腫瘤免疫細胞治療最新研究進展

全球生命療養聯合會

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導語

CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，即嵌合抗原受體T細胞免疫療法。該療法是一種出現了很多年但近幾年才被改良使用到臨床中的新型細胞療法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著顯著的療效，被認為是最有前景的腫瘤治療方式之一。

正如所有的技術一樣，CAR-T技術也經歷一個漫長的演化過程，正是在這一系列的演化過程中，CAR-T技術逐漸走向成熟。

這種新的治療策略的關鍵之處在於識別靶細胞的被稱作嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor, CAR）的人工受體，而且在經過基因修飾後，病人T細胞能夠表達這種CAR。在人體臨床試驗中，科學家們通過一種類似透析的過程提取出病人體內的一些T細胞，然後在實驗室對它們進行基因修飾，將編碼這種CAR的基因導入，這樣這些T細胞就能夠表達這種新的受體。這些經過基因修飾的T細胞在實驗室進行增殖，隨後將它們灌注回病人體內。這些T細胞利用它們表達的CAR受體結合到靶細胞表面上的分子，而這種結合觸發一種內部信號產 生，接著這種內部信號如此強效地激活這些T細胞以至於它們快速地摧毀靶細胞。

近年來，CAR-T免疫療法除了被用來治療急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，經改進後，也被用來治療實體瘤、自身免疫疾病、HIV感染和心臟病等疾病，具有更廣闊的應用空間。基於此，針對CAR-T 細胞療法取得的最新進展，小編進行一番盤點，以饗讀者。

1.Angew Chem：重大進展！開發出利用小分子進行化學編程的開關型CAR-T細胞療法

雖然兩種CAR-T細胞療法---諾華公司的tisagenlecleucel（商品名Kymriah）和吉利德公司的axicabtagene ciloleucel（商品名Yescarta）---已被美國食品藥品管理局（FDA）批准用於治療白血病和淋巴瘤，但是它們對佔所有癌症90%的實體惡性腫瘤的治療效果仍有待臨床證實。一個主要的障礙是腫瘤的免疫抑制環境能阻止T細胞的浸潤、激活和招募。另一個挑戰是鑑定在癌細胞表面上選擇性表達的細胞表面受體，CAR-T細胞特異性地靶向該細胞表面受體，從而使得它們不傷害健康的細胞和組織。在這方面，癌細胞表面組（cancer cell surfaceome, 指的是位於癌細胞表面上的全部大分子）的口袋組（pocketome，指的是在細胞表面上的每個大分子中存在的全部結合位點）部分，包括癌細胞表面受體及其複合物上的小分子結合位點，從而提供了一個較大的藥物可靶向的空間，該空間只有小分子才能進入 。

因此，小分子可以作為包括抗體在內的天然識別庫的補充。然而，與抗體相比，小分子在癌症免疫治療中具有不合適的藥代動力學和藥效學特性。人們試圖利用各種化學編程抗體、化學編程雙特異性抗體以及相關概念解決這些缺點，而且也有人報導了能夠賦予小分子 募和激活CAR-T細胞能力的方法。

圖片來自Angewandte Chemie, 2020, doi:10.1002/anie.202005432。

在利用常規的抗體Fab片段控制的開關型CAR-T細胞平臺的基礎上，來自美國國家癌症研究所、斯克裡普斯研究所和德國維爾茨堡大學醫院的研究人員將這種平臺調整為由化學編程Fab（chemically programmed Fab, cp-Fab）控制。這有效地將對T細胞招募和激活的控制轉 移到靶向癌細胞表面受體的小分子上。cp-Fab是在體外組裝的，可用於在體外或體內激活CAR-T細胞。這種cp-Fab/CAR-T系統具有高度的通用性，唯一可變的成分是小分子，因此能夠廣泛地利用CAR-T細胞的力量探究細胞表面大分子的結合位點。相關研究結果近期發表在 Angewandte Chemie期刊上，論文標題為「Chemically Programmable and Switchable CAR‐T Therapy」。

為了對cp-Fab/CAR-T系統進行概念驗證，這些作者著重關注靶向葉酸受體1（FOLR1）的葉酸結合位點。FOLR1是一種糖基磷脂醯肌醇（GPI）錨定的糖蛋白，它以納摩爾的親和力結合葉酸，從而促進受體介導的內吞作用。快速生長的實體惡性腫瘤，包括卵巢癌和肺癌，都依賴於葉酸進行代謝和核酸合成。為了與健康細胞和組織競爭葉酸，FOLR1在這些癌症中高度過度表達。這使得FOLR1成為基於小分子和抗體的診斷和治療試劑---包括CAR-T細胞和攜帶雙特異性抗體的化學編程T細胞---的一個有吸引力的靶點。靶向FOLR1的常規CAR-T細胞 也有報導，並已轉化為用於卵巢癌治療的I期臨床試驗。在之前的這些研究的基礎上，這些作者選擇探索FOLR1的葉酸結合位點作為cp-Fab/CAR-T的代表性靶點。

