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细胞免疫治疗 CAR-T疗法知多少?

日期:2018-12-06 15:11:12 来源: MED24 点击:

近两年,免疫治疗可谓占尽风头。尤其在癌症治疗领域,免疫治疗更是取得了前所未有的突破。免疫治疗药物中的明星——PD-1/PD-L1抑制剂在非小细胞肺癌、小细胞肺癌、三阴性乳腺癌、黑色素瘤等领域2018年依然表现不俗。然而,以PD-1/PD-L1为代表的免疫药物仅仅是肿瘤免疫治疗中的「一条腿」而已。除了用药物解除肿瘤细胞对免疫细胞的抑制,另一个思路是:直接利用患者体内的T细胞,将它们拿到体外进行改造,大量复制后再回输到患者体内,这就是免疫治疗的「另一条腿」——免疫细胞疗法

目前,已有两种免疫细胞疗法在2017年获得美国FDA批准上市。即诺华的Kymriah,和Kite Pharmar的Yescarta,就此开启了肿瘤的免疫细胞治疗的新时代。国内目前尚无批准上市的细胞疗法,但今年国家药品监督管理局(CNDA)批准明聚生物CAR-T产品JWCAR029的IND申请,这是国内首个获准临床的CD19靶向的CAR-T产品。

我们都知道,人体的免疫细胞分为多种。因此,肿瘤的免疫细胞治疗也包括了不同的种类,主要有两大类:一类是以CIK、DC-CIK、NK等为代表的非特异性的老技术;一类是以CAR-T、TCR-T为代表的需要体外基因改造的特异性的新技术。而Kymriah和Yescarta两种疗法都是CAR-T免疫疗法,CAR-T疗法也是当前的最热门。

1. 什么是CAR-T?

CAR-T疗法的全称是chimeric antigen receptor T cell therapy,即嵌合抗原受体T细胞疗法,原理是应用患者自身的T淋巴细胞,经过实验室重新改造,装载上具有识别肿瘤抗原的受体及共刺激分子,体外扩增后再次回输入患者体内,从而识别并攻击自身的肿瘤细胞。

2. CAR-T对哪些癌种有效?

在2014年美国血液学会(ASH)年会上,CAR-T细胞治疗在急性淋巴细胞白血病(ALL)中取得了显著疗效的报道大放异彩,给血液恶性肿瘤的治疗带来希望之光。

之前提到的获批上市的两款CAR-T疗法,其适应症就是治疗罹患B细胞前急性淋巴细胞白血病复发或难治性大B细胞淋巴瘤的成人患者。虽然,CAR-T细胞免疫疗法已经证实在上述血液肿瘤的治疗中体现了良好的靶向性、杀伤性和持久性,但在实体瘤的治疗方面,细胞治疗还并未获得突破。

3. 2018年CAR-T治疗有哪些研究新进展?

目前,CAR-T项目涉及的靶点在47个以上,热门靶点集中在CD19、CD20、CD22、GPC3、BCMA等。2018年,CAR-T细胞免疫疗法在治疗血液肿瘤方面已经有了突破性进展,并且在CAR-T疗法的技术进步、副作用研究上都有一些重磅的临床研究值得关注。

迄今最长CAR-T治疗随访数据发布,首次证实疾病负担低的患者获益最大

今年,NEJM发表的一项研究中,纪念斯隆·凯特琳癌症研究中心(MSKCC)的研究者们,利用19-28zCAR-T对53名成人难治或复发B细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)患者进行了临床试验,并进行了为期最长五年半的随访,结果显示完全缓解率为83%,中位生存期12.9个月

更加厉害的是,研究者们发现那些治疗前疾病负荷较轻、也就是异常增生的原始细胞<5%的患者,他们从治疗中获得的收益更大,中位生存期达到了20.1个月。

这些疾病负荷较轻的患者,超过1/3(35%)在被确诊五年之后仍旧好好地活着,这意味着他们是有可能被治愈的。这是目前为止,用CAR-T治疗ALL随访期最长的临床试验,证实了此种疗法的潜力。同时,这也是首次发现低疾病负荷患者能够从 CAR- T中受益更多。

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

CAR-T细胞生产:加州大学开发CRISPR-Cas9系统,一周左右制造抗癌T细胞 

在利用CAR-T治疗之前,一个重要的步骤是CAR-T细胞的生产,但这一过程并不容易,目前普遍使用的方法是利用重组病毒作为载体,对T细胞进行基因重编程。但这一过程漫长且成本高昂,不能满足临床的大量需求。

今年7月,Nature杂志发表了一篇研究:来自加州大学的研究者们开发出了一种CRISPR-Cas9基因组靶向系统,该系统不需要用病毒作为载体,可以在T细胞基因组中的特定位点快速有效地插入大DNA序列(大于1 kilobase),同时保持细胞活力和功能。

值得注意的是,这种方法可以在一周左右就完成对T细胞的基因修饰!

