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2019 CAR-T 研究进展一网打尽
发布时间:2020-01-08 01:14

  11月2日,在腾讯WE大会上,权威癌症免疫学家、CAR-T疗法先驱Carl Jun博士表示:“未来所有肿瘤都能被CAR-T疗法治愈,5年内所有血液肿瘤都可治愈。”

  再往前3天,全球首款 CAR-T 疗法 CTL019 (商品名:Kymriah)在中国获批临床,该药物为诺华旗下 CAR-T 疗法明星产品,本次申请适应症为非霍奇金淋巴瘤。

  刷屏的背后,还有CAR-T 所显示出的强大“治愈性”。8月,CAR-T疗法开发者Bruce L. Levine更新了twitter并指出,“第一个接受CAR-T疗法的成人患者(患有慢性淋巴性白血病)已实现了9年的无癌生存。”而第一位接受CAR-T疗法的儿童患者(患有急性淋巴细胞白血病),至今也实现了7年无癌生存。

  的确,从20世纪80年代末的最早提出,到2017年诺华Kymriah和凯特Yescarta相继上市,CAR-T疗法在血液瘤领域(急性白血病、非霍奇金淋巴瘤等)可谓创造出了医学奇迹。

  近两年来,CAR-T疗法从血液瘤向实体瘤的迈进则成为热门话题,毕竟在实体瘤领域,这一疗法仍未有突破性进展出现。与此同时,CAR-T在其他疾病如HIV感染、心脏病等领域的探索也是当下一大趋势,而细胞因子释放综合征(CRS)和神经毒性等毒副作用更是仍需攻克的一大难题。

  因此,复盘2019年的研究进展,我们将从安全性、实体瘤、其他疾病领域这三大核心角度展开。当然,全球CAR-T治疗临床试验登记项目数百项,新进展更是层出不穷,以下我们仅挑选了一些代表性案例,更多进展欢迎补充和探讨。

  研究人员进行了大规模的抗原筛选,发现一种嵌合抗原受体——CD19-BBz(86)在带瘤小鼠模型中有强劲的灭癌作用,同时其免疫毒副作用相较于传统CAR-T疗法少之又少。该团队利用CD19-BBz(86)对现有CAR-T进行改造,让CAR-T成功“变身”,使其携带CD19-BBz(86)特性,并在25名ALL患者中进行了一项小型的早期临床试验。

  结果显示,CD19-BBz(86)CAR-T产生的细胞因子远远少于传统CAR-T疗法,显著降低CRS(细胞因子释放综合征)发生的风险。在25名患者中,1级以上的CRS和神经毒性的发生率皆为零,没有一名患者需要药物控制毒副作用,即利用CD19-BBz(86)对现有CAR-T的改造实现了疗效和安全性的双赢。

  而且,在患者来源的移植瘤模型中,用lenzilumab(humanigen公司的人源平台)中和GM-CSF后,CART19细胞的增殖变快,白血病的控制更持久、更好。在CRS和神经炎症(NI)的原发性急性淋巴细胞白血病(ALL)移植瘤模型中,GM-CSF中和可减少中枢神经系统的髓系和T细胞浸润,显着减轻NI、减缓CRS。

  最后,在CAR-T细胞合成过程中,研究人员通过CRISPR/Case9破坏GM-CSF建立GM-CSF缺陷型CART19细胞。GM-CSFk/oCAR-T细胞的功能正常,活体内抗肿瘤活性增强,而且相比CART19,移植瘤模型的总体存活率提高。

  这种免疫级联反应是由T细胞触发引起的,然而单核细胞和巨噬细胞是全身毒性细胞因子释放的主要来源。他们证实T细胞产生的肿瘤坏死因子α(TNF-α)是CD3双特异性抗体治疗后介导单核细胞激活和全身性细胞因子释放的主要机制。

  阻止TNF-α释放足以在不影响抗肿瘤效果的同时,破坏单核细胞细胞因子的全身性释放。仅在最初暴露于CD3双特异性抗体时才观察到全身性细胞因子释放,而在后续的CD3双特异性抗体剂量暴露中则观察不到,这表明剂量之间存在生物学差异。尽管第二次暴露后细胞因子释放受损,但T细胞的细胞毒性仍然不受影响,这表明在不释放细胞因子的情况下可以实现T细胞的细胞溶解活性。

  在CD3双特异性抗体存在的情形下,毒性细胞因子与T细胞的细胞溶解活性在机制上的解偶联,为临床上探索减轻毒性的预防性治疗方法提供了生物学依据。

  9月,来自英国伦敦大学学院(UCL)的Persis Amrolia教授、Sara Ghorashian博士及其团队在Nature Medicine期刊上发表了一项最新的研究成果,