2.IJC：新研究指出製造CAR-T細胞產品的成本可大幅降低

嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法是一種新的、在某些情況下非常有效的免疫療法，可用於治療某些類型的血液癌症和淋巴系統癌症。然而，這種有前途的治療方法是有成本的。製造商為單個患者製造CAR-T細胞的收費高達32萬歐元。在一項新的研究中，通過確 定所涉及的固定成本和可變成本，來自德國癌症研究中心（DKFZ）的研究人員確定，這類細胞免疫療法可以在DKFZ這樣的科研機構生產，而成本只有十分之一左右。相關研究結果於2020年6月14日在線發表在International Journal of Cancer期刊上，論文標題為「Cost of decentralized CAR T cell production in an academic non‐profit setting」。

兩種商業化的CAR-T細胞產品已被批准用於治療急性淋巴細胞T細胞白血病和非霍奇金淋巴瘤，如瀰漫性大細胞B細胞淋巴瘤。只有在其他治療方案失敗的情況下才會使用它們。這種治療方法通常是有效的：治療兩年後，40%～60%的患者沒有復發。

然而，這種有前途的、高度個體化的治療是有成本的：在德國，製造商為每名患者生產CAR-T細胞的費用高達32萬歐元。DKFZ衛生經濟學家Michael Schlander解釋說，「CAR-T細胞療法仍然只在少數癌症患者中可行，不過這種療法將有望能夠推廣到其他類型的癌症。人們 相當擔心我們的醫療系統將無法支付患者人數可能增加而帶來的費用增加。」

3.Science子刊：利用表達FOXP3蛋白的TCR-T細胞治療1型糖尿病已接近臨床

在一項新的研究中，Rawlings及其研究團隊與貝納羅亞研究所主席Jane Buckner博士著重關注T細胞，即免疫系統中抗擊疾病的白細胞。相關研究結果發表在2020年6月3日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為「Gene editing to induce FOXP3 expression in human CD4+ T cells leads to a stable regulatory phenotype and function」。

在1型糖尿病中，稱為效應T細胞的特定類型免疫細胞會錯誤地攻擊胰腺中產生胰島素的胰島細胞。這些胰島細胞的職責是感知血液中葡萄糖水平上升，並通過釋放胰島素作出反應。由於免疫系統的其他組成部分---調節性T細胞（Treg）---不能正常發揮作用，所以這種攻 擊仍在繼續。

圖片來自Science Translational Medicine

為了阻止這種攻擊，Rawlings實驗室設計了一種方法：對患者自身的T細胞進行基因改造，使得它們像正常的Treg細胞一樣發揮作用。他們希望當移植回患者體內時，這些經過基因改造或者說基因編輯的調節樣T細胞（edited regulatory-like T cell, edTreg）進入胰腺 ，在那裡它們可以幫助抑制過度活躍的免疫反應，從而維持和保護這些胰島細胞的功能。

這篇論文展示了這些研究人員是如何利用基因編輯技術來靶向人T細胞中的FOXP3基因的。通過激活FOXP3，他們為T細胞提供了形成Treg細胞所需的指令。

由此產生的edTreg細胞看起來與天然Treg細胞非常相似。當在動物模型和組織培養物中進行測試時，它們的功能也像天然Treg細胞。最後，這些研究人員展示了他們如何讓這些經過基因改造的細胞具有抗原特異性。根據Rawlings的說法，這一功能是通過將T細胞受體（TCR）附著在這些經過基因改造的細胞的表面上來實現的，這對於將這些細胞引導到糖尿病患者的胰腺中將是至關重要的。

進一步驗證這些結果的研究將有助於為針對1型糖尿病細胞療法的I期臨床試驗鋪平道路。他說，「這些數據首次證實通過激活FOXP3的方式進行基因改造足以製造出功能性的edTreg細胞。這不僅是一個裡程碑式的研究發現，而且可以直接轉化為臨床使用。」

4.Nature重大突破！用CAR-T細胞治療衰老！

衰老是細胞老化的一個標誌，並導致許多疾病。一種使免疫細胞靶向衰老細胞的新方法可能提供更好的治療選擇。衰老是細胞應激反應的一種形式。在某些情況下，它可能是有害的，人們正在努力開發針對衰老細胞的療法。在《自然》（Nature）雜誌上，Amor等人描述 了一種選擇性去除小鼠衰老細胞的方法。

