CART核心技术与肿瘤精准免疫治疗.docx

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CART核心技术与肿瘤精准免疫治疗

CAR-T技术与肿瘤精准免疫治疗

本文由爱康得生物原创

1月20日，美国总统奥巴马在国情咨文演讲中提出“精准医学筹划”，一时间“精准医疗”成为一大热门词汇。

在美国，精准医疗称为“PrecisionMedicine”，而早在百余年前中华人民共和国，中医就提出了“精准医疗”这一概念，称为“辩证施治”。

肿瘤又被称为多基因疾病，其发病机理，疾病发展过程，疾病病症与体当前个体之间差存在异。

肿瘤发生因素很复杂，遗传因素，外环境与内环境以及体细胞与干细胞DNA损伤与修复，导致基因突变逐渐积累，最后演变为各种癌症发生（图1）。

肿瘤发生机理如基因突变，逆分化，肿瘤干细胞，免疫监视，端粒与端粒酶等等尚有太多未知领域。

这些错综复杂因素导致相似组织器官癌症引起机理不一致，相似机理引起癌症部位不一致。

肿瘤发生往往有数千个突变类型，每个病人突变类型不同样，因此老式治疗模式浮现了许多困惑，如无法解释耐药性，肿瘤基因组异质性，有效治疗响应监测手段缺少等，在此时，精准治疗对于肿瘤治疗十分重要。

图1：

肿瘤发生复杂性。

肿瘤发生因素很复杂，遗传因素，外环境与内环境以及体细胞与干细胞DNA损伤与修复，导致基因突变逐渐积累，最后演变为各种癌症发生。

肿瘤精准免疫治疗发展

当前，广泛用于肿瘤精准免疫治疗药物为靶向药物和单克隆抗体，其运用肿瘤细胞与正常细胞之间分子生物学上差别（涉及基因、酶、信号转导等不同特性），抑制肿瘤细胞生长增殖，最后使其死亡。

如用于治疗非小细胞肺癌易瑞沙和特罗凯，用于治疗大肠癌西妥昔单抗，用于治疗乳腺癌曲妥珠单抗，用于治疗前列腺癌伊马替尼等。

但肿瘤细胞十分狡猾，在靶向药物使用过程中，肿瘤为躲避药物作用会产生突变，继而产生耐药使此类药物失去效力，如易瑞沙平均耐药时间约1年，特罗凯耐药时间还要更短些，大概在8个月左右。

耐药后肿瘤进展十分迅速，病人不得不重新寻找其她治疗办法。

是值得纪念一年，《科学》杂志评论作为最重要科学突破榜首——癌症免疫疗法。

其中以程序性死亡因子1抗体（anti-PD1）及其他免疫检查点抗体和嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T疗法）最受瞩目。

PD-1在恶性黑色素瘤和肺鳞癌治疗获得重大突破，被美国FDA批准用于临床。

CAR-T在B细胞恶性肿瘤治疗获得巨大成功，ALL完全缓和率达到惊人90%。

在此咱们着重聊一聊CAR-T免疫疗法。

CAR-T免疫疗法是通过整合嵌合抗原受体基因修饰T细胞来抵抗肿瘤细胞疗法。

嵌合抗原受体可以特异性辨认肿瘤有关抗原靶点，辨认结合后将激活增殖T细胞信号传递至胞内，引起T细胞激活和增殖，从而有效杀伤肿瘤细胞。

自1989年以色列魏茨曼科学研究所免疫学家ZeligEshhar将免疫球蛋白scFv与FcεRI受体（γ链）或CD3复合物（ζ链）胞内构造域融合并导入T细胞制备出第一代CAR-T以来，CAR-T经历了20余年发展（图2）。

CAR分子大体可分为5代演变：

I代，特异性T细胞激活；II代，增长共刺激因子，提高细胞毒性；III代，同步具备两个共刺激因子，提高T细胞增殖能力与杀伤毒性；IV代，整合自杀基因，精准调控，细胞因子释放（如IL-7，IL-15）激活等；V代，通用型CAR（图3）。

图2：

CAR-T发展历程

图3：

CAR分子演变。

I代，特异性T细胞激活；II代，增长共刺激因子，提高细胞毒性；III代，同步具备两个共刺激因子，提高T细胞增殖能力与杀伤毒性；IV代，整合自杀基因，精准调控，细胞因子释放（如IL-7，IL-15）激活等；V代，通用型CAR。

CAR-T临床实验疗效与毒性

在血液恶性肿瘤方面，UPenn运用CD19-CAR-T细胞治疗复发难治性B-ALL，完全缓和率达90%；ASCO会议，MSKCC发布一组数据，CD19-CAR-T治疗B-ALL，32例受试者有29例获完全缓和，CR率达91%。

在治疗实体瘤方面，运用HER2-CAR-T治疗HER2+肉瘤患者，共19例患者参加临床实验，输注CAR-T细胞数量逐渐升高，无明显CAR-T毒性，某些瘤内有少量T细胞浸润，4例稳定病情达12周~14个月，中位生存期10.3月（5.1~29.1个月）（图4）；Mesothelin是一种肿瘤有关抗原，在诸多恶性胸膜间皮瘤中广泛高表达。

以Meso为靶点，通过在T细胞上瞬时表达CAR分子，经静脉回输外加瘤内注射方式对2例入选患者进行治疗，未浮现明显副作用，CAR-T细胞在两例患者体内均体现了一定抗肿瘤活性，患者腹水中Mesothelin阳性肿瘤细胞数量明显减少（图5）。

