Science最新增刊：韓為東教授領銜，詳談中國CAR-T細胞療法的崛起

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醫麥客：國內CAR-T療法現在以及未來的發展

2018年2月7日/醫麥客 eMedClub/--2018年2月2日，正值中國農曆新年到來之際，權威學術期刊《Science》推出了最新一期名為《Precision medicine and cancer immunology in China》的增刊，封面將中國風與精準醫學的完美融合，盡顯東方美學底蘊。內容包括由國內眾多知名專家牽頭撰寫的十多篇文章，全面闡述了中國精準醫學和腫瘤免疫療法的發展趨勢。

中國風與精準醫學完美融合的期刊封面(圖片來源 Science)

其中關於2017年大熱的CAR-T細胞療法，解放軍總醫院分子免疫學研究所主任韓為東教授、魏建樹教授以及鄭州大學第一附屬醫院生物細胞治療中心主任張毅教授聯合撰寫了一篇極具代表性的綜述，對國內CAR-T療法現在以及未來的進行了深刻剖析。

韓為東教授(圖片來源 conferenceseries.com)

控制或消除癌細胞的方法很多，包括腫瘤疫苗、化療、放療和酪氨酸激酶抑製劑等在內。雖然基礎研究進展已經使惡性腫瘤的治療得到了顯著的改善。但不能手術的惡性腫瘤的完全和持久的緩解仍然很少見。因此，眾多的研究人員都在為尋找更好的治療腫瘤的新方法而努力。

CAR-T細胞療法(圖片來源 utsouthwestern.edu)

近年來，基於免疫檢查點抑製劑和嵌合抗原受體修飾的T(CAR-T)細胞療法在癌症治療領域取得的顯著成功，腫瘤免疫療法已經走到了癌症治療的前列。簡而言之，免疫檢查點抑製劑是通過激活患者體內能夠識別和殺死腫瘤細胞的天然淋巴細胞來對抗腫瘤。CAR-T療法是通過構建特異性嵌合抗原受體，經基因轉導使Ｔ淋巴細胞表達這種嵌合抗原受體，特異性識別靶抗原從而殺傷靶細胞。

雖然過去30年來的研究一直在穩步進展，但免疫系統的複雜性是難以想像的，以至於到現在，科學家們都沒有完全解釋清楚腫瘤免疫學的機制。隨著臨床應用的發展，以T細胞為中心的癌症免疫療法已經被證明是一種有效的抗腫瘤方案。

2017年，美國FDA批准了首個CAR-T細胞藥物Kymriah(tisagenlecleucel，曾用名CTL019，Novartis)，這是腫瘤免疫治療的一個里程碑，標誌著全球CAR-T時代的正式開始。與此同時，在國內政府的大力支持下，中國的CAR-T細胞療法也發展的非常迅速，近期註冊的臨床試驗數量已經超過了美國。

Steven Rosenberg(圖片來源 bethesdamagazine.com)

事實上，自1988年以來，Steven Rosenberg與他的同事發現體外培養的外周血淋巴細胞經IL-2激活擴增後能夠有效殺滅未經培養的原代腫瘤細胞，他們把這些細胞稱為LAK細胞(Lymphokine-activated killer cell，淋巴因子激活的殺傷細胞)。這些細胞在回輸至患者體內後能夠廣譜地殺傷腫瘤細胞。但Rosenberg發現單純使用LAK細胞治療晚期癌症的病人並不能產生很好的效果。

1991年，Schmidt-Wolf報道了細胞因子誘導的殺傷細胞(CIK)。相比較於LAK細胞，CIK細胞具有更強的細胞毒性，並表現出了更好的擴增效率。自那時以來，研究人員已經對CIK細胞進行了幾次臨床試驗。在中國，有關該課題的第一篇研究論文發表於2002年。隨後，CIK療法因其安全性，相對簡單技術和政府支持等多種原因被廣泛應用。在此期間，其他使用自然殺傷(NK)細胞和樹突狀細胞活化的CIK細胞(DC-CIK)的治療也在臨床使用，為開發更新的CAR-T細胞療法提供了堅實的基礎。一般來說，先前使用的殺傷腫瘤細胞是天然淋巴細胞，由於沒有經過修飾，因此殺傷效果很弱，很大程度上依賴於非特異性腫瘤細胞的識別機制，導致臨床上獲益的患者很少。

