CART技术与肿瘤精准免疫治疗.docx
《CART技术与肿瘤精准免疫治疗.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CART技术与肿瘤精准免疫治疗.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
CART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
2015年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计划”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
的中国,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,疾病病症与表现在个体之间差存在异。
肿瘤的发生因素很复杂,
遗传因素,外环境与内环境以及体细胞与干细胞的DNA损伤与修复,导致基因突变的逐步
积累,最终演变为各种癌症的发生(图1)。
肿瘤发生的机理如基因突变,逆分化,肿瘤干细胞,免疫监视,端粒与端粒酶等等还有太多的未知领域。
这些错综复杂的因素导致相同组
织器官癌症引发的机理不一致,相同机理引发的癌症部位不一致。
肿瘤的发生往往有数千个
突变类型,每个病人的突变类型不一样,所以传统的治疗模式出现了许多困惑,如无法解释
的耐药性,肿瘤基因组的异质性,有效治疗响应监测手段的缺乏等,在此时,精准治疗对于
肿瘤的治疗十分重要。
图1:
肿瘤发生的复杂性。
肿瘤的发生因素很复杂,遗传因素,外环境与内环境以及体细胞与干细胞的DNA损伤与修复,导致基因突变的逐步积累,最终演变为各种癌症的发生。
肿瘤精准免疫治疗发展
当前,广泛用于肿瘤精准免疫治疗的药物为靶向药物和单克隆抗体,其利用肿瘤细胞与
正常细胞之间分子生物学上的差异(包括基因、酶、信号转导等不同特性),抑制肿瘤细胞
的生长增殖,最后使其死亡。
如用于治疗非小细胞肺癌的易瑞沙和特罗凯,用于治疗大肠癌
的西妥昔单抗,用于治疗乳腺癌的曲妥珠单抗,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,肿瘤为躲避药物的作用会产生突变,继而产生耐药使这类药物失去效力,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,大约在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他治疗方法。
2013年是值得纪念的一年,《科学》杂志评论作为2013年度最重要的科学突破的榜首
――癌症的免疫疗法。
其中以程序性死亡因子1抗体(anti-PD1)及其它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的治疗获得重大突破,被美国FDA批准用于临床。
CAR-T在B细胞恶性肿瘤的治疗获得巨大成功,ALL完全缓解率达到惊人的90%。
在此我们着重聊一聊CAR-T免疫疗法。
CAR-T免疫疗法是通过整合嵌合抗原受体的基因修饰的T细胞来抵抗肿瘤细胞的疗法。
嵌合抗原受体可以特异性识别肿瘤相关抗原靶点,识别结合后将激活增殖T细胞的信号传
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Fc&RI受体(丫链)或CD3复合物(Z链)胞内结构域融合并导入T细胞制备出第一代CAR-T以来,CAR-T经历了20余年的发展(图2)。
CAR分子大致可分为5代演变:
I代,特异性T细胞激活;II代,增加共刺激因子,提高细胞毒性;III代,同时具有两个共刺激因子,提高T细胞增殖能力与杀伤毒性;IV代,
整合自杀基因,精确调控,细胞因子释放(如IL-7,IL-15)激活等;V代,通用型CAR(图
3)。
Pr^dlinic@J:
studieswthmartsity>20CAR-Tcell
3rdGeneraiionin1!
palienltrealedwittiliEl&dbbopenor
CAR[21,22]2ndgorKiraHon*CARdrecbedduiBIdopenon
H«r2/i>eu(coImdimicallnate.gov
caicinorneli(27]database
图2:
CAR-T的发展历程
scFv
图3:
CAR分子的演变。
I代,特异性T细胞激活;II代,增加共刺激因子,提高细胞毒性;III代,同时具有两个共刺激因子,提高T细胞增殖能力与杀伤毒性;IV代,整合自杀基因,精确调控,细胞因子释放(如IL-7,IL-15)激活等;V代,通用型CAR。
CAR-T临床试验疗效与毒性
在血液恶性肿瘤方面,2014年UPenn利用CD19-CAR-T细胞治疗复发难治性B-ALL,
完全缓解率达90%;2015年ASCO会议,MSKCC公布一组数据,CD19-CAR-T治疗B-ALL,
32例受试者有29例获完全缓解,CR率达91%。
在治疗实体瘤方面,利用HER2-CAR-T治
疗HER2+肉瘤患者,共19例患者参与临床实验,输注CAR-T细胞数量逐步升高,无明显
CAR-T毒性,部分瘤内有少量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是一个肿瘤相关抗原,在很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的方式对2例入选患者进行治疗,未出现明显的副作用,CAR-T细胞在两例患者体内
80
