啃下實體瘤這塊硬骨頭，CAR-T療法還需要多久？

眾所周知，CAR-T療法的拿手好戲是血液腫瘤，去年獲批上市的兩款CAR-T產(chǎn)品的適應癥均是血液腫瘤。而實體瘤，對CAR-T療法來說，至今仍然是一塊難啃的硬骨頭，因為其主要挑戰(zhàn)仍然存在，以致CAR-T療法在實體瘤領域的臨床進展舉步維艱，收效甚微。不過，近期在臨床前研究和臨床研究方面取得的一些成果，猶如撕開了一道黑暗的口子，讓我們看到了一絲亮光。那么，究竟CAR-T療法啃下實體瘤這塊硬骨頭還需要多久呢？讓我們從這些研究成果中尋找答案吧。 

臨床前研究

1、三位大牛發(fā)文引導實體瘤CAR-T結構改造新方向

大多數(shù)CAR-T療法治療實體瘤的總體有效性不夠理想的臨床試驗都報道了T細胞持續(xù)性差的問題。而決定CAR-T細胞持久性的因素很多，包括患者的預處理情況、細胞體外培養(yǎng)的條件、T細胞耗竭的產(chǎn)生以及免疫系統(tǒng)對重組蛋白的免疫反應等。與此同時，還需要注意的是，CARs的分子設計也可能會強烈影響T細胞的擴增和持續(xù)性。這也是研究工作的重點之一。

今年1月，由CAR-T療法泰斗Carl June教授領導的研究團隊，在權威學術期刊JCI insight發(fā)表的最新研究成果表明：通過ICOS和4-1BB刺激能夠增強CAR-T細胞的持久性。與含有CD28或4-1BB胞內(nèi)結構域的CARs相比，ICOS胞內(nèi)結構域與CARs的結合增強了Th17極化細胞的有效性和體內(nèi)持續(xù)性。 

今年2月，加拿大多倫多大學醫(yī)學院的免疫學副教授及其大學醫(yī)療網(wǎng)絡的同事和日本的Takara Bio公司共同開發(fā)了一種新的CAR-T技術。研究表明，這種新一代CAR-T細胞具備更持續(xù)有效的擴增能力以及抗癌活性，并且在人源癌癥的免疫缺陷型小鼠體內(nèi)對抗特定腫瘤的效果更好。相關研究結果發(fā)表在當時出版的學術期刊Nature Medicine上。

這種新一代CD19 CAR編碼來自白細胞介素-2(IL-2)受體β鏈(IL-2Rβ)和STAT3結合酪氨酸-XX-谷氨酰胺(YXXQ)基序的截短的細胞質(zhì)區(qū)(cytoplasmicdomain)，以及TCR信號(CD3z )和共刺激(CD28)結構域(以下簡稱28-ΔIL2RB-z(YXXQ))。28-ΔIL2RB-z(YXXQ)CAR-T細胞顯示JAK激酶與STAT3和STAT5轉(zhuǎn)錄因子信號傳導途徑的抗原依賴性激活，其促進了體外T細胞的增殖能力，并防止成體終末分化。

2、美國貝勒醫(yī)學院公布三靶點CAR-T療法的研究結果

T細胞療法，特別是CAR-T細胞的出現(xiàn)和進步已經(jīng)證明了針對難治性腫瘤的治療潛力。但CAR-T靶向的抗原很少是絕對腫瘤特異性的，這很可能會導致非常嚴重的on-target/off-tumor毒性?？紤]到這個問題，美國貝勒醫(yī)學院的細胞和基因治療中心以及德克薩斯州兒童醫(yī)院和休斯敦衛(wèi)理公會的研究人員開發(fā)了一種新型CAR-T療法，可確保工程化T細胞能夠很好的區(qū)分正常細胞和癌細胞。

這種新型療法是通過對T細胞修飾，使其表達三種分子來實現(xiàn)的，且這些分子被設計為識別僅存在于腫瘤細胞上的抗原模式（稱之為SmarT-細胞）。在臨床前研究的測試中，這些工程化的T細胞表現(xiàn)出了增強的抗腫瘤活性和選擇性，而且沒有副作用。

該研究由貝勒醫(yī)學院的細胞和基因治療中心的JuanVera和Sujita Sukumaran博士共同領導，其中Sujita Sukumaran博士現(xiàn)在還擔任Kite Pharma公司T細胞工程組的科學家。相關研究成果近期已發(fā)表在期刊Cancer Discovery上。 