為了提高這些療法的臨床療效，中國的科學家嘗試了多種方法來增加識別特定腫瘤的T淋巴細胞的數量，其中CAR-T技術無疑是最具吸引力的。Gideon Gross於1989年報道了第一個CAR分子的產生，第一代CAR-T在I期臨床試驗中顯示活性差。國內首例使用改良的第二代CAR-T的研究於2009年發表，是一種用於治療乳腺癌的人表皮生長因子受體2(HER2)特異性CAR。2014年，中國人民解放軍總醫院—韓為東教授的實驗室發表了第一篇關於中國CAR-T臨床試驗的文章。隨著政府限制CIK的臨床應用和類似的成功幾率很低的免疫療法，天然淋巴細胞的使用逐漸減少。而CAR-T細胞療法則是中國進入精確免疫療法的新時代。

在2015年初，中國在ClinicalTrials.gov網站上註冊的CAR-T臨床試驗有12項。其中8項是由PLAGH(人民解放軍總醫院)指揮進行的，2項是由北京腫瘤醫院指揮進行的，另外1項由仁濟醫院和307人民解放軍醫院合作進行的。截至2016年1月，試驗總數已上升至26個。截至2017年9月，包括國內醫院、學術機構和民營企業在內，已有121個CAR-T臨床試驗在冊，中國已經成為了全球開展CAR-T臨床試驗最多的國家。

CAR-T治療血液惡性腫瘤

白血病和淋巴瘤

在121項註冊試驗中，53項是以CD19為靶點的治療白血病的CAR-T療法，其中44項仍在進行中。CD19是在所有B細胞上發現並對B細胞活化和增殖至關重要的膜蛋白。一般來說，急性淋巴細胞性白血病(ALL)對以CD19為靶點的CAR-T治療反應最為敏感。入選國內首次CART-19試驗的9例患者中有5例在2至9個月內完全緩解(CR)，大部分患者都觀察到了細胞因子釋放綜合征(CRS)。

總的來說，完全緩解率比紀念斯隆凱特琳癌症中心(MSKCC)、賓夕法尼亞大學和諾華的結果略低。值得注意的是，隨後幾次國內CART-19試驗的結果顯示，整體的完全緩解率(CR)與美國相當。例如，浙江大學第一附屬醫院招募了15例複發或難治性(R/R)ALL患者，其中12例在CART-19輸注1個月後表現為完全緩解。

而複發是希望獲得完全緩解的患者的長期生存的主要障礙。對此，中國的研究人員正在探索避免複發的方法。

第一種選擇是使用基於雙靶點的雙特異性CAR-T細胞：來自重慶西南醫院的一個研究小組註冊了一項試驗，將CART-19和CART-20(靶向CD-20)細胞依次輸注到瀰漫大B細胞淋巴瘤(DLBCL)患者體內。PLAGH(人民解放軍總醫院)組進行了兩項試驗，分別是針對複發難治性(R/R )B細胞惡性腫瘤患者的CART-19/20和CART-19/22細胞療法。

另一種常見的方法是在接受CAR-T治療獲得CR(完全緩解)應答後開始HSCT(造血幹細胞移植)治療：其中，北京陸道培醫院的一個研究小組已經使用這種方案治療了27例患者，也就是在接受CART-19輸注後獲得CR的27位患者，隨後接受了HSCT(造血幹細胞移植)。

23例無疾病持續至少45天(中位隨訪時間為206天，範圍是45-427天)。該項臨床數據表明進一步使用異基因造血幹細胞移植可以有效降低複發風險。此外，西南醫院的研究團隊也註冊了CART-19治療B細胞惡性腫瘤後進行HSCT的試驗。

和PLAGH(人民解放軍總醫院)共同合作，由艾輝勝主任領導的團隊啟動了世界上第一個半相合的供體來源的CART-19細胞和PBSCs(外周血幹細胞)的聯合輸注治療(幹細胞被刺激從骨髓轉移到血液中)。接受治療的是一位71歲的女性難治複發性ALL患者。

治療後檢測不到任何殘留的病灶，並治療過程中所發生的CRS和GVHD都是可控的。這一結果表明同種異體CAR-T細胞和PBSCs(外周血幹細胞)的混合輸注或可在R/R ALL中誘導完全供體細胞植入，為CAR-T和HSCT的結合提供了新的選擇。

