显微镜下看真相：CAR-T细胞免疫疗法

多年来，癌症治疗的方法主要是手术、化疗和放疗。过去十年来，靶向疗法如伊马替尼（Gleevec®）和曲妥珠单抗（Herceptin®）也已成为多种癌症的标准疗法。

免疫疗法是继手术、化疗、放疗和靶向疗法后出现的一种新型疗法，被称为治疗癌症的“第五大疗法”。它是利用患者自身免疫系统的力量来抵抗癌症。尽管免疫治疗历经了多年的起步和断断续续的发展，但是其研究正在取得越来越多令人激动的结果，因此被顶级学术期刊《科学》杂志评为2013年十大科学突破之首。

癌症免疫疗法有哪些种类？

癌症免疫疗法主要包括单克隆抗体（如治疗HER2阳性乳腺癌的曲妥珠单抗）、癌症疫苗（如治疗晚期前列腺癌的Provenge疫苗）和非特异性免疫疗法（如治疗晚期黑色素瘤的Ipilimumab和Pembrolizumab）。另外还有许多旨在试图增强免疫系统的疗法显示出了治疗前景，CAR-T（嵌合抗原受体T细胞）疗法就是其中之一，但目前仅通过参加临床试验才能使用。

什么是CAR-T免疫疗法？

CAR-T免疫疗法是利用T细胞来抵抗癌症，这是一种新型有前景的疗法。该疗法是从患者血液中分离出T细胞，然后在实验室对其进行基因改造，通过逆转录病毒和慢病毒载体、转座系统（如SB转座系统）或直接将 mRNA 转导到T细胞内，使T细胞表面表达嵌合抗原受体（CAR）。在实验室对这些T细胞进行扩增后回输到患者体内，然后这些T细胞可以找出癌细胞对其发起精确的免疫攻击。

该免疫疗法在晚期难治性白血病和淋巴瘤患者中进行的早期临床试验已经显示出非常振奋人心的结果。很多患者在治疗后检测不到癌细胞，尽管尚不清楚这些患者是否被治愈。

CAR -T的结构和演变

CAR 的结构包括肿瘤相关抗原识别区域（如scFv）、配合基或肽、铰链区等细胞外区域、跨膜区域以及包含一个或多个信号分子的细胞内信号区域。

早期的CAR通过CD3zeta信号区域来发送信号，没有共刺激分子。虽然这些“第一代”CAR-T细胞能够特异性地靶向抗原，但是临床活性不高且在机体内的持久性较差。为了克服这些局限，“第二代”CAR-T细胞加入了共刺激分子，如CD27、CD28、CD134 （OX40），或 CD137（4-1BB）。这些共刺激分子能提供不同的效应功能，例如增殖和细胞因子的产生。“第三代”CAR-T细胞又多加入一个共刺激分子，例如CD28+4-1BB或CD28+OX40，但目前尚不清楚更多的共刺激究竟是有益还是有害。

CAR-T相关临床试验

在美国临床试验注册官网上，截至目前正在招募、尚未招募或还在筹备中的CAR-T疗法临床试验有55个，其中大部分（42个）为血液肿瘤试验，涉及B细胞淋巴瘤/白血病、急性淋巴细胞白血病（ALL）、慢性淋巴细胞白血病（CLL）、霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤。剩下的13个是实体瘤试验，涉及胶质瘤、头颈癌、乳腺癌、间皮瘤、肉瘤、黑色素瘤、神经母细胞瘤、前列腺癌、胰腺癌等。

目前，世界各国都在积极开展CAR T疗法的临床试验，包括美国、英国、瑞典、中国、日本等。其中，美国开展试验数目最多，试验数量达41项，占据了全球CAR T疗法临床试验量的74.5%。宾夕法尼亚大学医院、费城儿童医院、美国癌症研究院（NCI）、Fred Hutchinson癌症研究中心、纪念斯隆凯特琳癌症中心和西雅图儿童医院等是最早开展CAR-T细胞疗法的研究机构。虽然中国在CAR-T疗法领域起步较晚，但目前北京大学肿瘤医院和解放军总医院（301医院）都在开展相关临床试验。