該研究結果發(fā)現(xiàn)，靶向PSCA的CAR-T具有顯著的腫瘤殺傷作用，但被抗原激活后細胞的存活和擴增能力降低；識別TGFβ、IL4、IL7的工程化T細胞幾乎沒有殺傷腫瘤細胞的能力，但是識別TGFβ的工程T細胞生存能力強，識別IL4、IL7的工程T細胞擴增能力強。

由于傳統(tǒng)的T細胞治療還會受到腫瘤微環(huán)境的抑制，這限制了T細胞在實體瘤中的長期存活和擴增。因此研究人員選擇將結合受體納入其工程化T細胞中，以保護它們免受這些抑制性因素的影響，并確保其持續(xù)的腫瘤殺傷能力，直至消除所有的癌細胞。

3、納米顆粒顯著提高CAR-T有效性，使乳腺癌和腦瘤小鼠生存率翻倍

去年4月，來自頂級癌癥研究中心FredHutch的Matthias Stephan博士，在著名期刊Nature Nanotechnology上發(fā)表了一項突破性研究稱，他所在的研究團隊在CAR-T治療歷史上第一次實現(xiàn)了體內(nèi)構建CAR-T細胞。

該團隊將改造T細胞的納米顆粒制成凍干粉，裝在玻璃瓶內(nèi)，使用時只需溶解注射。且一旦完成靜脈注射，納米顆粒就會與T細胞特異性結合（不會干擾其他的細胞）。之后把特異性識別癌細胞的CAR裝在T細胞表面，使其成為CAR-T細胞特種兵。相比較于傳統(tǒng)CAR-T，其抗癌效果同樣顯著，且治療過程更溫和、更簡單，成本也很低。 

最近，Stephan和Fan Zhang博士（Stephan實驗室的博士后研究員）又帶來了一項基于納米顆粒的CAR-T細胞治療的突破性進展。這項最近發(fā)表在期刊Cancer Research上的研究表明，該團隊使用可生物降解的脂質(zhì)體納米顆粒成功將免疫調(diào)節(jié)藥物直接遞送給給實體瘤，同時為CAR-T細胞開辟了一個窗口，使其在乳腺癌和腦癌的臨床前小鼠模型中更具治療效果，生存率翻倍。

臨床研究

1、雙靶標CAR-T療法治療實體瘤Ⅰ期臨床試驗啟動

近日，美國西雅圖兒童醫(yī)院宣布啟動一項代號為“STRIvE-01”的創(chuàng)新CAR-T療法Ⅰ期臨床試驗(NCT03618381)。該項臨床試驗是針對復發(fā)或難治性非中樞神經(jīng)系統(tǒng)表達EGFR蛋白的兒童和年輕人實體瘤患者。

在這項試驗中，CAR-T細胞將靶向在大多數(shù)兒童肉瘤、腎癌和神經(jīng)母細胞瘤中表達的EGFR蛋白。目前，CAR-T已然在B細胞惡性腫瘤領域一枝獨秀，但針對實體瘤開展的多項臨床研究，結論大多不理想。當然這很大一部分原因要歸咎于實體瘤周圍復雜的腫瘤微環(huán)境。

對此，STRIvE-01試驗的首席研究員、西雅圖兒童醫(yī)院的Katie Albert博士表示：“為了讓CAR-T療法對實體瘤患者發(fā)揮有效性，我們必須找到一種方法，不僅能夠讓CAR-T細胞進入腫瘤微環(huán)境，同時還要確保其能夠在那里維持活性、正常擴增且長期存活?！?/span>

為了構建STRIvE-01項目所需的CAR-T細胞，西雅圖兒童研究所BenTowne兒童癌癥研究中心的Mike Jensen教授帶領研究團隊將對患者的T細胞進行重新編程，以靶向細胞表面表達異常的EGFR蛋白。在正常組織中，EGFR負責細胞生長和發(fā)育。當在惡性實體瘤中表達時，EGFR則使腫瘤細胞更具侵襲性和侵入性。

