基因改造的免疫細胞正在幫助推動危及生命的癌癥進入緩解，并產(chǎn)生轟動效應(yīng)

幾年前，當(dāng)Michel Sadelain在癌癥治療會議上談過繼細胞轉(zhuǎn)移（ACT），他的同事們半信半疑認為這似乎是一個具有刺激和非常規(guī)的方法：收集和基因改變病人的免疫細胞，培養(yǎng)他們攻擊自身的癌癥。 “曾經(jīng)在多少個幾乎空蕩蕩的房間談過這個技術(shù)”，目前是紐約Sloan-Kettering癌癥中心細胞工程中心主任的Sadelain說。

該技術(shù)通過獲取人體自身T細胞充分激發(fā)免疫系統(tǒng)的力量， 使免疫細胞能識別和指揮其對抗外來入侵者和攻擊病變細胞。 T細胞通過受體來掃描外來細胞表面上的抗原、激活T細胞、產(chǎn)生攻擊效應(yīng)。 從理論上講，惡性腫瘤細胞應(yīng)該是T細胞的理想目標(biāo)，但腫瘤細胞具有免疫攻擊屏蔽自己的方法。ACT，科學(xué)家們調(diào)整了T細胞，給他們一個戰(zhàn)斗的機會，Sadelain稱他們?yōu)椤盎钏幬铩?/span>。

過去幾年試點研究取得可喜成果，從而引發(fā)人們極大興趣和幾十個臨床試驗。成功故事盡管只涉及少數(shù)患者 ， 侵襲性癌癥的腫瘤體在幾天或幾周內(nèi)消失，突破了僅有數(shù)周或數(shù)月生存期，甚至有少數(shù)患者驚人的得到完全緩解。 Sadelain演講的空房間不在出現(xiàn)。ACT突然抓獲到科學(xué)家和制藥公司目光，就好像它是一個新的方法，而不是已經(jīng)發(fā)展了二十年。

但擴大這種療法仍然面對科學(xué)和法律挑戰(zhàn)。研究人員仍在學(xué)習(xí)如何控制這些細胞，以確保他們能夠戰(zhàn)勝癌癥而不損傷正常組織，因為許多癌癥抗原也存在于正常細胞。另一個問題是，目前還不清楚如何把ACT成為一個盈利性商業(yè)模式，收獲和培養(yǎng)活細胞需要比處方藥更多的時間和技能。因此，盡管制藥公司申請大量專利和擴大生產(chǎn)，但這僅僅是個開始。正如其他任何治療方法，公司仍然需要大樣本、多中心的臨床試驗，以測試該療法在更廣泛患者的效果。但大型試驗需要一種方式進行制造和分發(fā)大量細胞，所以需要公司具有長期盈利的信心和能力。

快速擴增人體細胞

ACT療法具有三大策略，最成熟最簡單的是來源于周圍的腫瘤組織并含有可能抗腫瘤活性的免疫細胞，選擇這些已啟動攻擊癌細胞的T細胞， 在實驗室培養(yǎng)至足夠數(shù)目，隨同促進抗原特異性增值的T細胞生長因子白細胞介素-2（IL-2），重新注回到患者體內(nèi)。然而，內(nèi)源性免疫系統(tǒng)具有維持免疫應(yīng)答的抑制機制，這些機制可以防止新注入細胞有效地工作，所以患者必須用藥物或輻射耗盡內(nèi)源性免疫細胞，讓新注入的T細胞保留和充滿身體。這種方法稱為腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）， 已成功地用于治療轉(zhuǎn)移性黑素瘤。具有攻擊特定的TIL一般很難收集，但在黑色素瘤，很容易通過活檢獲取。在過去的25年中，NIH腫瘤研究所免疫治療學(xué)家、外科主任StevenRosenberg領(lǐng)導(dǎo)的小組證據(jù)表明，TIL治療可以緩解甚至消除部分患者黑色素瘤。

“在過去的試驗中，40％接受治療的患者黑色素瘤得到完全、長期的退縮”，Rosenberg說，最新成果發(fā)表于2011年，其中許多患者治療前腫瘤已擴散至全身、用盡了其他治療方法，這一成功生動地展示了T細胞對這一特定癌癥強有力的、持久的效果- 甚至可以完全消除某些腫瘤。但目前的TIL方案面臨兩大問題。首先，患者必須等待4-6周的細胞生長，才可以開始治療。第二個問題是需要專門的生產(chǎn)設(shè)施、培訓(xùn)基因改造和細胞培養(yǎng)特殊技能員工。得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心的腫瘤免疫治療專家Cassian Yee說，新方法可以使細胞在數(shù)天而不是數(shù)周完成擴增，并且正在研究更容易獲得細胞、更具選擇性，YEE和同事們一直研發(fā)分離血循環(huán)腫瘤特異性細胞技術(shù)。