图4：

HER2-CAR-T治疗HER2+肉瘤患临床疗效观测。

某些瘤内有少量T细胞浸润，4例稳定病情达12周~14个月，中位生存期10.3月（5.1~29.1个月）。

图5：

以Meso为靶点，通过在T细胞上瞬时表达CAR分子，经静脉回输外加瘤内注射方式对2例入选患者进行治疗，未浮现明显副作用，CAR-T细胞在两例患者体内均体现了一定抗肿瘤活性，患者腹水中Mesothelin阳性肿瘤细胞数量明显减少。

接受CAR-T治疗患者会浮现毒性反映。

如寒战，发热，白细胞减少，溶瘤综合症，巨噬细胞活化综合症，细胞因子风暴，B细胞缺少及低丙种球蛋白血症，脱靶效应（ontarget/offtumor）等。

其中几乎所有接受CAR-T细胞治疗并且浮现应答患者都会浮现细胞因子风暴，这与T细胞激活直接有关，而肿瘤负荷影响细胞因子风暴级别（分为1~4级）。

通过输注前化疗预解决，使用输注细胞剂量递增方案，并严密监测血清有关指标，如IL-6水平，C-反映蛋白等。

运用IL-6拮抗剂如Tocilizumab可治疗严重细胞因子风暴，并且不会影响CAR-T疗效。

脱靶效应常用于CAR-T治疗实体瘤患者中，由于靶向抗原在正常组织中也低表达，导致CAR-T细胞袭击人正常组织，如人肺组织会低表达Her2，Her2-CAR-T细胞可引起致命肺毒性。

通过减少scFv亲和力，局部瘤内注射，寻找肿瘤特异性抗原等办法来减少或避免此类毒性发生。

由此可见，当前CAR-T细胞治疗还不够精准。

CAR-T临床实验数据记录与治疗方案研究

截至10月，全球共计110项CAR-T临床实验在ClinicalTrials.gov注册，其中大某些为血液肿瘤临床实验，实体瘤占38项，均为I/II期临床实验（表1），血液肿瘤靶点选取最多是CD19,实体瘤重要靶点选取是EGFR,GD2,CEA,Her2（图6）。

表1：

CAR-T实体瘤临床实验在ClinicalTrials.gov注册状况（截至.10）

图6：

实体瘤靶向抗原选取比例图

在临床实验中，血液肿瘤CAR-T治疗方案为：

在获得临床实验批准后，一方面依照入选与排除原则筛选受试者，与受试者订立知情批准书后对其病情进行评估，采集分离PBMC，经T细胞分选，CAR病毒感染，洗脱扩增，质控检测后收获CAR-T细胞。

在细胞输注前4天完毕化疗预解决。

持续3天按10%，30%，60%剂量递增方式输注CAR-T细胞。

输注后半年内月度随访和半年后季度随访，以及后转基因跟踪。

实体肿瘤CAR-T治疗没有获得如血液肿瘤治疗后惊人疗效。

实体肿瘤治疗状况相对复杂多变。

首实体肿瘤致密构造特点阻碍了CAR-T对肿瘤组织浸润，导致实体瘤内部没有足够T效应T细胞；再者肿瘤微环境中存在免疫负调节因素制约，如免疫抑制性细胞存在（regulatoryTcells，myeloidderivedsuppressorcells，andM2tumor-associatedmacrophages），抑制性细胞因子（TGF-β，IL-10），肿瘤细胞表面表达T细胞功能抑制性蛋白分子（B7-Hfamilymembers，Fasligand），引导CAR-T向肿瘤灶归巢趋化因子等。

因此，CAR-T细胞输注前患者预解决方案，如何让CAR-T细胞在体内有效增殖并保持高杀瘤活性，如何使CAR-T细胞有效浸润在实体瘤内部等一系列问题尚待进一步研究。

如使用CT模仿定位三维适形放疗技术对实体瘤进行预解决，或用微创介入或瘤内注射方式，使CAR-T细胞更多地进入到实体瘤内部对靶细胞进行有效杀伤。

此外可以将CAR-T负载溶瘤病毒以提高对实体瘤治疗效果（详见《CAR-T细胞与溶瘤病毒联用》一文）。

小结

精准医疗是将来疾病治疗发展方向，但是当前肿瘤精准治疗长路漫漫。

如果将肿瘤比喻为阴，免疫系统比喻为阳，则阴阳之间互相对立，互相统一，互相制约，消长与共（图7）。

图7：

肿瘤与免疫治疗之间互相对立，互相统一，互相制约，消长与共

仅依托细胞治疗肿瘤还远远不够。

手术，化疗，放疗可以迅速减少肿瘤负荷，特异性治疗如CAR-T,TCR-T,抗体药物等可以迅速锁定并杀伤肿瘤细胞，但是肿瘤并且很容易产生突变，使用非特异性治疗如DC疫苗，免疫增强剂来清除残存肿瘤细胞。

随着基因测序，分子生物学技术，影像技术，大数据等迅速发展，肿瘤精准治疗也会得到长足发展，并成为将来肿瘤综合治疗重要模式。

但是在最后笔者以为，对于肿瘤，做到健康规律生活方式，高危人群定期进行健康体检，以防止为主，早发现，及时并且依照病情进行综合治疗，方为正道。