虽然许多机构都在进行CAR-T疗法的研究，但目前并没有统一的标准，他们在CAR设计、培养技术、淋巴细胞去除方法以及所治疗的疾病等方面都有不同。如美国国家癌症研究院（NCI）使用的是靶向CD19含CD28共刺激域的第二代CAR，且通过逆转录病毒进行基因转导，使用OKT3和IL2扩增，治疗疾病是非霍奇金淋巴瘤。而宾夕法尼亚大学研究人员使用的是加入4-1BB共刺激分子的第二代CAR，使用抗-CD3/CD28扩增，通过慢病毒载体转导，治疗疾病是ALL和CLL。

CAR-T临床疗效

CAR-T细胞疗法在晚期难治性白血病和淋巴瘤患者中进行的早期临床试验已经显示出非常振奋人心的结果。宾夕法尼亚大学研究人员今年10月在《新英格兰医学杂志》上发表的一项临床试验结果显示，在接受了CTL019输注（靶向CD19抗原的CAR-T疗法）的30名复发性或难治性ALL受试者中，治疗后1个月有27名患者获得完全缓解，其中甚至包括15位已经接受过干细胞移植的患者。6个月时无事件生存率为67%（20人），总体生存率为78%（23人）。另外还有1名患者2年随访时仍然持续完全缓解。

NCI开展的一项临床试验也展现了良好的结果，该试验入组了20名ALL患儿，在接受CAR T细胞疗法后，14名达到了完全缓解；12名患儿的骨髓中已检测不到未成熟的白血病细胞，其中10名又接受了干 细胞移植，至今无癌生存。研究结果还表明，CAR T细胞疗法可帮助化疗无应答的患者顺利地过度到骨髓移植治疗。纪念斯隆凯特林癌症中心与NCI在成人患者中开展的1期临床试验也取得了类似的结果。

除白血病之外，CAR-T疗法对淋巴瘤也显示了喜人的疗效。NCI领导的CAR T细胞临床试验招募了15名成人受试者，其中的绝大多数（9名）都患有晚期弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）。据James Kochenderfer博士及NCI同事的报道，该试验的大多数患者都达到了缓解，在7例可评估的DLBCL受试者中4例获得完全缓解，持续时间从9个月到22个月。

这些临床试验的其他结果也非常鼓舞人心。比如，CAR T细胞在被输注到患者体内后数量急剧增加，在有些患者中其数量增加多达1000倍。此外，CAR T细胞输注后，患者的中枢神经系统中也检测到了CAR T细胞，中枢神经系统可以说是恶性肿瘤的避难所——少量癌细胞逃脱化疗或放疗后的藏身之处。在NCI开展的儿童临床试验中，CAR T细胞疗法就根除了两名患儿的已转移至中枢神经系统的癌症。如果CAR T细胞能够在这些部位持久发挥作用，那么它们将有助于防止癌症复发。

CAR-T安全性

CAR-T也不是完美的，病人接受CAR-T疗法有一个巨大的临床风险：细胞因子风暴，也叫细胞因子释放综合征 （2）。产生的原因是T细胞在杀死其它细胞，比如细菌病毒的时候会释放很多蛋白，叫细胞因子，它们的作用是激活更多的免疫细胞来一起对抗这些病原体，这种正反馈机制保证了对病原体的快速清除。这在临床上就是炎症反应，平时我们扁桃体发炎啥就和这个有关。由于CAR-T杀癌细胞实在是太快太有效了，于是在瞬间在局部产生超大量的细胞因子，引起惊人的免疫反应，这就是细胞因子风暴。临床表现就是病人超高烧不退，如果不控制好，很有可能就救不过来了。这就是为什么我说CAR-T的最后一步是严密监护病人，这其实非常关键。