  他们开发出一种旨在更快靶向癌细胞并导致更少副作用的新型CAR-T细胞疗法。

  这种方法在治疗以前无法治愈的急性淋巴细胞白血病(ALL)患儿方面提供非常有前景的结果。

  在这种方法中,患者自身的T细胞经过基因改造后含有一种称为CAT-19的新型CAR分子。这些经过基因改造的CAR-T细胞用于治疗大欧蒙街儿童医院(GOSH)、曼彻斯特儿童医院和伦敦大学医院的14例复发性ALL患者。

  在接受这种CAR-T细胞治疗后,其中的12名患有无法治愈ALL的患者在3个月后清除了他们所患的疾病,并且5名患者仍然保持无白血病状态。患者也经历了更少的称为细胞因子释放综合征(CRS)的有害副作用。

  中国参与的首个CAR-T疗法成功克服癌症复发,有望一线月,来自中国四川大学华西医院、郑州大学第一附属医院、大连医科大学附属第二医院、美国希望之城、南加州大学和威尔康乃尔医学院的研究人员在Science Translational Medicine期刊上发表了一项新的研究。

  他们报道了首个靶向癌细胞上表达的B细胞活化因子受体(BAFF-R)的CAR-T细胞,根除了动物模型中对CD19靶向疗法产生抵抗性的人白血病细胞和淋巴瘤细胞。

  这种新疗法将于明年在临床试验中用于治疗对在接受CD19免疫疗法治疗后出现癌症复发的患者,

  据估计,有20%-30%接受CD19 CAR-T细胞治疗后获得病情缓解的白血病患者和淋巴瘤患者将在几年后出现癌症复发。在这项新的研究中,携带CD19治疗抗性的人类肿瘤的动物模型接受了BAFF-R CAR-T细胞治疗,而后研究人员观察到明显的肿瘤消退和延长的生存期。

  研究人员还研究了来自在接受CD19靶向免疫治疗药物博纳吐单抗治疗后出现癌症复发的患者的肿瘤样本。这项研究证实BAFF-R CAR-T细胞始终如一地有效地抵抗这些肿瘤,而且相比于治疗前的样本,CD19 CAR-T细胞对每个患者复发性肿瘤的反应大大减少。

  2019年4月,发表在PNAS期刊上的一项研究显示,来自美国波士顿儿童医院和麻省理工学院的研究人员发现,微型抗体(mini-antibody)经缩小后可形成纳米抗体(nanobody),可能有助于让CAR-T细胞疗法在实体瘤中发挥作用。

  纳米抗体一种有用的独特性质是增强靶向能力。研究人员将这些纳米抗体引导到肿瘤胞外基质(ECM)或者ECM靶向显像剂,但这种引导并不是针对癌细胞本身,而是针对包围着癌细胞的肿瘤微环境。

  研究人员构建的CAR-T细胞上镶嵌着识别肿瘤微环境中特定蛋白的纳米抗体,这些纳米抗体携带的信号引导它们杀死它们能够结合的细胞。一种称为EIIIB的蛋白是纤连蛋白的变体,仅在为肿瘤提供营养物的新形成的血管中发现。另一种是PD-L1,它是一种免疫抑制蛋白,被大多数癌症用于沉默邻近的T细胞。

  这些基于纳米抗体的CAR-T细胞杀死肿瘤细胞,显著减缓肿瘤生长并改善这些小鼠的存活,并且没有产生明显的副作用。

  波士顿儿童医院细胞与分子医学项目免疫学家Hidde Ploegh博士认为,这些经过基因改造的T细胞通过多种因素发挥作用。它们对肿瘤组织造成损伤,而这往往会刺激炎症免疫反应。靶向EIIIB可能以一种减少肿瘤血液供应的方式损害血管,同时让它们对癌症药物更具渗透性。

  发表在Advanced Materials上的一项临床前研究显示,加州大学洛杉矶分校(UCLA)Jonsson综合癌症研究所科学家发现,在CAR-T细胞治疗期间加热实体肿瘤可以提高治疗的成功率。

  研究人员发现,将光热消融的加热技术与CAR-T细胞灌注结合在一起,可以抑制小鼠黑色素瘤的生长长达20天,

  光热疗法是一种利用激光能量的热量杀死癌细胞的微创技术,目前已经被用于治疗各种癌症和其他疾病。研究人员测试了大约40摄氏度的轻度热疗是否可以帮助CAR-T细胞更有效地攻击肿瘤,他们将光热剂注入肿瘤,用激光照射使其升温,然后静脉注射CAR-T细胞。

  该技术通过增强CAR-T细胞治疗的能力,最终改善难以治疗的实体肿瘤患者的预后。UCLA Samueli工程学院生物工程学教授、Jonsson癌症中心成员、UCLA纳米系统研究所成员顾臻教授是这项研究的共同通讯作者,该论文第一作者是顾教授实验室博士后研究员陈倩博士。

