看國外媒體淺析CAR-T細胞療法
本文來源： http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/42462/title/The-CAR-T-Cell-Race/
作者：Vicki Brower
由小紅豬翻譯團隊編譯
譯者： 小舟
校對： 瑪雅藍
2014年12月，朱諾治療公司（Juno Therapeutics）在美國血液學會年會（ASH）上報告了其開發的嵌合抗原受體T細胞（CAR-T細胞）療法，JCAR015。在正在進行的針對難治性急性淋巴性白血病的一期臨床試驗中，這項療法使得27個成年被試者中的24個癥狀得到緩解，其中6已經超過一年沒有任何疾病癥狀1。這種疾病本來就極難治癒，發展成難治性之後又會很快惡化，大多數患者都會在幾個月內死亡。紀念斯隆-凱特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering』s Center）細胞工程中心的創辦負責人、朱諾共同創始人米歇爾·薩德萊恩（Michel Sadelain）說：「對於這些患者來說，其他治療方式已經完全無效，這種治癒率是聞所未聞的。」
朱諾總部位於西雅圖，成立僅僅一年，已經有四個針對CD19的CAR-T細胞療法正在進行臨床試驗。原理很簡單：從病人血液里提取T細胞，用能表達針對某種癌症特有的抗原的人造或嵌合受體病毒載體進行改造，使其能夠識別並殺死癌細胞，然後再將這些T細胞注射回患者體內。CD19就是一個在B細胞相關的血癌中表達的抗原（參見左圖）。這些經過工程改造的細胞能夠識別並殺死癌變細胞，同時還可以重新激活其他被癌症抑制信號所抑制的免疫因子。薩德萊恩說：「CAR療法既是細胞療法，又是基因療法以及免疫療法，它和現存所有類型的藥物都截然不同。」由於出色的臨床前結果，朱諾的CD19療法已經被用於針對急性淋巴性白血病、非霍奇金氏淋巴瘤以及慢性淋巴性白血病的臨床試驗。該公司馬上還會試驗另外三款針對實體腫瘤的CAR-T細胞療法。
ASH年會數周后，朱諾公開上市，獲得了龐大的2.646億美元，成為了2014年生物技術領域最大的首次公開募股。在一個月內，該公司的估值從20億美元上升到47億美元，超越近十年來所有生物技術公司。到2016年末，該公司計劃開始針對六種疾病的十個臨床試驗，所用的CAR-T細胞會在一個嶄新的生產設施中製備。
儘管現階段大部分研究都是針對其他療法都已失效的晚期疾病，但是該領域的研究者們認為這些免疫療法將能夠取代標準的癌症療法。「儘管我們正在晚期癌症中評估這些療法，但我們堅信它們有潛力成為一線療法，」 薩德萊恩說。
漫漫長路
CAR-T細胞療法看起來是一夜成名，實際上它經歷了一個漫長的成熟期。1980年代末，以色列魏茨曼科學研究所（Weizmann Institute of Science）的化學及免疫學家齊利格·伊薩哈（Zelig Eshhar）就開發出了第一個CAR-T細胞。1990年，伊薩哈利用他整整一年的學術休假時間，與美國國立健康研究所的史蒂文·羅森伯格（Steven Rosenberg）合作，期間他們製備了針對人類黑色素瘤的CAR。「我們通過設計CAR-T細胞克服了很多問題，使得T細胞可以攻擊癌症，」 伊薩哈說。例如，腫瘤能夠通過沉默主要組織相容性複合體分子，來逃避免疫識別以及通常起免疫抑制作用的腫瘤微環境，這是他們攻克的問題之一。
伊薩哈和羅森伯格製備了一種擁有模塊化設計的CAR-T細胞，包括一個針對癌細胞的特異性抗體，後來他們又加上了一個協同刺激模塊，以更好地激活細胞，即給予它們一個更強的信號來增殖並殺死癌細胞。以這個早期工作為起點，學術界及工業界的研究者們繼續開發並改良了該模塊化設計的每一個部分（見上圖）。「最終，我們用了20年來學會如何增強這些細胞使其擁有抗癌活性。」阿里·貝爾德固倫（Arie Belldegrun）說。阿里是凱德葯業（Kite Pharma）公司的主席與首席執行官，該公司位於加州聖莫妮卡，正在開展六項臨床實驗，評估CAR-T細胞針對B細胞白血病及淋巴瘤和膠質母細胞瘤的治療效果。伊薩哈同時也是凱德的科學諮詢委員會成員，而羅森伯格被聘為該公司的一名特別顧問，他們將繼續合作。
朱諾現在正在著手開發兩個第二代CAR技術，引入一些機制來增強T細胞的活性，或者在出現某些副作用時減弱其活性（參見「安全性」）。信號蛋白能夠激發T細胞的活性和遷徙能力，通過嵌入一個信號蛋白，例如IL-12，這些所謂的「裝甲」 CAR將被用來對抗抑制性腫瘤微環境。朱諾認為「裝甲CAR」技術將對實體腫瘤特別有效，因為實體腫瘤的微環境及其強力的免疫抑制機理使得提高抗癌反應更為艱難。
