【行業動態】CAR-T細胞療法最新研究進展！

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于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后，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，然后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，隨后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細胞以至于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，經改進后，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。基于此，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.Science子刊：重大進展！新型CAR-T細胞療法有望克服血癌復發
doi:10.1126/scitranslmed.aaw9414

在一項新的研究中，來自中國四川大學華西醫院、鄭州大學第一附屬醫院、大連醫科大學附屬第二醫院、美國希望之城、南加州大學和威爾康乃爾醫學院的研究人員報道shou個靶向癌細胞上表達的B細胞活化因子受體（B cell activating factor receptor, BAFF-R）的CAR-T細胞*了動物模型中對CD19靶向療法產生抵抗性的人白血病細胞和淋巴瘤細胞。這種新療法將于明年在臨床試驗中用于治療對在接受CD19免疫療法治療后出現癌癥復發的患者，并有可能用作一線的CAR-T細胞免疫療法。相關研究結果發表在2019年9月25日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“CAR T cells targeting BAFF-R can overcome CD19 antigen loss in B cell malignancies"。論文通訊作者為希望之城綜合癌癥中心副主任Larry Kwak博士。論文第一作者為希望之城血液學與造血細胞移植系教授Hong Qin博士。

細胞分裂期間的癌細胞，圖片來自NIH

據估計有20％至30％的在接受CD19 CAR-T細胞治療后獲得病情緩解的白血病患者和淋巴瘤患者將在幾年后出現癌癥復發。這些靶向癌性B細胞表面上表達的CD19蛋白的CAR-T細胞的功效開始減弱，因此癌癥就復發了。

在這項新的研究中，攜帶CD19治療抗性的人類腫瘤（包括伯基特淋巴瘤、套細胞淋巴瘤和其他的非霍奇金淋巴瘤亞型，以及急性淋巴細胞白血病）的動物模型接受了BAFF-R CAR-T細胞治療。在接受這些CAR-T細胞治療后，他們觀察到明顯的腫瘤消退和延長的生存期。在攜帶人類伯基特淋巴瘤的動物模型中，它們在接受單次BAFF-R CAR-T治療后即可治愈（腫瘤*消退，長期生存率100％）。在這項研究的另一部分中，動物模型具有CD19陽性人類腫瘤和CD19陰性人類腫瘤的混合群體。然后，它們接受CD19 CAR-T細胞療法或BAFF-R CAR-T細胞療法；BAFF-R CAR-T細胞能夠*這兩種腫瘤群體，而在接受CD19 CAR-T細胞治療的動物模型中，這種治療失敗了。

這些研究人員還研究了來自在接受CD19靶向免疫治療藥物博納吐單抗治療后出現癌癥復發的患者的腫瘤樣本。這項研究證實BAFF-R CAR-T細胞始終如一地有效地抵抗這些腫瘤，然而，相比于治療前的樣本，CD19 CAR-T細胞對每個患者復發性腫瘤的反應大大減少。

2.Nat Med：CAR-T細胞療法處于“免疫治療革命"的風口浪尖
doi:10.1038/s41591-019-0564-6

在一篇新的綜述文章中，美國斯坦福大學醫學中心的Robbie Majzner博士和Crystal Mackall博士總結道，對免疫系統在控制癌癥中作用的更深入理解有助于推動“免疫治療革命"，并且為許多患上先前無法治愈的癌癥的患者（包括兒童患者）帶來了希望。這篇文章發表在2019年9月的Nature Medicine期刊上，文章標題為“Clinical lessons learned from the first leg of the CAR T cell journey"。

CAR-T細胞療法是一種針對血液癌癥的癌癥療法。這種單次灌注治療依靠患者自身的免疫系統細胞來抵抗癌癥。在2000年代初期開展的初步實驗室測試以及隨后的數百項臨床試驗表明從免疫系統招募重要的免疫細胞可以以高度個性化的方式抗擊癌癥。CAR-T細胞療法涉對T細胞進行基因修飾，僅是越來越多的癌癥免疫療法中的一種，這些療法表明免疫系統的成分如何可以被有益地利用。

兩種CAR-T細胞藥物已獲得美國食品藥物管理局（FDA）的批準：諾華公司的產品Kymriah（通用名tisaglenlecleucel）于2017年8月獲得批準，隨后在同年10月Yescarta（通用名axicabtageneciloleucel）獲得批準。Yescarta由美國吉利德科學公司（Gilead Sciences）旗下子公司Kite制藥公司（Kite Pharmaceuticals）開發。Kymriah用于治療25歲或以下的患有對先前療法無反應的急性B淋巴細胞性白血病（B-ALL）的患者。Yescata的目標人群是患有對常規治療無反應的B細胞癌的成年患者。