通過使用名為EGFR806的抗體來武裝CAR-T細胞，研究人員希望選擇性地發(fā)現(xiàn)并破壞表達EGFR的實體瘤細胞，并限制其對正常組織的毒性。 

參加第一組試驗的兒童和年輕人將接受EGFR806武裝的CAR-T細胞，試驗將評估這種療法的毒性并確定實驗治療的最大耐受劑量。完成安全性測試后，參加第二組試驗的患者將接受重新編程的CAR-T細胞，它會同時靶向EGFR和一種名為CD19的蛋白，這是一種表達于B淋巴細胞的白細胞亞群上的蛋白質(zhì)。

“通過包含靶向兩種蛋白質(zhì)的CAR-T細胞療法，我們在治療實體腫瘤方面的研究又向前邁進了一步，抗癌T細胞可以在很短時間到達腫瘤組織。”Albert說，“基于我們在白血病試驗中的研究成果，我們希望CD19的二級靶點能與血液中的B淋巴細胞相互作用，以促進定向于EGFR的CAR-T細胞的擴增和其殺傷力?！?/span>

“我們可能需要一系列治療策略來操縱免疫環(huán)境，才能治愈難以治療的實體瘤患者?！?/span>Albert博士說，“我很高興有機會將我們最先進的免疫治療策略納入這次實體腫瘤治療計劃，我希望能為更多家庭提供最有效和最全面的CAR-T細胞治療方案，幫助治療孩子的癌癥?！?/span>

2、針對HER2陽性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的CAR-T療法Ⅰ期臨床試驗啟動

在前述雙靶標CAR-T療法治療實體瘤Ⅰ期臨床試驗啟動前，美國西雅圖兒童醫(yī)院就已經(jīng)啟動了針對HER2陽性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的CAR-T療法Ⅰ期臨床試驗（BrainChild-01），招募兒童和年輕成人復發(fā)或難治性HER2陽性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）腫瘤患者。根據(jù)腫瘤的位置，CAR-T細胞將通過導管注入腫瘤已被移除的腔內(nèi)或CNS心室系統(tǒng)中。

在BrainChild-01試驗中，T細胞將被重新編程以靶向蛋白-HER2，該蛋白以其在乳腺癌中的存在而廣為人知，但也在兒童中包括髓母細胞瘤，室管膜瘤和神經(jīng)膠質(zhì)瘤在內(nèi)的許多常見腦腫瘤中表達。在靶向這種蛋白時，CAR-T細胞將能夠發(fā)現(xiàn)并破壞腫瘤細胞，同時保留不表達HER2的健康腦組織。

西雅圖兒童醫(yī)院神經(jīng)腫瘤學家、BrainChild-01試驗的首席研究員NickVitanza博士說：“與血液腫瘤相比，實體瘤治療的目標非常具有挑戰(zhàn)性，因為它們表達多種蛋白，并且細胞難以到達。在尋找存在于許多類型腫瘤中但不存在于健康腦組織中的標記物時，我們很高興地發(fā)現(xiàn)HER2可能是幫助我們靶向幾種我們在兒童中治療的腦腫瘤的共同線索，針對年輕人?！?/span>

Vitanza和由西雅圖兒童研究所的BenTowne兒童癌癥研究中心的Mike Jensen博士領導的研究小組計劃在試驗過程中招募至少18名患者。在研究人員證實HER2表達后，患者將根據(jù)腫瘤的位置分為兩組進行治療。在患者的T細胞重新編程后，第一組的那些兒童將通過導管將其T細胞注入腫瘤切除腔內(nèi)。第二組的小孩將通過導管將其T細胞注入其CNS心室系統(tǒng)。

通過將CAR-T細胞直接注入大腦而不是靜脈注入血液中，研究人員相信這種遞送將更加有效，因為T細胞不需要穿透血腦屏障（這往往會阻止藥物進入大腦達到必要的濃度）。研究人員也希望患者可能有較少的副作用，如神經(jīng)毒性和細胞因子釋放綜合征，因為重編程的T細胞不會在血液中廣泛循環(huán)。該臨床試驗將檢查此方法的安全性和可行性。

患者將每周接受一劑CAR-T細胞輸注，在本次研究中，可能需要接受多達6劑的治療療程。根據(jù)患者對實驗療法的反應和耐受性，他們可以選擇繼續(xù)接受更多劑量。

從上述這些研究成果中，我們可以看出，一些創(chuàng)新性的CAR-T療法解決了目前CAR-T療法攻克實體瘤存在的難題，相信CAR-T療法最終啃下實體瘤這塊硬骨頭已經(jīng)為時不遠了。