和朱諾一樣，位於德州休斯頓的標立肯製藥公司（Bellicum Pharmaceuticals）也在著手改進下一代CAR-T細胞療法。比如，為了更好地控制CAR-T細胞的抗原激活，標立肯將雙協同刺激組件從抗原識別組件上分離，移至一個單獨的分子開關上，該分子開關可以通過小分子藥物控制。這樣的T細胞也被稱作GoCAR-T細胞，只有當癌細胞和藥物同時存在的情況下才會被激活。
除了調整CAR-T細胞自己的組分，研究者們也在測試將該受體引入患者細胞的不同方法。在休斯頓的安德森癌症中心，勞倫斯·庫珀（Laurence Cooper）和他的同事們正在使用一種名為「睡美人」的非病毒系統，由明尼蘇達大學的佩里·哈克特（Perry Hackett）授權使用。 該系統利用了一個源自魚的轉座子來將任何想要的基因插入基因組中。庫珀說：「這個系統利用了電轉化來將睡美人系統中的組件引入T細胞。」他希望該系統會比使用病毒載體更簡單也更經濟。
交易的狂歡
在過去的幾年裡，整個產業就像一個忙碌的蜂房。有半打的公司達成了總價值超過五億美元的交易。除了此類療法可以預見的經濟前景之外，這股狂歡也可能部分歸因於一個事實：為了填補藥物需求的空缺，管理當局為CAR-T療法大開綠燈。很多此類的療法都被美國食品和藥品管理局（FDA）認定為孤兒葯或突破性療法，伴隨而來的是加速審核，進而更快進入市場，更早帶來經濟回報。例如，在2014年11月，FDA認定朱諾的JCAR015為孤兒葯。凱德用於治療難治性侵襲性非霍奇金淋巴瘤的KTE-C19最近也被美國FDA以及歐洲藥品管理局授予了同樣的認證。賓夕法尼亞州大學及諾華的用於治療急性淋巴性白血病的CTL019則在14年7月被認定為突破性療法。
一個由生命科學市場諮詢公司Evaluate Ltd旗下的編輯團隊EP vantage所撰寫的報告指出，雖然投資者對這個領域的熱情在短時間內不大可能衰退，但是對於已經進入這個市場並想要獲取巨大收益的人們來說，「這裡面可能有隱藏的危險」。該報告作者、生物化學家雅各布·普利特（Jacob Plieth）說：「CAR-T療法看上去似乎即將成為一個對某些癌症類型治療的革命，但是許多風險消失在了誇張的炒作之中。為了對這些療法的開發者們及其市場前景有一個清晰的認識，同時評估這些療法的潛力及風險非常重要。」
臨床結果點燃希望
2011年，賓大團隊發表了他們的CTL019 CAR-T細胞療法在三個晚期慢性淋巴細胞白血病患者上的早期臨床試驗結果2，其中兩名患者從接受治療到四年半後的今天依然沒有複發。這些結果成為了對CAR-T細胞可以成功治療患有晚期疾病的患者的初期示範。這個團隊現在正在大約125名患者身上測試CAR-T細胞療法，總共包含六個不同的臨床試驗，分別針對兒童及成年急性淋巴細胞白血病、慢性淋巴細胞白血病、多發性骨髓瘤以及非霍奇金氏淋巴瘤。其它正在進行臨床試驗的CAR-T細胞療法還包括卵巢、乳腺及胰腺癌，以及間皮瘤和膠質母細胞瘤。
賓大的白血病專家及血液及骨髓移植主任 大衛·波特（David Porter）說：「這些細胞最令人興奮的一點是它們能夠擴增到很高數量，並且能夠維持長時間有效。」
在最近一個賓大研究中，30名有著複發或難治性淋巴細胞白血病的兒童及成人接受了CTL019的治療，90%的患者癥狀得到了減輕，78%的患者在兩年期的研究結束時仍然健在3。此外，該文章的資深作者，費城兒童醫院兒童癌症研究中心轉化研究主任斯蒂芬·格魯普（Stephan Grupp）補充道：「極少數患者（僅有三例）在CTL019治療之後又接受了骨髓移植，說明這個方法不單單是通向移植的一座橋樑，更有可能成為骨髓移植的一種替代手段。」
在ASH年會上，格魯普又討論了一個後續的研究，包含了39個兒童患者。92%的患者在接受了CTL019的治療之後癥狀得到了改善。這些得到了改善的患者中的76%在六個月後都保持著痊癒的狀態4。格魯普說：「近三年過去了，首例接受治療的急性淋巴細胞白血病患者仍然保持痊癒的狀態。」九月，諾華承諾將斥資兩千萬美元在賓大校園裡建立一個高級細胞治療中心，用於製備CAR-T細胞，預計一年後完工。賓大團隊正在進行幾個針對實體腫瘤的初期臨床試驗，包括間皮瘤、卵巢，胸腺及胰腺癌，以及膠質母細胞瘤。