除了以上提到的CD19靶點以外，CD20和CD22也具有類似的表達模式，其在除了B祖細胞之外的所有B淋巴細胞中表達，使得這些蛋白成為管理B細胞惡性腫瘤的潛在靶點。目前，在中國有五個CD20和六個CD22 CAR-T試驗登記在冊。其中，PLAGH(人民解放軍總醫院)的研究人員於2014年發表了關於CD20 CAR-T試驗的第一篇文章，首次報告了CART-20治療DLBCL的臨床結果：在7例接受CART-20細胞治療的DLBCL患者中，6例可評價的患者中有5例獲得客觀緩解反應(ORR)。

就目前的臨床進展來說，ALL和B細胞淋巴瘤是對CAR-T療法最敏感的血液癌症，因此它們是國內外進一步研究的主要候選適應症。但中國的研究小組也在其他類型的血液惡性腫瘤方面做了開創性的工作。

多發性骨髓瘤(MM)

多發性骨髓瘤(MM)是一種致命性漿細胞癌，是第二大常見的惡性血液病。但通常情況下，在MM中不能檢測到CD19，CD20以及CD22。臨床結果表明，CD138是一種在某些造血系統癌症和癌症中發現的跨膜蛋白聚糖，可能是難治性和進行性MM的有效靶點。

2015年，PLAGH(人民解放軍總醫院)的研究人員報告了CART-138治療MM的首個臨床結果。截止到目前為止，已有5例患者接受了治療，4例患者病情穩定3個月以上，另外1例進展期MM患者外周血中骨髓瘤細胞明顯減少，從10.5％降至3％以下。這項研究表明CART-138可能是治療MM的一種潛在方案。目前，在中國有三個CART-138臨床試驗登記在冊。

此外，B細胞成熟抗原(BCMA)是一種在B細胞(包括MM細胞)中表達的蛋白質，也是MM治療的一個潛在靶點。在2017美國臨床腫瘤學會(ASCO)年會上，南京傳奇生物宣布其以BCMA為靶點的CAR-T療法LCAR-B38M的客觀緩解率達100%！來自中國的傳奇迅速成為焦點，驚艷ASCO。

CAR-T療法LCAR-B38M研究數據

在一項有35名複發性或耐藥性多發性骨髓瘤患者參與的臨床試驗中，該療法的客觀緩解率達到了100%。在最早接受治療的19名患者里，14名達到了嚴格的完全緩解(sCR)，剩下5名出現部分緩解，其中4名的狀況非常良好。值得一提的是，該試驗中5名經治超過1年的患者依舊處於sCR期。目前，已有四個CART-BCMA臨床試驗在中國註冊。

急性髓性白血病(AML)

急性髓性白血病(AML)是影響成人的最常見的急性白血病，其中CD33抗原在超過90％的AML患者的白血病細胞中表達。2015年，PLAGH(人民解放軍總醫院)進行了一項臨床試驗，以評估靶向CD33的CART-33-CAR-T療法治療R/R AML的可行性和有效性。過程中研究人員觀察到CAR-T細胞輸注2周後，骨髓中的骨髓樣細胞明顯減少，但是在9周後出現了疾病進展。值得注意的是，這是首次證明CART-33治療AML的潛力。目前，在中國有5項CART-33治療AML的臨床試驗登記在冊。

霍奇金淋巴瘤(HL)

在霍奇金淋巴瘤(HL)中，CD30蛋白是一個潛在的有效靶點。今年，PLAGH(人民解放軍總醫院)的研究人員公開報告了以CD30為靶點的CART-30-CAR-T治療HL的I期臨床試驗結果。入組的18名進展性R/R HL患者，數據顯示治療耐受性良好，沒有嚴重的毒性。其中7名患者達到了部分緩解，6名患者病情穩定。目前，在中國有四項CART-30臨床試驗。

CAR-T細胞治療實體瘤

與治療血液惡性腫瘤的優秀表現相比，CAR-T治療實體瘤的臨床現狀就顯得相當薄弱了。但中國的研究人員追求這一可能性的熱情卻並未減退，並且作出了很多的開創性貢獻。目前，已有44個CAR-T細胞治療實體腫瘤的臨床試驗在中國註冊，覆蓋了14個不同的靶點。

其中，磷脂醯肌醇蛋白聚糖3(GPC-3)吸引了最多的興趣，目前有9項試驗正在開展。GPC3通常在包括肺癌和肝細胞癌(HCC)等多種實體瘤中過表達。其中以仁濟醫院李宗海團隊為首的一批臨床前研究已經證實了CART-GPC3治療肺癌和HCC的可行性。