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

CAR-T细胞扩增:体外模拟APC技术帮助CAR-T细胞大量扩增

改造后的T细胞在治疗之前还需要体外大量扩增,但这一步骤同样耗时费力。在体内,有抗原呈递细胞(APC)的协助T细胞可以在短时间内大量扩增,但在体外,这一过程却并不那么容易。

今年1月,Nature子刊Nature Biotechnology上发表了一篇来自哈佛大学Wyss研究所的研究。David J Mooney教授与其团队开发了一种用生物材料制成的支架,它能在体外模拟APC的功能,让T细胞的扩增更为有效。

这种支架是在多孔的硅制棒状材料中填入了白细胞介素2(IL-2),这是一类由APC产生的因子,能延长T细胞的寿命。外部有一层了脂质双分子层,模拟APC的细胞膜。再之后,他们添加上了能激活T细胞的多种抗体。

与当下常规的体外扩增技术(Dynabeads)相比,这些模拟APC的支架效率惊人。这一技术如果能在临床广泛应用,对于患者来说能早日获得治疗。 

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

一个意外引发的突破:TET2破坏大幅度提升CAR-T战斗力

今年5月,Nature上一篇研究显示:研究人员在一项针对表达CD19慢性淋巴细胞白血病病人的临床试验中,发现一例患者在接受第二剂T细胞后的2个月,才开始现出明显的反应,并且在随后获得了获得完全缓解,而且这名患者在5年的随访结束后,依然健康地活着。

研究者对这位患者体内的T细胞进行了分析,发现了该患者体内94%的CAR-T细胞,均是来自同一个祖先!

这个令人惊讶的现象是因为,在用慢病毒转染进行基因改造的时候,CAR序列被无意插入到了一个名为TET2的等位基因中间,导致了该基因功能障碍。但TET2障碍却使得改名患者体内的CAR-T细胞增殖能力更强、抗癌能力更强、活得也更久。

虽然这是单个病例的结果,但期待这种治疗效果能够在其他临床试验中复制。

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

更强的CAR-T:科学家开发出携带PD-1抗体的CAR-T细胞

这篇发表在Nature杂志上的研究,来自于美国纪念斯隆凯特琳癌症中心,研究者成功地使得二代CAR-T细胞分泌PD-1抗体单链可变区片段(scFv),同时提高自身和肿瘤环境中T细胞的抗癌活性,抗肿瘤治疗效果甚至比CAR-T联合PD-1抗体的治疗效果更好。

二期,这些scFv局限分泌在肿瘤附近,基本不进入血液循环,令CAR-T抗肿瘤活性更高更持久的同时,保证了较低的副作用。

目前研究者们正在设计临床试验,希望未来这种订制的car-t细胞能应用在患者身上。

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

并不是只有T细胞在战斗,NK细胞也可以

Science杂志:哈佛大学医学院的Dana-Farber癌症研究所的研究人员筛选出名为7C6的单克隆抗体,让NK细胞能够识别并杀死癌细胞。

MICA和MICB蛋白可以在肿瘤上表达,并作为免疫系统的「杀死我」的信号。 但是肿瘤通常会通过脱落这些蛋白质来掩盖自己,阻止专门的自然杀伤NK细胞识别和破坏。

该方法有效地将MICA和MICB锁定在肿瘤上,使NK细胞能够发现它们被消除。 该抗体在多种肿瘤小鼠模型中表现出临床前功效,包括黑素瘤。此外,这种NK细胞介导的肿瘤溶解后还减少了肺癌转移。

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

4.CAR-T疗法的副作用

CART细胞免疫疗法的原理是通过构建特异性嵌合抗原受体,经基因转导使T淋巴细胞表达这种嵌合抗原受体,特异性地识别靶抗原从而杀伤靶细胞。听起来很有道理,但要实现靶向杀伤癌细胞,同时又避免对正常细胞的损伤并不是一件容易的事情。

在临床试验和应用中,细胞疗法的新问题不断。除了难以进入致密的实体瘤中,常见的不良反应有细胞因子释放综合征CRS、脱靶效应、神经毒性、过敏反应、移植物抗宿主病、肿瘤溶解综合征等。其中最严重的就是CRS,这是一种致命的失控的全身炎症反应。

但对于CRS,今年5月发表在Nature Medicine上的两篇研究,都显示CRS是可以被抑制的!

研究人员以小鼠为模型,模拟CRS的发生条件,从中筛选到一种导致CRS反应的关键分子——IL-1。进一步找到一种药物anakinra,证实它可以通过抑制IL-1分子防止CRS以及神经毒性的发生。

这两项副作用研究似乎值得高兴,但今年在Nature medicine上还报道了一例CAR-T治疗意外产生的罕见副作用:CAR-癌细胞。

一位患者在CD19靶向CAR-T细胞(CTL019)输注9个月后,复发CD19-白血病,异常表达抗CD19 CAR,最后不幸死亡。研究者最终发现,在T细胞制造过程中,CAR基因被无意地引入到一个癌变的B细胞中,并且其产物与白血病细胞表面的CD19结合,让CAR-T细胞无法识别。

这是一个前所未有的CAR-T治疗风险,结果纵然是不幸的,但失败的意义正如成功一样,同样可以推动研究者对CAR-T疗法的不断探索。

纵观2018年,CAR-T的热度只增不减,虽然上述研究大多尚未正式进入临床试验阶段,但肿瘤细胞免疫的曙光已现,期待未来!



(责任编辑:xgh)

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