正如Majzner和Mackall在他們的分析中強調的那樣，CAR-T細胞療法與任何形式的癌癥治療一樣極其復雜。一些患者對這種灌注療法有很強的反應；其他人則會發生癌癥復發。Majzner和Mackall認為，某些形式的癌癥，特別是實體瘤，對CAR-T細胞療法的反應不如血液癌癥好，但是當前的與CAR-T細胞療法相關的弊病可能不會持續到將來。

Majzner和Mackall報道，“疾病組織學已成為影響CAR-T細胞治療結果的主要因素。盡管在實體瘤中CAR-T細胞的治療結果還不那么強大，但是在人體試驗中表現出的臨床療效的一些早期跡象暗示了即將來臨的成功。對影響反應和抵抗性的因素的進一步理解正在推動下一代CAR-T細胞療法的開發，從而有望在血液癌癥和實體瘤中實現更高的療效。"

3.Science子刊：馴服細胞因子怪獸！揭示T細胞激活療法中毒性細胞因子釋放機制
doi:10.1126/scitranslmed.aax8861

經基因改造后結合癌細胞抗原并激活T細胞殺死癌細胞的雙特異性抗體顯示出臨床前景。不幸的是，由于不受控制的免疫激活和細胞因子釋放，它們也可能引起嚴重的毒副作用。無論采用哪種方式，T細胞激活療法通常都會伴隨全身性細胞因子釋放，這可能會進展為致命性的細胞因子釋放綜合征（CRS），即細胞因子風暴。鑒于在機制上對T細胞激活和全身性細胞因子釋放之間的關系的不*理解，人們尚不清楚如何實現保留全部治療潛力的最佳毒性管理。

在一項新的研究中，來自美國基因泰克公司的研究人員報道了將CD3雙特異性抗體介導的殺傷與毒性細胞因子釋放相關聯在一起的細胞類型特異性的細胞機制。這種免疫級聯反應是由T細胞觸發引起的，然而單核細胞和巨噬細胞是全身毒性細胞因子釋放的主要來源。他們證實T細胞產生的腫瘤壞死因子α（TNF-α）是CD3雙特異性抗體治療后介導單核細胞激活和全身性細胞因子釋放的主要機制。相關研究結果發表在2019年9月4日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“CD3 bispecific antibody–induced cytokine release is dispensable for cytotoxic T cell activity"。

阻止TNF-α釋放足以在不影響抗腫瘤效果的同時破壞單核細胞細胞因子的全身性釋放。僅在最初暴露于CD3雙特異性抗體時才觀察到全身性細胞因子釋放，而在后續的CD3雙特異性抗體劑量暴露中則觀察不到，這表明劑量之間存在生物學差異。盡管第二次暴露后細胞因子釋放受損，但T細胞的細胞毒性仍然不受影響，這表明在不釋放細胞因子的情況下可以實現T細胞的細胞溶解活性。在CD3雙特異性抗體存在的情形下，毒性細胞因子與T細胞的細胞溶解活性在機制上的解偶聯為臨床上探索減輕毒性的預防性治療方法提供了生物學依據。這項新的研究為在未來通過進一步改進CAR-T細胞免疫療法降低細胞因子釋放綜合征同時確保它的抗腫瘤免疫反應不受影響奠定了基礎。

4.Science子刊：抑制抗原非依賴性信號轉導可降低CAR-T細胞的毒副作用
doi:10.1126/scisignal.aax1872

在一項新的研究中，來自英國和美國的研究人員發現利用時程質譜流式細胞技術（time course mass cytometry）進行的單細胞分析提供了一種快速地評估CAR-T細胞活化的方法。他們發現在CAR-T細胞增殖期間，增加αβ T細胞數量的過程足以增加αβ T細胞中抗原非依賴性信號轉導。相反之下，γδT細胞增殖并不改變它們的基礎活性。當這些γδT細胞經基因改造后表達嵌合共刺激受體（chimeric costimulatory receptor, CCR）時，它們特異性地識別發生轉化的骨髓細胞，但不能識別健康的骨髓細胞。這些數據展示了一種設計特異性抗腫瘤反應的策略，可避免與抗原非依賴性信號轉導相關的并發癥。相關研究結果發表在2019年9月10日的Science Signaling期刊上，論文標題為“Engineering γδT cells limits tonic signaling associated with chimeric antigen receptors"。

他們比較了發生增殖的T細胞和經轉導表達第二代CAR的T細胞中的信號轉導，結果發現T細胞增殖增強了對刺激作出的反應。然而，這種細胞增殖也誘導抗原非依賴性信號轉導和下降的T細胞信號轉導網絡可塑性，這與T細胞衰竭（T cell exhaustion）標志物PD-1和TIM-3的表達相關。