■■■6040加VNgZL■£glcs
4321Blood
IWnor
0■
Blood
20-
01020X40
TimeAfterInfusion{monthsi
图4:
HER2-CAR-T治疗HER2+肉瘤患临床疗效观察。
部分瘤内有少量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的方式对2例入选患者进行治疗,未出现明显的副作用,CAR-T细胞在两例患者体内均体现了一定的抗肿瘤活性,患者腹水中的Mesothelin阳性的肿瘤细胞数量明显减少。
接受CAR-T治疗的患者会出现毒性反应。
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细胞缺乏及低丙种球蛋白血症,脱靶效应(ontarget/off
tumor)等。
其中几乎所有接受CAR-T细胞治疗并且出现应答的患者都会出现细胞因子风暴,这与T细胞的激活直接相关,而肿瘤负荷影响细胞因子风暴的级别(分为1~4级)。
通过
输注前化疗预处理,使用输注细胞剂量递增方案,并严密监测血清相关指标,如IL-6水平,
C-反应蛋白等。
利用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。
脱靶效应常见于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细胞攻击人正常组织,如人肺组织会低表达Her2,Her2-CAR-T细胞可
引起致命的肺毒性。
通过降低scFv亲和力,局部瘤内注射,寻找肿瘤特异性抗原等方法来
减少或避免这类毒性的发生。
由此可见,目前CAR-T细胞治疗还不够精准。
CAR-T临床试验数据统计与治疗方案研究
截至2015年10月,全球共计110项CAR-T临床试验在ClinicalTrials.gov注册,其中大部分为血液肿瘤的临床试验,实体瘤占38项,均为I川期临床试验(表1),血液肿瘤靶点选择最多的是CD19,实体瘤主要靶点选择是EGFR,GD2,CEA,Her2(图6)。
Center
Target
Indication
SignaltransductioD
BaylorCollegeofMedicine
氐卫
血2亠Tumors
CD3Bav]orCollegeofMedicine
Her2
AdvancedOsteosarcoma
CD3:
CD2S
NalionalCancerInstitute
Her2
MetastaticCancer
CD3:
CD2S
SaviorCollegeofMedicine
tfei2
Pleomorphic^lioblastotna
CDS:
CD鹑
ChinesePLAGeneralHospital
Solidtumors
CDS:
4-1EB
Bav;ofCollegeofMedicine
Ffei2
jlioblaswma
RogerWiBianmsMedicalCenter
CEA
ColcrecralCancer
CDS:
CD2S
Rjog^rWillianmsMedicalCtnttr
CEA
3reastCancer
CDS:
CD28
RogerWillianmsMedicalCtnttr
CEA
Adenocarcixtoim
CD31CD28
SouthwestHospitalhChina
CEA
事striglung=pancreatic,breasmdcolorectal
CRUK
CEA
lOlidtumors
NA
RogerWiUianmsXledicalCenter
CEA
ivermetastases
CD3BaylorCollegeofMedicine
GD2
Meuroblastoiiia
CD3:
CMHKC
GD2
Meuroblastoma
NA
NationalCancerInstitutt
GD2
Mon-ntinoblastoma
CDH
CD230X40
BaylorCollegeofMedicme
GD2
Sleurobkstoma
CD3C
CD230X40
BaylorCollegeofMedicine
GD2
Sarcoma
CD3:
CD230X40
TesasChildren5Hospital
GD2
NEUROBLASTOMA
Center
Target
Indicadon
Signal(ransduction
AbramscoCeucerCenter,UPeou
meso±eliii
MetastaticPancreaticCDuctal'Adfu&EarrinomaEpitheItalCharianCancerlh(说iehantEpith扯taiPleuralMesotheliomi
:
D3;4dBB
AbramsonCencerCenter^UPam
Malignantmesothdioma
;D3:
4-1BB
AbramsduCsiicsrCenter
mes0±elin
follcw-upcfCART-Miso
NationalCancerInstitute
EGFRVm
GEoblastom
I.CD2S4-
IBB
AbramsonCencerCeurerhUPam
EGFRVm
&li«bUstoma
11BB;TCR;
ChinesePLAGeneralHospital
EGFR
Ach-mc^edEGFR+tumors
4:
4」BB
RaiJihospital:
Shaaghzi
EGFR
Msli^nantGkoniai
KCL
EjGFR
Head=ndneckcancer
:
Dj;CD2S
Seaitl?