2014年4月8日，Juno生物制药的创始人之一Renier Brentjens医生披露，今年3月两名受试者在输注CAR-T细胞2周后死亡。其中一个患者有心脏病史，死于心血管疾病，另一个死于抽搐，可能都是由于CAR-T疗法的副作用CRS导致的。3月26日，FDA在接到通知后也暂时停止了对这一新疗法申请的评审。这次事件促使研究人员重新思考CD19 CAR-T疗法安全性和试验设计，暂停招募受试者就是为修订试验设计和FDA重新审核腾出时间。调查两名患者的死因后发现，强烈CRS反应可能与较高的肿瘤负荷相关，因为肿瘤负荷过高可能引发T细胞过度活化；而患有心脏病和其他严重合并症的患者可能对CRS毒性尤其脆弱，即难以耐受。据此，研究者计划在未来的CAR-T临床试验中：第一、排除患有心脏病或其他严重合并症的受试者；其次如果受试者的肿瘤负荷过高，将减少治疗剂量；最后、对于出现强烈CRS反应的受试者，给与IL-6抗体（Tocilizumab）联合高剂量类固醇，缓解症状。这些试验设计的更新无疑促进了FDA重新为CAR-T疗法研究打开绿灯。因此，FDA在今年4月19日让研究者重新启动并继续开展CAR-T疗法试验。
由于没有准备，早期接受CAR-T的几个病人都曾经高烧到昏迷不醒很久。幸好后来使用抗发炎药物都控制住了，如果当时有病人死了，可能CAR-T就要拖后好多年了。当然现在临床上经验已经丰富了很多，对细胞因子风暴有了提前准备，它带来的风险也都完全可以控制住了。

CAR-T的生产者

新兴生物制药公司如Juno、Kite、Celgene、Cellectis、Bluebird，传统制药公司如诺华、葛兰素史克、辉瑞、强生等都投入到了CAR T疗法的研发中，推动这一极具前景的疗法尽早进入到临床，从而造福患者。今年6月，只有19名员工的KITE生物技术公司在美国纳斯达克上市，一天之内狂揽1亿3千万美金！仅仅过了两个月，同样不到20人的JUNO生物技术公司对外宣布，成功一次性融资1亿3千万美金，这样JUNO一年之内已经融资超过3亿！而在传统的大公司中，诺华（Novartis）处于领先地位，其临床试验中已有开发用于白血病、淋巴瘤、间皮瘤和胰腺癌的实验性产品。今年7月，该公司开发的CAR-T免疫疗法CTL019收获了FDA的突破性疗法认定。

在CAR-T领域中，诺华的主要竞争对手为生物技术新贵Juno Therapeutics，该公司开发的一款CAR-T免疫疗法JCAR015近日也获得了FDA的突破性疗法认定，其他跟进者包括凯特药业（Kite Pharma）、基因治疗先驱蓝鸟生物（Bluebird bio）、生物技术巨头新基（Celgene）。今年6月，辉瑞与Cellectis签署高达29亿美元协议宣布进入CAR-T领域，蓝鸟生物7月收购Pregenen意在进一步奠定CAR-T领域地位。而强生（JNJ）在11月与Transposagen签署3亿美元合作，也宣布进军CAR-T领域。

近日，Juno Therapeutics与美国国家癌症研究所（NCI）达成一项免疫肿瘤学交易，从NCI授权获得了一种互补性的CAR-T产品，意在扩充CAR-T资产。此次交易，也标志着Juno公司CAR-T资产增添了第4种临床CAR-T产品。除了FDA已授予突破性疗法认定的JCAR015，该公司另外2个产品，JCAR017开发用于ALL和NHL，JCAR014目前正处于早期研究开发用于各种B细胞恶性肿瘤。

从NCI授权获得的互补性CAR-T产品，与Juno公司的产品类似，其原理是从患者体内获得T细胞，并利用嵌合抗原受体（CARs）武装它们，使这些T细胞能够结合癌细胞表达的抗原。之后，经过武装并增殖的T细胞重新注入患者体内，这些细胞便能够追踪恶性肿瘤细胞并发起攻击。

除了与Juno合作外，NCI已联合Opus启动了一项I期临床研究的患者招募，调查该CAR-T产品用于复发性/难治性急性淋巴细胞白血病（ALL）和非霍奇金淋巴瘤（NHL）儿童和青少年患者的治疗。

来源：医谷综合整理