羅森伯格所在的一個美國國立癌症研究所的團隊也報告了CAR-T細胞療法的成功案例。他們關注的是難治性瀰漫大B細胞淋巴瘤，這是一種侵略性疾病，如果不治療，存活期只能按月來算。在接受了針對CD19的T細胞治療之後，27位患者中的22位部分或完全康復；其中10位在37個月之後依然保持痊癒狀態5。該試驗和其他一些臨床試驗結果都顯示，CAR-T細胞療法能夠成功治癒一些患者的白血病及淋巴瘤，而這些患者已經找不到其他任何治療手段了。
現在，還有很多其他針對白血病及淋巴瘤的CAR-T細胞臨床試驗正在進行，更多試驗會在不遠的將來開始。各種臨床試驗的成功為這個競技場上的科學家打足了雞血，其中許多人都將CAR-T細胞療法視為癌症治療的未來。安德森癌症中心的庫珀說：「我相信這些臨床試驗表明化療正在退出舞台。」
安全性
儘管使用CAR-T細胞療法治療白血病以及淋巴瘤的治癒數量和治癒時間都在增長，核心問題仍然存在——第一也是最重要的是安全性。在過去幾年由賓大和朱諾開展的臨床試驗中，已經有五六個與治療相關的死亡案例。這些案例都是由CAR-T細胞療法的一個主要副作用導致的，該副作用被稱作細胞因子分泌綜合征（cytokine-release syndrome）。T細胞激活導致了炎症性細胞因子的分泌，引發高燒，疼痛，高血壓等癥狀，以及更少見的肺水腫或神經影響（如譫妄）。
研究者們認為，所謂的「細胞因子風暴」的嚴重程度和腫瘤負荷相關。腫瘤負荷是指癌症組織的總質量或者惡性癌細胞的數量，一個假設認為更高的腫瘤負荷似乎容易引起更強烈的免疫反應。而且，死亡主要集中在成年人，其中部分有著嚴重的潛在健康問題，另一些則有著未確診的感染。紀念斯隆-凱特琳癌症中心和朱諾的米歇爾·薩德萊恩（Michel Sadelain）指出，有意思的是，相比成人，兒童似乎對嚴重細胞因子釋放綜合征更有抗性，發病後也更容易得到控制。薩德萊恩還說：「成年人對該療法的耐受度沒有兒童那麼好，他們的細胞的行動速度和持久性是不同的。」使用抗IL6抗體治療，或者在一些更嚴重的情況下，使用皮質類固醇能夠減弱細胞因子風暴的嚴重程度，減少注射的CAR-T細胞數量也能起到同樣的效果。
「在（針對瀰漫性大B細胞淋巴瘤的）臨床試驗中，我們發現與（接受CAR-T細胞治療）之前接受過高劑量化療的患者相比，接受過低劑量的化療患者受到的毒性更小，對接受（與之前相比）更低數量的工程改造T細胞的患者亦然，」美國國立癌症研究所的詹姆斯·科肯德弗（James Kochenderfer）說。
貝利肯正在和荷蘭的萊頓大學、美國國立癌症中心等數家科研機構合作，以開發「自殺開關」，即被嵌入CAR-T候選細胞，能夠控制T細胞激活和增殖的安全開關。朱諾的第二代「裝甲」CAR技術也包含了一個能減弱T細胞激活的機制。以色列魏茨曼研究所的齊利格·伊薩哈說：「尋找新的方式來克服CAR-T細胞的毒性非常重要。」
參考文獻
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Sci Transl Med, 3:95ra73, 2011
NEJM, 371:1507-17, 2014
ASH 2014,Abstract 380, 2014
ASH 2014, Abstract 550, 2014
※MERRYLIN生命品質管理中心——NK細胞外泌體的抗腫瘤作用
※韓為東教授在STTT發表CAR-T細胞治療難治性B細胞淋巴瘤的近5年隨訪結果
※CAR-T細胞療法：治癒癌症的曙光
※繼Carl H June後又一位細胞治療大牛也轉向CAR-T聯姻CRISPR基因編輯的技術
※CRISPR-Cas9有望治療鐮狀細胞病
※MAPK與NSCLC幹細胞
※諾華旗下的白血病CAR-T細胞療法獲得FDA批准
※利用TCGA資料庫挖掘MicroRNA預測多形性膠質母細胞瘤的預後
※GSK 及諾華獲得藍鳥生物專利 開發基因療法和 CAR-T 細胞療法
※深度分析如何讓CAR-T細胞療法更加安全
※IJBCB：利用CRISPR/Cas9移除β細胞中的HAT酶增加胰島素產生
※Cell：利用CRISPR繪製癌細胞必要基因圖譜
※Cell：蛋白ESCRT-III拯救判處「死刑」的細胞
※AIDS：開發出新方法追蹤HIV患者體內的CD4＋T細胞
※FDA批准授予CD4CAR治療外周T細胞淋巴瘤孤兒葯地位
※JCB：Caspase-8調控癌細胞外泌體中賴氨醯-tRNA合成酶的分泌
※Science：新療法利用CAAR-T細胞療法靶向治療自身免疫疾病
※華人科學家首次利用靶向CD70的CAR-T療法治療膠質母細胞
※百時美PD-1免疫療法Opdivo獲歐盟批准，用於頭頸部鱗狀細胞癌（SCCHN）