表皮生長因子受體(EGFR)在許多上皮惡性腫瘤中過表達的糖蛋白。包括非小細胞肺癌(NSCLC)和多種消化道癌症。2013年，CART-EGFR的臨床前研究在四川大學的魏於全教授實驗室進行，為進一步的臨床研究提供了實驗基礎。2016年，PLAGH(人民解放軍總醫院)的研究人員發表了首個CART-EGFR臨床結果。EGFR陽性(> 50％表達)R/R NSCLC的患者接受高劑量的CART-EGFR，在11例可評估的患者中，2例獲得了部分緩解，5例處於疾病穩定狀態持續2至8個月。重要的是，在CAR-T輸注後的腫瘤活組織檢查中觀察到EGFR陽性腫瘤細胞的消除，提供了支持該治療的有效性的最直接證據。然而，這一結果也強調，實體瘤的異質性可能是CAR-T治療的一個巨大障礙。截至到目前，已有六個CART-EGFR試驗在中國註冊。

此外，國內其他CAR-T治療實體瘤的臨床試驗也已經有相關數據發表。2016年，以楊林博士為首的研究小組發表了以MUC1為靶點的CAR-T治療MUC1陽性轉移性精囊癌患者的病例報告，結果觀察到了顯著的腫瘤壞死。2017年，PLAGH(人民解放軍總醫院)的一個小組發表了以HER2為靶點的CAR-T細胞治療晚期膽道癌和胰腺癌患者的I期臨床試驗的結果。錢程研究組發表了一項靶向癌胚抗原(CEA)治療CEA陽性轉移性結直腸癌患者的CAR-T細胞的I期臨床試驗結果。以上所有的研究數據均表明了CAR-T治療多種癌症的安全性和可行性。

CAR-T治療後

如何為患者提供更大的臨床益處

CAR-T治療後，如何為患者提供更大的臨床益處？為了回答這個問題，中國的研究小組做了一些開創性的工作。例如，腫瘤幹細胞(CSCs)被認為在腫瘤生長和轉移中起重要作用。理論上，靶向腫瘤幹細胞(CSCs)的CAR-T療法可能有效地抑制腫瘤轉移。其中CD133抗原被認為是腫瘤幹細胞(CSCs)的特異性標記物，並且還在包括膽管癌(CCA)在內的各種癌症中表達。2017年的一篇文章報道了一名52歲的晚期膽管癌(CCA)患者，在接受CART-EGFR治療後獲得部分緩解後接受了CART-133治療，觀察到進一步的4.5個月的部分緩解。儘管CART-133對腫瘤幹細胞(CSCs)的殺傷作用並未有確鑿的研究證據，但是CAR-T雞尾酒療法的新型連續使用表明了其有趣的可能性。另外，上皮細胞粘附分子(EpCAM)是一種涉及上皮細胞粘附的跨膜糖蛋白，是另一種腫瘤幹細胞(CSC)標誌物，在中國已經發表了幾項關於CART-EpCAM細胞的臨床前研究。目前，國內有四項CART-EpCAM試驗正在開展中。

綜上，中國的CAR-T研究近年來發展非常的迅速。但與此同時，我們也不能忽視國內研究與國際研究相比的差距。

CAR-T細胞療法的優化

例如，儘管CAR-T治療血液惡性腫瘤是有效的，但美國的研究人員仍然在不斷改進優化。其中，華盛頓州西雅圖的Fred Hutchinson癌症研究中心的一個小組一直致力於優化CAR-T的組成。臨床數據表明，優化所使用的T細胞類型(例如，包括較高百分比的初始或中央記憶T細胞)或使用確定的CD4陽性與CD8陽性T細胞的比例，可以獲得更好的臨床結果。

按照這些原則，重慶新橋醫院已經註冊了CART-19臨床試驗，其中這些CAR-T細胞中將使用更高百分比的記憶T細胞。此外，賓夕法尼亞大學Carl June小組的一個病例報告證實了用CART-19細胞治療MM(多發性骨髓瘤)的可能性，而在此之前，研究人員普遍認為以這是不可能的。相比較來說，中國在顛覆傳統觀念的創新嘗試要少一點。

對於CAR-T細胞製備，國內的絕大多數臨床試驗使用的是病毒轉染。相比之下，德克薩斯州大學MD安德森癌症中心一直在推廣使用所謂的「睡美人」系統，這是一種合成的DNA轉座子載體，用於在電穿孔後將DNA序列導入染色體。他們相信這個系統可以更好地滿足未來對低成本和更高基因編輯能力的需求。