  利用疫苗增强CAR-T细胞治疗实体瘤疗效,可完全清除60%小鼠体内的实体

  7月,来自美国麻省理工学院的研究人员在Science杂志上发表新的研究,他们开发出一种疫苗,可显著地增强抗肿瘤T细胞群体,并且允许这些T细胞大力地侵入实体瘤中。

  在针对小鼠的研究中,添加这种疫苗后,CAR-T细胞不断扩增,到治疗2周时它们占小鼠总T细胞群的65%,而CAR-T细胞的剧增导致许多小鼠的肿瘤完全消失。研究人员发现,

  这能够完全清除60%的在接受CAR-T细胞治疗的同时还接受了强化疫苗接种的小鼠体内的实体瘤。

  “通过添加一种疫苗,对存活没有影响的CAR-T细胞治疗经这种疫苗强化后可导致一半以上的小鼠发生完全缓解。”该论文通讯作者、麻省理工学院科赫综合癌症研究所副主任Darrell Irvine表示。

  8月,美国Lentigen公司和爱因斯坦医学院研究人员等在Science Translational Medicine发表了一项新的研究,该研究显示其

  研究人员认为,通过duoCAR-T细胞这种新方法来对抗HIV的优势在于,它靶向HIV包膜上的多个位点,而不是让T细胞发生改变后以CD4受体作为靶向位点。所使用的这两种特定的CAR分子是在开发40多种慢病毒载体并测试它们以观察哪种慢病毒载体是最有效的过程中发现的。

  在实验室测试时,duoCAR-T细胞消除了约99%的受感染的免疫细胞品系。当在人类小鼠模型上进行测试时,

  远远优于传统CAR-T细胞。该团队称,旨在测试这种新方法的有效性和安全性的临床试验计划最早在明年春天开始。

  9月,发表在Nature 上的一项研究中,来自宾夕法尼亚大学医学院的研究人员使用改造后的T细胞,来靶向和去除导致心肌纤维化的活化心肌成纤维细胞。他们发现,

  CAR-T疗法可以显著减轻高血压性心脏病小鼠的心肌纤维化,并恢复其心脏功能。

  研究人员首先利用能够在心肌成纤维细胞上表达人工抗原卵清蛋白肽(OVA)的小鼠展开概念验证。为了选择性地靶向表达OVA的活化心肌成纤维细胞,研究人员在CD8+T细胞表面表达了特异性针对OVA的受体。改造后的T细胞(CD8+OT-I T细胞)被用于治疗一组小鼠,在第4周时,治疗组小鼠的心肌纤维化明显减少,而对照组的小鼠仍有广泛的心肌纤维化。

  接下来,研究人员验证了以FAP为靶标的CAR-T疗法是否可以有效治愈或缓解心肌纤维化。他们将工程化的FAP CAR T细胞在1周和2周时转移到小鼠体内,目的是瞄准并耗尽表达FAP的心脏成纤维细胞。在一个月内,研究人员发现,

  接受基因工程细胞治疗的小鼠的心肌纤维化显著减少,舒张和收缩功能也得到改善。

  研究结果表明,CAR-T细胞疗法有望扩展到癌症之外,作为一种有效的治疗心脏病的方法。不过,还需要进行更多的研究来确定FAP是否为最佳目标,并确保将安全风险降到最低。

  3月,来自美国田纳西州大学健康科学中心的研究人员在Science Translational Medicine期刊上发表了一项新的研究,表示利用经过基因修饰表达靶向CD19的嵌合抗原受体(CAR)的T细胞能够杀死两种狼疮小鼠模型中的B细胞。这种疗法根除B细胞产生的自身抗体并延长这些小鼠的生命。

  研究人员从已显示出疾病迹象的两种不同的狼疮小鼠模型中纯化出T细胞,随后将一个基因导入这些T细胞中,这样它们就表达一种靶向CD19的CAR受体,他们在体外对这些经过基因修饰的T细胞进行大量培养并将它们注射回这些小鼠体内。

  通过CAR-T细胞清除CD19阳性B细胞和自身抗体的小鼠具有更长的寿命以及更健康的脾脏、肾脏和皮肤。

  他们还发现这些被导入的CAR-T细胞可持续至少一年的时间,并且同时继续降低B细胞的数量。

  总体来看,全球正在进行的CAR-T治疗临床试验大多仍处于临床早期。2019年CAR-T疗法在安全性、毒副作用方面取得了比较惊喜的结果,在其他疾病尤其是HIV感染领域,CAR-T不断拓展探索边界,并迈向纵深。至于实体瘤这块“难啃的骨头”,或如CAR-T专家Majzner和Mackall所说,“一些早期迹象暗示了即将来临的成功”。

  从国内市场来看,数据显示截至2019年5月,全球CAR-T治疗临床试验登记的507项

  项目中,中国以224例临床试验居于全球首位,美国以186例临床试验位居第2位,中美两国主导行业发展的格局已经显现。

  不过,当下CAR-T疗法仍处在由实验室向产业化进军阶段,其对基础研究和细胞制备工艺的高要求,无疑将是一轮大浪淘沙的过程。

  如有业内人士表示:“国内上百家CAR-T企业,最终脱颖而出的可能只有三五家。”

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