鑒于這一點在CD3ζ下游的通路中最為明顯，他們對表達缺乏CD3ζ但含有DAP10刺激結構域的嵌合共刺激受體（chimeric costimulatory receptor, CCR）的γδT細胞進行了類似的分析。這些CCR-γδT細胞并未顯示出抗原非依賴性信號轉導，但是在存在CCR特異性刺激或同源白血病細胞的情況下可被有效激活并產生細胞毒性反應。

單細胞信號分析可以對CAR-T和CCR-T細胞激活進行詳細表征，以更好地了解它們的功能活性。此外，他們證實在髓系惡性腫瘤中，CCR-γδT細胞可能具有避免脫靶毒性作用和同種異體反應性的潛力。

5.Nat Med：臨床試驗表明新型CAR-T細胞療法有望更安全地治療急性淋巴細胞白血病
doi:10.1038/s41591-019-0549-5

在一項新的臨床研究中，來自英國倫敦大學學院（UCL）的Persis Amrolia教授、Sara Ghorashian博士及其團隊開發出一種旨在更快靶向癌細胞并導致更少副作用的新型CAR-T細胞療法。這種方法在治療以前無法治愈的急性淋巴細胞白血病（ALL）患兒方面提供非常有前景的結果。相關研究結果發表在2019年9月的Nature Medicine期刊上，論文標題為“Enhanced CAR T cell expansion and prolonged persistence in pediatric patients with ALL treated with a low-affinity CD19 CAR"。在這項稱為CARPALL的臨床試驗中，他們在患有復發性ALL的兒童和青年人中測試了這種新型的CAR-T細胞療法。

圖片來自Nature Medicine, 2019, doi:10.1038/s41591-019-0549-5

在CAR T細胞療法中，稱為T細胞的免疫細胞經基因改造后在它們的表面上含有稱為嵌合抗原受體（CAR）的分子，因而能夠特異性地識別癌細胞。比如，在這種方法中，患者自身的T細胞經過基因改造后含有一種稱為CAT-19的新型CAR分子，這種新型CAR分子是由UCL癌癥研究所的Martin Pule博士實驗室開發的。

這些經過基因改造的CAR-T細胞用于治療大歐蒙街兒童醫院（GOSH）、曼徹斯特兒童醫院和倫敦大學醫院的14例復發性ALL患者。這些研究人員發現在接受這種CAR-T細胞治療后，其中的12名患有無法治愈ALL的患者在3個月后清除了他們所患的疾病并且5名患者仍然保持無白血病狀態。患者也經歷了更少的稱為細胞因子釋放綜合征（CRS）的有害副作用。

6.Nature：重大進展！除了治療癌癥之外，CAR-T細胞還有望用于治療心臟病
doi:10.1038/s41586-019-1546-z

CAR-T細胞療法是一種快速出現的免疫療法，使用患者自身的T細胞來治療某些類型的癌癥。它也可能是另一種危及生命的疾病---心臟病---的可行治療選擇。在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究人員使用經過基因修飾的T細胞來靶向和移除促進心肌纖維化（cardiac fibrosis）---一種在大多數心臟病類型中發現的導致心臟僵硬和心臟功能下降的瘢痕形成過程---產生的活化成纖維細胞（activated fibroblast）。他們發現在由高血壓引起心臟病的小鼠中，這種細胞療法顯著降低心肌纖維化并恢復心臟功能。相關研究結果于2019年9月11日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Targeting cardiac fibrosis with engineered T cells"。

論文通訊作者、賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院執行副院長Jonathan A. Epstein博士說，“利用患者自身的細胞來對抗癌癥的能力一直是過去十年最有前景的研究突破之一，我們很高興能找到利用這種相同的技術治療其他常見疾病的方法。雖然在我們將這種方法引入臨床環境之前還需開展更多的研究，但是這標志著我們在治療---潛在地逆轉---一種加快心力衰竭進展的病癥的研究工作中邁出重要一步。"

7.研究開發超級免疫細胞！
新聞來源：Super-powered immune cells

一項一期臨床試驗將測試的CAR-T細胞可行性和安全性，這是一種修改從病人自身的血液獲得的T細胞使之具有*的能力來直接攻擊和殺死癌細胞的*的癌癥治療策略癌癥，包括小細胞肺癌肉瘤和三陰性乳腺癌。新的臨床試驗將使研究人員更多地了解CAR-T細胞如何與實體腫瘤相互作用，希望這種基于免疫的療法有一天能治療多種不同的癌癥。這項試驗由南澳大利亞大學癌癥生物研究中心(center for Cancer biologology)領導，該中心是南澳大利亞大學(University of South Australia)、阿德萊德中央地方衛生網絡(CALHN)和阿德萊德huang家醫院(Royal Adelaide Hospital)的聯盟。