作者採用了一種目前用於抗癌治療的技術。在這種療法中，T細胞從個體中移除，在回輸之前，對其進行操作，以增強其針對癌細胞的能力。這種細胞被稱為CAR T細胞，因為它們被設計成表達所謂的嵌合抗原受體(CAR)。CAR的設計目的是識別並結合存在於癌細胞表面的 一種稱為抗原的蛋白質的特定片段。如果這種相互作用發生，T細胞就會被激活並殺死腫瘤細胞。識別只在腫瘤細胞上表達的抗原是一個關鍵的挑戰，因為CAR T細胞殺死健康細胞可能導致嚴重的副作用。

為了找到針對衰老細胞的抗原，Amor和同事分析了衰老的人和小鼠細胞中發現的跨膜蛋白的表達。八個最有希望的候選之一是尿激酶型纖溶酶原激活受體(uPAR)。對先前發表的關於人類組織中蛋白和RNA表達的數據進行的檢查顯示，uPAR要麼未被檢測到，要麼在人體的大 部分器官(包括中樞神經系統、心臟和肝臟)中以低水平存在。然而，Amor和同事發現uPAR在體內和體外衰老細胞中都有高表達。有趣的是，缺乏跨膜區域的一種可溶性uPAR (suPAR)是SASP反應期間分泌的一種成分。suPAR的存在是一些慢性疾病的標誌，包括糖尿病和腎病 ，衰老在這些疾病中起作用。

在確定uPAR作為衰老細胞的普遍標誌後，Amor和他的同事設計了靶向uPAR的CAR T細胞。鑑於癌變前的細胞(那些可能在成為癌細胞)出現衰老以及很多抗癌治療導致腫瘤細胞進入衰老來阻止他們的分裂，作者調查了這些CAR T細胞是否可以有效治療癌症。他們報告說，以uPAR為靶點的CAR T細胞治療可以消除小鼠肝癌和肺癌模型中衰老的前惡性和惡性細胞。已經有人提出，通過後續針對衰老細胞的治療，抗癌療法可能會得到改善。Amor和他的同事在小鼠身上的研究證實了這種使用具有senolytic CAR T細胞的方法提高了抗癌治療的有效性。

使用senolytic CAR - T細胞的部分吸引力在於其治療衰老涉及的許多疾病的潛力。事實上，Amor和他的同事證明，如果小鼠接受senolytic CAR T細胞治療，可以改善非酒精性脂肪性肝炎(一種嚴重的脂肪肝)動物模型的肝纖維化結果。

5.I期臨床試驗表明靶向MAGE-A4的TCR-T細胞有望治療多種實體瘤

過繼性T細胞療法ADP-A2M4涉及對來患者體內的T細胞進行基因改造使之表達可識別癌症抗原MAGE-A4的T細胞受體（TCR）。在美國德克薩斯大學MD安德森癌症中心的研究人員的領導下，針對ADP-A2M4的一項I期臨床試驗在包括滑膜肉瘤、頭頸癌和肺癌在內的多種實體瘤的患者中獲得了反應。這項林場試驗獲得Adaptimmune公司的資助。

在38名接受這種治療的患者中，ADP-A2M4 T細胞使得9人（23.7%）獲得了總體反應（OR）或者說腫瘤縮小，18人（47.4%）病情穩定。在2020年美國臨床腫瘤學會年會上，主要研究者、研究性癌症治療學教授David Hong博士在口頭報告中分享這項臨床試驗的數據。

Hong說，「到目前為止，我們還沒有看到用現有的細胞療法在治療實體瘤上取得較強的反應，這在很大程度上是因為表達的抗原不限於腫瘤。在這項臨床試驗中，我很受鼓舞地看到一些患者出現了持久的反應，這些結果表明這種基於TCR-T細胞的新興技術在治療實體瘤方 面有潛力。」

6.BMJ子刊：體內研究證實靶向CD123的CAR-T細胞強烈抑制正常的造血功能

近年來，基於CAR-T細胞的細胞免疫療法在癌症治療中引發了前所未有的期待。CAR-T細胞免疫療法涉及對人T細胞進行改造使之表達嵌合抗原受體（CAR），從而引導這些T細胞靶向位於癌細胞表面的腫瘤抗原。由於CAR-T細胞的高療效、特異性和持久性，它們在B細胞惡性腫瘤患者中表現出穩健的臨床反應。

