細胞免疫治療 CAR-T療法知多少?

近兩年，免疫治療可謂佔盡風頭。尤其在癌症治療領域，免疫治療更是取得了前所未有的突破。免疫治療藥物中的明星——PD-1/PD-L1抑制劑在非小細胞肺癌、小細胞肺癌、三陰性乳腺癌、黑色素瘤等領域2018年依然表現不俗。然而，以PD-1/PD-L1為代表的免疫藥物僅僅是腫瘤免疫治療中的「一條腿」而已。除了用藥物解除腫瘤細胞對免疫細胞的抑制，另一個思路是：直接利用患者體內的T細胞，將它們拿到體外進行改造，大量複製後再回輸到患者體內，這就是免疫治療的「另一條腿」——免疫細胞療法。

目前，已有兩種免疫細胞療法在2017年獲得美國FDA批准上市。即諾華的Kymriah，和Kite Pharmar的Yescarta，就此開啟了腫瘤的免疫細胞治療的新時代。國內目前尚無批准上市的細胞療法，但今年國家藥品監督管理局（CNDA）批准明聚生物CAR-T產品JWCAR029的IND申請，這是國內首個獲準臨床的CD19靶向的CAR-T產品。

我們都知道，人體的免疫細胞分為多種。因此，腫瘤的免疫細胞治療也包括了不同的種類，主要有兩大類：一類是以CIK、DC-CIK、NK等為代表的非特異性的老技術；一類是以CAR-T、TCR-T為代表的需要體外基因改造的特異性的新技術。而Kymriah和Yescarta兩種療法都是CAR-T免疫療法，CAR-T療法也是當前的最熱門。

1. 什麼是CAR-T？

CAR-T療法的全稱是chimeric antigen receptor T cell therapy，即嵌合抗原受體T細胞療法，原理是應用患者自身的T淋巴細胞，經過實驗室重新改造，裝載上具有識別腫瘤抗原的受體及共刺激分子，體外擴增後再次回輸入患者體內，從而識別並攻擊自身的腫瘤細胞。

2. CAR-T對哪些癌種有效？

在2014年美國血液學會(ASH)年會上，CAR-T細胞治療在急性淋巴細胞白血病(ALL)中取得了顯著療效的報導大放異彩，給血液惡性腫瘤的治療帶來希望之光。

之前提到的獲批上市的兩款CAR-T療法，其適應症就是治療罹患B細胞前急性淋巴細胞白血病及復發或難治性大B細胞淋巴瘤的成人患者。雖然，CAR-T細胞免疫療法已經證實在上述血液腫瘤的治療中體現了良好的靶向性、殺傷性和持久性，但在實體瘤的治療方面，細胞治療還並未獲得突破。

3. 2018年CAR-T治療有哪些研究新進展？

目前，CAR-T項目涉及的靶點在47個以上，熱門靶點集中在CD19、CD20、CD22、GPC3、BCMA等。2018年，CAR-T細胞免疫療法在治療血液腫瘤方面已經有了突破性進展，並且在CAR-T療法的技術進步、副作用研究上都有一些重磅的臨床研究值得關注。

迄今最長CAR-T治療隨訪數據發布，首次證實疾病負擔低的患者獲益最大

今年，NEJM發表的一項研究中，紀念斯隆·凱特琳癌症研究中心（MSKCC）的研究者們，利用19-28zCAR-T對53名成人難治或復發B細胞急性淋巴細胞白血病（ALL）患者進行了臨床試驗，並進行了為期最長五年半的隨訪，結果顯示完全緩解率為83%，中位生存期12.9個月。

更加厲害的是，研究者們發現那些治療前疾病負荷較輕、也就是異常增生的原始細胞<5%的患者，他們從治療中獲得的收益更大，中位生存期達到了20.1個月。

這些疾病負荷較輕的患者，超過1/3（35%）在被確診五年之後仍舊好好地活著，這意味著他們是有可能被治癒的。這是目前為止，用CAR-T治療ALL隨訪期最長的臨床試驗，證實了此種療法的潛力。同時，這也是首次發現低疾病負荷患者能夠從 CAR- T中受益更多。

（http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1709919）

CAR-T細胞生產：加州大學開發CRISPR-Cas9系統，一周左右製造抗癌T細胞 

在利用CAR-T治療之前，一個重要的步驟是CAR-T細胞的生產，但這一過程並不容易，目前普遍使用的方法是利用重組病毒作為載體，對T細胞進行基因重編程。但這一過程漫長且成本高昂，不能滿足臨床的大量需求。

今年7月，Nature雜誌發表了一篇研究：來自加州大學的研究者們開發出了一種CRISPR-Cas9基因組靶向系統，該系統不需要用病毒作為載體，可以在T細胞基因組中的特定位點快速有效地插入大DNA序列（大於1 kilobase），同時保持細胞活力和功能。

值得注意的是，這種方法可以在一周左右就完成對T細胞的基因修飾！

（https://www.nature.com/articles/s41586-018-0326-5）

CAR-T細胞擴增：體外模擬APC技術幫助CAR-T細胞大量擴增

改造後的T細胞在治療之前還需要體外大量擴增，但這一步驟同樣耗時費力。在體內，有抗原呈遞細胞（APC）的協助T細胞可以在短時間內大量擴增，但在體外，這一過程卻並不那麼容易。