負責制造CAR-T細胞產品并跟蹤患者治療反應的研究科學家是南澳大利亞大學的Tessa Gargett博士，她是癌癥生物學中心的研究員。她說CAR-T免疫療法顯示出發展癌癥治療的巨大潛力。

"嵌合抗原受體(CAR) T細胞是癌癥免疫治療領域一項很有前途的新技術。從本質上講，CAR-T細胞是一種*的免疫細胞，它的工作原理是招募并增強患者免疫系統攻擊腫瘤的能力。他們在治療某些形式的化療耐藥血癌方面取得了令人震驚的結果，但在治療實體癌癥方面還沒有取得類似的突破--這就是這項研究的切入點。"Gargett博士說。

8.Cell：操縱干擾素信號有望讓癌癥免疫療法變得有效

doi:10.1016/j.cell.2019.07.019

在一項新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學的研究人員發現一種能夠告訴免疫系統抵抗癌癥的關鍵信號通路也可被癌細胞用來抑制免疫系統。他們說，這種增加的理解可作為一種有助于預測哪些患者可能對免疫療法作出反應的生物標志物。他們還展示了改變這種平衡如何對治療本身產生潛在影響，這是因為在多種臨床前癌癥模型中，阻斷癌細胞中的這種信號有助于免疫細胞抵抗腫瘤。相關研究結果發表在2019年8月8日的Cell期刊上，論文標題為“Opposing Functions of Interferon Coordinate Adaptive and Innate Immune Responses to Cancer Immune Checkpoint Blockade"。

這項研究重點關注干擾素（IFN）信號通路。干擾素通常有助于激活免疫系統來保護細胞免受病毒入侵，并因此得名，這是因為它們實際上干擾了病毒的傳播能力。然而，干擾素也會抑制免疫系統。

論文通訊作者、賓夕法尼亞大學免疫治療、免疫信號與放射中心主任、放射腫瘤學副教授Andy J. Minn博士說道，“這種自相矛盾的影響已出現在諸如慢性病毒感染之類的其他疾病中，但是我們的研究展示了癌細胞如何利用干擾素的抑制特性干擾癌癥免疫療法。"

9.Science子刊：重大進展！duoCAR-T細胞在確保不被HIV感染的同時高效抑制HIV

doi:10.1126/scitranslmed.aav5685

在一項新的研究中，來自美國生物技術公司Lentigen、阿爾伯特-愛因斯坦醫學院、美國國家癌癥研究所、阿拉巴馬大學伯明翰分校、伯明翰退伍軍人醫療中心和匹茲堡大學的研究人員發現他們構建的duoCAR-T細胞在人源化小鼠模型中有效地抵抗HIV。相關研究結果發表在2019年8月7日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Multispecific anti-HIV duoCAR-T cells display broad in vitro antiviral activity and potent in vivo elimination of HIV-infected cells in a humanized mouse model"。在這篇論文中，他們描述了如何構建duoCAR-T細胞以及它們如何很好地在人源化小鼠模型中發揮作用。

關于受HIV感染的T細胞的掃描電鏡圖，圖片來自NIAID

嵌合抗原受體（CAR）-T細胞（CAR-T）是對從患者體內取出的T細胞進行基因改造而獲得新特性后產生的。在最近的一些病例中，它們發生改變的方式促使它們更有效地攻擊癌細胞。這種技術涉及添加編碼一種受體的基因，所編碼的受體結合僅在癌細胞中發現的蛋白。幾年前，一組研究人員在HIV感染者中嘗試了這種技術。經證實，它在某些情況下是有效的，但是科學家們發現CAR-T細胞本身很容易被這種病毒感染。

在這項新的研究中，這些研究人員采用了一種更新的方法來使用CAR-T細胞來對抗HIV，讓它們的CAR分子加倍。由此所獲得的細胞被命名為duoCAR-T細胞。他們報道這種新方法的優勢在于它靶向HIV包膜上的多個位點，而不是讓T細胞發生改變后以CD4受體作為靶向位點。所使用的這兩種特定的CAR分子是在開發40多種慢病毒載體并測試它們以觀察哪種慢病毒載體是較有效的過程中發現的。

這些研究人員報道，在實驗室測試時，他們的duoCAR-T細胞消除了大約99％的受感染的免疫細胞品系。當在人類小鼠模型上進行測試時，duoCAR-T細胞的劑量在治療僅一周后能夠抑制97％的HIV感染---遠遠優于傳統的CAR-T細胞。他們還報道，duoCAR-T細胞經證實對HIV感染有抵抗力，這就克服了傳統使用CAR-T細胞治療HIV患者所面臨的一個主要問題。最后，他們報道旨在測試這種新方法的有效性和安全性的臨床試驗計劃最早在明年春天開始。

文章來源：生物谷

作者：CellMax