AML患者面臨挑戰的原因在於缺乏通用的AML靶抗原來引導CAR-T細胞，以及與健康的造血幹細胞/祖細胞（HSPC）具有相同的靶抗原表達，這可能導致危及生命的脫靶細胞毒性。儘管如此，過去的研究已發現利用CD33和CD123重定向的CAR-T細胞治療AML表現出強勁的抗白血病活性，並處於臨床前和臨床開發的後期。

圖片來自Journal for ImmunoTherapy of Cancer

在這些CAR-T細胞是否具有骨髓清除性方面，它們在臨床前和臨床上產生了一些爭議，這是因為它們也可能靶向健康的HSPC，畢竟HSPC是造血或者說血細胞生成所必需的。人們猜測HSPC也在不同程度上表達這些抗原，因此這些CAR-T細胞也可以攻擊它們。西班牙約瑟普-卡雷拉斯白血病研究所幹細胞生物學、發育白血病與免疫治療研究組的研究員Matteo Baroni和及其同事門猜測CAR-T細胞對健康HSPC作用的時間可能比對白血病細胞作用的時間要長。他們認為，之前關於靶向CD123的T細胞的潛在骨髓毒性的研究提供的結果低估了這些CAR-T細胞的脫靶毒性潛力。

Baroni和他的團隊在為期6周的體內研究中提供了大量的證據表明靶向CD123的CAR-T細胞的存在強烈抑制了正常的造血功能，從而造成新血細胞形成的不可逆障礙。相關研究結果於2020年6月10日在線發表在Journal for Immunotherapy of Cancer期刊上，論文標題 為「41BB-based and CD28-based CD123-redirected T-cells ablate human normal hematopoiesis in vivo」。

Baroni聲稱，「我們呼籲，對於那些經歷難治性疾病復發且不能進一步從標準化療中獲益的AML患者，在異體移植之前謹慎使用靶向CD123的CAR-T細胞。對於這些患者來說，存在一個較好的替代選擇。這些結果將幫助臨床醫生考慮靶向CD123的CAR-T細胞持續存在的關鍵長 期影響，並防止它們用於其他用途。」

7.新研究發現在CAR-T細胞免疫治療後一個月內感染風險上升

根據一項新的研究，對於接受CD19嵌合抗原受體 (CAR) T細胞（CAR-T）輸注的兒童和青少年來說，感染率在治療後的第一個月增加，然後減少。相關研究結果近期發表在Open Forum Infectious Diseases期刊上，論文標題為「Infectious Complications Following CD19 Chimeric Antigen Receptor T-cell Therapy for Children, Adolescents, and Young Adults」。

美國華盛頓大學西雅圖分校的Surabhi B. Vora博士及其同事們回顧了2014年至2017年期間在單一機構接受CD19 CAR-T細胞治療的83名不大於26歲的患者的醫療記錄。他們計算了在治療前90天、治療後0～28天和治療後29～90天的每100天有感染風險的人數。

這些研究人員發現，98%的患者有難治性或復發性的急性淋巴細胞白血病。在治療前90天內，54%的患者發生感染（感染密度，1.23），而在治療後28天內，40%的患者發生感染（感染密度，2.89）。在治療後的29～90天，感染密度降至0.55。大多數感染為細菌性感染或呼 吸道病毒感染（分別為39%和43%）。之前的造血細胞移植，免疫球蛋白G（IgG）水平

8.Cell Stem Cell：靶向CD133的CAR-T細胞有望治療膠質母細胞瘤

在一項新的研究中，來自加拿大麥克馬斯特大學和多倫多大學的研究人員開發出一種很有前景的免疫療法，可用於治療一種致命的成人腦癌形式，即膠質母細胞瘤（glioblastoma）。相關研究結果於2020年5月27日在線發表在Cell Stem Cell期刊上，論文標題為「The Rational Development of CD133-Targeting Immunotherapies for Glioblastoma」。

這種稱為嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）療法的免疫療法涉及在實驗室中對來自患者血液的T細胞進行基因改造，使得它們直接靶向結合膠質母細胞瘤細胞表面上的一種稱為CD133的特定蛋白，並消滅這些癌細胞。

當在攜帶人類膠質母細胞瘤的小鼠身上使用時，靶向CD133的CAR-T細胞療法被認為是成功的，這是因為它減少了這些小鼠的腫瘤負擔，提高了它們的生存率。

來自這項研究的數據促使在加拿大漢密爾頓市成立了一家名為Empirica Therapeutics的腦癌免疫治療公司。該公司的目標是在2022年之前，針對CD133特異性的CAR-T細胞療法和其他療法在復發性膠質母細胞瘤患者中進行臨床試驗。

（本文來源：生物谷）

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