今年1月，Nature子刊Nature Biotechnology上發表了一篇來自哈佛大學Wyss研究所的研究。David J Mooney教授與其團隊開發了一種用生物材料製成的支架，它能在體外模擬APC的功能，讓T細胞的擴增更為有效。

這種支架是在多孔的矽制棒狀材料中填入了白細胞介素2（IL-2），這是一類由APC產生的因子，能延長T細胞的壽命。外部有一層了脂質雙分子層，模擬APC的細胞膜。再之後，他們添加上了能激活T細胞的多種抗體。

與當下常規的體外擴增技術（Dynabeads）相比，這些模擬APC的支架效率驚人。這一技術如果能在臨床廣泛應用，對於患者來說能早日獲得治療。 

（https://www.nature.com/articles/nbt.4047)

一個意外引發的突破：TET2破壞大幅度提升CAR-T戰鬥力

今年5月，Nature上一篇研究顯示：研究人員在一項針對表達CD19慢性淋巴細胞白血病病人的臨床試驗中，發現一例患者在接受第二劑T細胞後的2個月，才開始現出明顯的反應，並且在隨後獲得了獲得完全緩解，而且這名患者在5年的隨訪結束後，依然健康地活著。

研究者對這位患者體內的T細胞進行了分析，發現了該患者體內94%的CAR-T細胞，均是來自同一個祖先！

這個令人驚訝的現象是因為，在用慢病毒轉染進行基因改造的時候，CAR序列被無意插入到了一個名為TET2的等位基因中間，導致了該基因功能障礙。但TET2障礙卻使得改名患者體內的CAR-T細胞增殖能力更強、抗癌能力更強、活得也更久。

雖然這是單個病例的結果，但期待這種治療效果能夠在其他臨床試驗中複製。

（https://www.nature.com/articles/s41586-018-0178-z）

更強的CAR-T：科學家開發出攜帶PD-1抗體的CAR-T細胞

這篇發表在Nature雜誌上的研究，來自於美國紀念斯隆凱特琳癌症中心，研究者成功地使得二代CAR-T細胞分泌PD-1抗體單鏈可變區片段(scFv)，同時提高自身和腫瘤環境中T細胞的抗癌活性，抗腫瘤治療效果甚至比CAR-T聯合PD-1抗體的治療效果更好。

二期，這些scFv局限分泌在腫瘤附近，基本不進入血液循環，令CAR-T抗腫瘤活性更高更持久的同時，保證了較低的副作用。

目前研究者們正在設計臨床試驗，希望未來這種訂製的car-t細胞能應用在患者身上。

（https://www.nature.com/articles/nbt.4195）

並不是只有T細胞在戰鬥，NK細胞也可以

Science雜誌：哈佛大學醫學院的Dana-Farber癌症研究所的研究人員篩選出名為7C6的單克隆抗體，讓NK細胞能夠識別並殺死癌細胞。

MICA和MICB蛋白可以在腫瘤上表達，並作為免疫系統的「殺死我」的信號。 但是腫瘤通常會通過脫落這些蛋白質來掩蓋自己，阻止專門的自然殺傷NK細胞識別和破壞。

該方法有效地將MICA和MICB鎖定在腫瘤上，使NK細胞能夠發現它們被消除。 該抗體在多種腫瘤小鼠模型中表現出臨床前功效，包括黑素瘤。此外，這種NK細胞介導的腫瘤溶解後還減少了肺癌轉移。

（http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1537）

4.CAR-T療法的副作用

CART細胞免疫療法的原理是通過構建特異性嵌合抗原受體，經基因轉導使T淋巴細胞表達這種嵌合抗原受體，特異性地識別靶抗原從而殺傷靶細胞。聽起來很有道理，但要實現靶向殺傷癌細胞，同時又避免對正常細胞的損傷並不是一件容易的事情。

在臨床試驗和應用中，細胞療法的新問題不斷。除了難以進入緻密的實體瘤中，常見的不良反應有細胞因子釋放症候群CRS、脫靶效應、神經毒性、過敏反應、移植物抗宿主病、腫瘤溶解症候群等。其中最嚴重的就是CRS，這是一種致命的失控的全身炎症反應。

但對於CRS，今年5月發表在Nature Medicine上的兩篇研究，都顯示CRS是可以被抑制的！

研究人員以小鼠為模型，模擬CRS的發生條件，從中篩選到一種導致CRS反應的關鍵分子——IL-1。進一步找到一種藥物anakinra，證實它可以通過抑制IL-1分子防止CRS以及神經毒性的發生。

這兩項副作用研究似乎值得高興，但今年在Nature medicine上還報導了一例CAR-T治療意外產生的罕見副作用：CAR-癌細胞。

一位患者在CD19靶向CAR-T細胞（CTL019）輸注9個月後，復發CD19-白血病，異常表達抗CD19 CAR，最後不幸死亡。研究者最終發現，在T細胞製造過程中，CAR基因被無意地引入到一個癌變的B細胞中，並且其產物與白血病細胞表面的CD19結合，讓CAR-T細胞無法識別。

這是一個前所未有的CAR-T治療風險，結果縱然是不幸的，但失敗的意義正如成功一樣，同樣可以推動研究者對CAR-T療法的不斷探索。

縱觀2018年，CAR-T的熱度只增不減，雖然上述研究大多尚未正式進入臨床試驗階段，但腫瘤細胞免疫的曙光已現，期待未來！