隆多樣性在輸注后均未出現明顯下降（圖 3A、B）。這一發現表明這些患者的 CT103A中不存在顯性克隆。此外，我們分析了這四名患者的CAR-T人群的成分。他們的CAR T細胞群分為效應CAR T細胞（紅線），具有快速激活和提取，以及記憶CAR T細胞（藍線），并且具有緩慢擴張和持久性（圖 3C）。所有這四名患者在Tmax后都顯示出高比例的記憶CAR T細胞。

圖 3. 長期高水平外周 CT103A 患者的克隆多樣性和效應/記憶分數分析。(A) 輸注后至少 9 個月持續高 CT103A 轉基因拷貝數 (>2000 拷貝/μg DNA) 的患者的克隆整合位點分布分析。青色表示收集低豐度（

?

討論

由于CAR T細胞療法極大地改變了淋巴惡性腫瘤的治療格局，因此對該領域的藥代動力學研究有更大的需求。到目前為止，很少有研究關注CAR T細胞治療的PopPK。只有一種抗CD19 CAR T，tisagenlecleucel，已經通過數學建模進行了分析。

在這項研究中，我們開發了基于18名患者的PopPK模型。盡管患者隊列很小，但對CT103A轉基因數量進行了密集測試，基于此數據開發的PopPK模型得到了很好的診斷。

在這里，我們開發了最近發表的新型全人類BCMA靶向CAR(CT103A)的PopPK模型。然而，PopPK模型和劑量優化僅對這種用于BCMA的CAR-T細胞有效。在之前的研究中，CT103A的總體緩解率（ORR）為100%，72.2%的患者達到完全緩解或嚴格完全緩解（sCR）。在1年時，77.8%的患者可檢測到CAR轉基因。中位CAR轉基因持續時間為 307.5 天。只有一名患者的抗藥抗體呈陽性。長持久性和低免疫原性的良好表現可能部分歸功于CT103A中構建的全人BCMA抗體。CT103A的這種長期可持續性可能是由于完全由人類組成，沒有不同物種誘導的免疫原性。對于使用其他一些抗 BCMA CAR產品治療的患者，在輸注后6個月內，CAR轉基因濃度大多低于外周血中的定量水平。另一方面，高記憶CAR T細胞部分發揮了重要作用。

在之前報道的 tisagenlecleucel 模型中（Stein et al., 2019），沒有協變量對 tisagenlecleucel 擴增的細胞動力學參數有統計學意義的影響，因此 tisagenlecleucel 的最終細胞動力學模型與基礎模型相同。然而，與 tisagenlecleucel 模型不同，髓外擴散在統計學上顯著影響 Cmax，并已作為協變量添加到最終模型中。參數θextramedulary (extramedulary=yes) 用于修改基礎模型。先前的研究報道，髓外多發性骨髓瘤與高風險特征相關，例如高 LDH 水平、高風險細胞遺傳學或高風險基。

托珠單抗和皮質類固醇對CAR T細胞擴增的影響存在爭議。Marco L. Davila 等人報道，給予淋巴毒性大劑量類固醇治療CRS會導致抗 CD19 CAR-T 細胞快速消融（Shank 等人，2017 年）。另一方面，其他一些研究報告稱，與非類固醇組相比，類固醇組具有更大的暴露量和更長的CAR-T細胞功能持續時間中位數。此外，一項基于PopPK模型的研究表明，托珠單抗和皮質類固醇對tisagenlecleucel的擴增率沒有影響。在本研究中，我們的結果表明托珠單抗和皮質類固醇對 CT103A 的擴增率和長期療效均無影響。

總之，本研究在18名復發/難治性多發性骨髓瘤患者中開發了一種新型全人 BCMA 靶向 CAR (CT103A) 的PopPK模型。計算模型常數。發現髓外擴散會損害 Cmax，因此將其作為協變量添加到修改后的模型中。表明治療CRS的療法（托珠單抗和皮質類固醇）的效果對CT103A擴增率沒有影響。我們認為CT103A的長期持續存在歸因于記憶CAR T細胞部分，而不是克隆進化。我們的研究將提高人們對CAR T細胞免疫療法的藥代動力學和PopPK的理解。

D

O

i

:

具體方法詳見：A Model Perspective Explanation of?the Long-Term Sustainability of a Fully?Human BCMA-Targeting CAR?(CT103A) T-Cell Immunotherapy

doi:10.3389/fphar.2022.803693