ChildrmtilHospital
EGFRCD171
NenfablastomaGanglconeuroblastoma
RoeaWiUianmsMedicalCater
PSMA
Piostat*Canca
;ICD2i
hltmonalSlaan-KflteringC«nceiCenter
PSMA
PiostateCancer
2D3;CD23
CityofHopeMedttalCenttr
ILHRhJ
MalLznantdiDm^
:
2timulCmccrInstitute
\-EGFR2
letastaticCannr
:
DSplusrat
UZ
FAP
hlaitgnantmesothdioma
MA
Abramscm.CencerCentex,.UPam
cMet
BreastCancer
AbramsDnCaicerCenter,UPenn
SSI
PsncreaticCancer
XatiDELalCancerInstitute
KY-ESO-L
po5itoecancers
X且noiialCancerInstitute
MAGE-A3
RenJihospital:
Shan^hn
GFC3
AdvancftiHCC
表1:
CAR-T实体瘤临床试验在ClinicalTrials.gov注册情况(截至2015.10)
图6:
实体瘤靶向抗原选择比例图
在临床试验中,血液肿瘤的CAR-T治疗方案为:
在获得临床试验批准后,首先根据入
选与排除标准筛选受试者,与受试者签署知情同意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
天完成化疗预处理。
连续3天按10%,30%,60%的剂量递增方式输注CAR-T细胞。
输注
后半年内月度随访和半年后的季度随访,以及15年后的转基因跟踪。
实体肿瘤的CAR-T治疗没有获得如血液肿瘤治疗后的惊人疗效。
实体肿瘤的治疗情况
相对复杂多变。
首实体肿瘤致密结构特点阻碍了CAR-T对肿瘤组织的浸润,导致实体瘤内
部没有足够的T效应T细胞;再者肿瘤微环境中存在免疫负调节因素的制约,如免疫抑制
性纟田胞的存在(regulatoryTcells,myeloidderivedsuppressorcells,andM2tumor-associatedmacrophages),抑制性细胞因子(TGF-3,IL-10),肿瘤细胞表面表达的T细胞功能抑制性
蛋白分子(B7-Hfamilymembers,Fasligand),引导CAR-T向肿瘤灶归巢的趋化因子等。
所以,CAR-T细胞输注前患者预处理方案,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
模拟定位三维适形放疗技术对实体瘤进行预处理,或用微创介入或瘤内注射的方式,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。
另外可以将CAR-T负载溶瘤
病毒以提高对实体瘤治疗的效果(详见《CAR-T细胞与溶瘤病毒联用》一文)。
小结
精准医疗是未来疾病治疗的发展方向,但是目前肿瘤的精准治疗长路漫漫。
如果将肿瘤
比喻为阴,免疫系统比喻为阳,则阴阳之间相互对立,相互统一,相互制约,消长与共(图
7)。
图7:
肿瘤与免疫治疗之间相互对立,相互统一,相互制约,消长与共
仅依靠细胞治疗肿瘤还远远不够。
手术,化疗,放疗可以迅速降低肿瘤负荷,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,但是肿瘤而且很容易产生突变,使用非特异性治疗如DC疫苗,免疫增强剂来清除残余的肿瘤细胞。
随着基因测序,分子生物学技术,影像技术,大数据等快速发展,肿瘤的精准治疗也会得到长足的发展,并成为未来肿瘤综合治疗的主要模式。
不过在最后笔者认为,对于肿瘤,做到健康规律的生活方
式,高危人群定期进行健康体检,以预防为主,早发现,及时并且根据病情进行综合治疗,方为正道。
于是,渴望一种懂得,可以一眼洞穿你所有清寂的薄凉。
是恰好的温度,闪耀着阳光的味道,柔软又美好。
那么这一路上的爱恨欢愁也就有了归宿,以后的日子,既便是山长水远,也都会坦然面对,给尘世以最初的温柔。
只是在某个清晨,听见久远的一声问候,心,依然会瞬间柔软。
原来我们的内心深处,还是那么渴望一场白首不相离的缘分,千万次回眸
,始终还是你。
然后,一起守着古朴的时光,迎接每一天的黎明。
弱水三千,只取一瓢饮,不褪色,不黯淡,任凭尘世的风摇曳着冬日的风雪,我始终是你最美的红颜,你是我最美的时光。
不说永远,陪伴便是最长情的告白。
龙应台曾写过一段文字:
’有一种寂寞,身边添一个可谈的人,或许就可以削减。
有一种寂寞,茫茫天地之间余舟一芥的无边无际无着落,人只能各自孤独面对,素颜修行。
”不同的寂寞
有着不同的归途,其实赏心之人无须太多,关键是否能入心。
始终喜欢,一切纯善质朴的好,不论是人还是事,一份情深义重,才是水色尘心的悠远。
而一同走过的山山水水,都会是生命的记载。
如果可以,愿始终趋光而行,向着太阳升起的地方。
无论飘摇还是安逸,都要坚守住内心那道光,我们可以不完美,但灵魂必须向美而生。
有时,灵犀的相悦会铭记一生,我不知道岁月有多长,人生还会有多少未知。
只是希望自己能做个心思澄明,有着简单的小欢喜,不过多的忧思,也不给自己添加太多束缚的人。
阳光很暖,你也还在,如此,足够。
看多了花开花谢,聚散离合,便逐渐明白,我们最终想拥有的不过是一份寻常的烟火,简单而情重,朴素而感恩。