另外，與實體瘤治療相關的挑戰促使美國的研究人員正在開發新的策略和臨床應用，並迅速將其轉化到臨床上去：

其中來自加利福尼亞的希望之城國家醫學中心(City of Hope National Medical Center，CHNMC)的一個研究小組為了克服免疫抑制微環境，他們設計了PD-L1：CD28嵌合受體，通過交換PD-L1的跨膜和胞質蛋白結構域與CD28的結合蛋白結構域，將抑制性受體轉換成共刺激受體。這種PD-L1：CD28嵌合體表現出增強的功能屬性，並且為克服PD-L1介導的免疫抑制提供了新策略。

另一個來自MSKCC的研究小組為了避免CAR-T治療過程中所產生的「脫靶毒性」，設計了抗原特異性抑制性CAR，當遇到特異性抗原時，其可以限制T細胞的活化。此外，為了降低脫靶毒性的風險，Carl June的研究小組也測試了能更精確區分腫瘤細胞和正常細胞的親和性CAR。與美國不同，中國在這方面缺乏原創性的研究。但是，值得高興的是，一些創新的臨床試驗也已經啟動。例如，其中CAR-T細胞被修飾以表達可溶性PD-1或CTLA-4抗體以克服免疫抑制性微環境的六個試驗已在中國註冊。

確實如此，美國的臨床試驗比中國的更為多樣化，中國的臨床試驗相對來說，比較簡單，存在很大程度上的相似。但美國試驗的多樣性為我們如何設計有效的CAR-T療法帶來了寶貴的見解。例如，美國的最初研究已經闡明了使用氟達拉濱和環磷醯胺預處理方案改善CAR-T細胞的擴增和持久性的益處，並且已經展示了如何優化CAR-T製備方案和CAR分子的框架。

CAR-T細胞療法的相關指導原則

與傳統藥物相比，CAR-T療法為企業(特別是小型企業)提供了更多的機會，因為目標的多樣性以及優化CAR分子結構和製備方法的許多可能的方法。當然，美國企業也為CAR-T療法的產業化作出了突出的貢獻。

在正在進行的7個CAR-T試驗中，有6個由三家公司(Kite Pharma，Juno Therapeutics和Novartis)進行。但是中國的大多數CAR-T試驗都是由機構或醫院主導的。業務參與主要是提供技術支持或病毒載體，因此鼓勵國內企業參與CAR-T療法產業化的最有效途徑是值得進一步探討的課題。

目前，在相關領域的專家的指導下，美國FDA已經發布了關於CAR-T療法臨床應用的明確指南和規定。令人高興的是，2017年12月22日，CFDA發布《細胞治療產品研究與評價技術指導原則》(試行)並對相關問題進行解讀。對細胞治療產品研發過程中涉及的藥學研究、非臨床研究和臨床研究各個環節都做出詳細規定，在確定按照藥品申報原則的基礎上，也對細胞治療的獨特性給予理解。正式為我國細胞治療產品作為藥品屬性的規範化、產業化生產拉開序幕。

此外，政府也一直積極支持CAR-T療法，去年宣布了14個重點研究項目，CAR-T療法就是其中之一。

CAR-T療法的未來

CAR-T細胞輸注的副作用甚至可能會危及生命。如果沒有適當的控制，嚴重的臨床事故可能會造成重大的人員和經濟損失。因此建立更多具有免疫治療經驗的臨床隊伍是非常重要的。而開展CAR-T療法的企業與經驗豐富的臨床團隊建立密切的合作關係是相當重要的，這樣能最大限度的降低臨床事故風險。

另外，CAR-T細胞的製備是複雜的，並且其中任何一個環節對患者的治療都會造成很大影響。這無疑給製備技術帶來了沉重的負擔，這可能是一些希望進行CAR-T臨床試驗的公司的障礙。針對這個問題，國內的一些企業已經開始了自動化、標準化的CAR-T製備平台的開發。

總而言之，上述不足之處，為改善我國CAR-T研究現狀提供了明確的途徑。我們相信，在中國政府的積極支持和共同努力下，這種強大的癌症治療形式將會得到迅速發展。

參考出處：

Precision medicine and cancer immunology in China

上海華納風格酒店國際會議中心

3月24日上海