ART-suppressed非ヒト霊長類における抗原ブースト後のHIV CAR T細胞の頑健な増殖

Robust Expansion of HIV CAR T Cells Following Antigen Boosting in ART-Suppressed Nonhuman Primates.

• Blake J Rust
• Leslie S Kean
• Lucrezia Colonna
• Katherine Brandenstein
• Nikhita Hegde Poole
• Willimark Obenza
• Mark R Enstrom
• Colby R Maldini
• Gavin I Ellis
• Christine M Fennessey
• Meei-Li Huang
• Brandon F Keele
• Keith Jerome
• James L Riley
• Hans-Peter Kiem
• Christopher William Peterson

抄録

CD19+の血液悪性腫瘍を標的としたCAR T細胞は、有望な新規治療法として急速に浮上してきた。一方、HIV-1のような感染症を対象とした数少ないCAR T細胞研究の結果は、説得力に欠けている。これらの課題は、血液悪性腫瘍患者とは対照的に、ART抑制患者では抗原のレベルが低いことに起因していると考えられる。ここで我々は、これらの限界と課題を克服するために、ART抑制下のHIV-1感染戦略の確立された非ヒト霊長類モデルを用いて試験を行った。我々はまず、現在の臨床パラダイムと一致した中枢記憶サブセットを維持するためにCAR T細胞の産生を最適化した。我々は、ART抑制下の環境では、CAR T細胞の増殖と持続を助けるために、外因性抗原の追加が必要であると仮説を立てた。そこで我々は、ヒト免疫不全ウイルス（SHIV）に感染し、ARTを抑制した4頭のアカゲザルにウイルス特異的CD4CAR T細胞を注入し、その後、細胞関連HIV-1エンベロープ（Env）を補充注入して研究を行った。Envの投与により、ウイルス特異的CAR+ T細胞がin vivoで有意かつ前例のない増殖を示した；ART治療中断後、ウイルスのリバウンドは対照動物と比較して有意に遅延した（p=0.014）。CAR T細胞が減少した2匹の動物において、PD-1依存性の免疫枯渇を逆転させるために、アカゲザル化抗PD-1抗体を投与した。免疫チェックポイント遮断は、疲弊したCAR T細胞の拡大を誘発し、同時にウイルス負荷を検出不可能なレベルまで低下させた。これらの結果は、細胞関連抗原を補充することで、抗原が存在しない環境下でCAR T細胞を強固に増殖させることが可能であることを示している。我々の知る限りでは、本研究は、感染した、抑制された宿主におけるウイルス特異的CAR T細胞の増殖、およびウイルスの再導入の遅延/制御を示した初めての研究である。

CAR T cells targeting CD19+ hematologic malignancies have rapidly emerged as a promising, novel therapy. In contrast, results from the few CAR T-cell studies for infectious diseases such as HIV-1 have been less convincing. These challenges are likely due to the low level of antigen present in ART-suppressed patients in contrast to those with hematologic malignancies. Here we tested in our well-established nonhuman primate model of ART-suppressed HIV-1 infection strategies to overcome these limitations and challenges. We first optimized CAR T cell production to maintain central memory subsets, consistent with current clinical paradigms. We hypothesized that additional exogenous antigen might be required in an ART-suppressed setting to aid expansion and persistence of CAR T cells. Thus, we studied four simian/human immunodeficiency virus (SHIV)-infected, ART-suppressed rhesus macaques infused with virus-specific CD4CAR T cells, followed by supplemental infusion of cell-associated HIV-1 envelope (Env). Env boosting led to significant and unprecedented expansion of virus-specific CAR+ T-cells in vivo; following ART treatment interruption, viral rebound was significantly delayed compared to controls (p=0.014). In two animals with declining CAR T cells, we administered rhesusized anti-PD-1 antibody to reverse PD-1-dependent immune exhaustion. Immune checkpoint blockade triggered expansion of exhausted CAR T cells and concordantly lowered viral loads to undetectable levels. These results demonstrate that supplemental cell-associated antigen enables robust expansion of CAR T-cells in an antigen-sparse environment. To our knowledge, this is the first study to show expansion of virus-specific CAR T cells in infected, suppressed hosts, and delay/control of viral recrudescence.

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