殺傷細胞

因為收集腫瘤特異性T細胞困難，研究人員正在努力利用基因修飾T細胞殺傷癌細胞，稱為T細胞受體（TCR）技術(shù)，給予細胞全新的受體，使他們能夠識別特定腫瘤抗原，受體甚至可以修改，以提高他們的發(fā)現(xiàn)和鎖定目標(biāo)的能力。收獲患者的T細胞，然后用病毒載體把編碼新受體的基因遞送到細胞中，同時修飾表達免疫因子使其迅速擴增、體內(nèi)生存或者觸發(fā)其他細胞攻擊癌細胞。到目前為止，TCR療法腫瘤縮小效果發(fā)生在部分轉(zhuǎn)移性黑色素瘤、結(jié)腸直腸癌和滑膜肉瘤患者。這一方法的難點在于對T-細胞受體必須遺傳上匹配患者免疫類型。

目前一項新的技術(shù)，稱嵌合抗原受體（CAR），避免了這種限制。該技術(shù)使用編碼人工、抗體樣蛋白的基因，高度特異性的識別腫瘤細胞的表面抗原，而不需要相匹配的患者免疫類型。

CAR 包含三部分：結(jié)合癌抗原的抗體、激活細胞的部分受體、和一個或多個刺激分子，刺激分子有助于T細胞持續(xù)增殖。當(dāng)CAR被插入和表達在T細胞，作為一個開關(guān)一旦遇到匹配的抗原，使T細胞進入攻擊模式。 “抗體提供合適的條件，找到腫瘤細胞，T細胞做殺傷的工作”，賓夕法尼亞大學(xué)Abramson癌癥研究所轉(zhuǎn)化研究中心主任CarlJune解釋說。

雖然出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代后期，CAR治療方法最近才取得了在小規(guī)模臨床試驗的可喜結(jié)果。目前全部集中在CD19蛋白，CD19表達于B-細胞白血病和淋巴瘤。CD19也可表達在正常B細胞，是產(chǎn)生抗體免疫應(yīng)答的一部分。這意味著CD19-CAR 可以發(fā)起攻擊健康B細胞， 盡管可以用抗體缺陷方法進行管理。2011年，June 和他的同事報告說，CAR T細胞靶向CD19導(dǎo)致3例多個化療療程失敗的晚期慢性淋巴細胞白血?。–LL）患者緩解，其中兩名患者出現(xiàn)完全緩解；Sadelain研究小組用CD19CAR使5例成年急性淋巴細胞白血?。ˋLL）中的3例得到緩解，成人ALL是一種可怕的疾病，患者化療后已經(jīng)復(fù)發(fā)兩次。研究人員目前正在觀察是否用CAR治療其他實體瘤，并得到抗白血病同樣的效果。

攻擊目標(biāo)

現(xiàn)在，臨床試驗表明，工程T細胞能有效治療某些類型的癌癥，研究人員必須優(yōu)化療法來治療各種惡性腫瘤。 Sadelain指出，即使研究表明，不同的共刺激分子產(chǎn)生不同的影響，至少對CAR是這樣，可能會對某些癌癥好于其他類型。因此，優(yōu)化過程應(yīng)包括給TCR和CAR為主的T細胞療法提高目標(biāo)分子質(zhì)量和特異性，以達到最佳治療反應(yīng)。平衡免疫系統(tǒng)的組分以達到預(yù)期效果是理想化治療。

 
設(shè)計有效的治療需要為T細胞篩選腫瘤細胞表面抗原，發(fā)揮攻擊作用而不損傷正常組織。這種特異性可能比研究人員最初認為的更加困難。許多癌細胞抗原也表達于正常組織，例如HER2，是基于治療抗體曲妥珠單抗（trastuzumab或Herceptin)）的靶目標(biāo)，也表現(xiàn)在心臟細胞。之前，研究人員治療前必須了解每個候選目標(biāo)是如何廣泛表達于人體的所有組織。

最近的研究已經(jīng)特別描述了當(dāng)T細胞的意外攻擊正常組織時發(fā)生了什么。在一項重組TCR的T細胞臨床試驗中，美國國家癌癥研究所研究人員針對腫瘤特異性抗原MAGE-A3治療時，九個病人中兩例陷入昏迷和死亡。調(diào)查發(fā)現(xiàn)治療的T細胞同時識別在腦組織中低水平表達的MAGE-A家族的另一成員。另一種類型的MAGE-A3-特異性TCR同時結(jié)合一個相似的蛋白質(zhì)稱為肌聯(lián)蛋白造成兩名患者死于心臟衰竭。 總部位于英國牛津的Adaptimmune公司已經(jīng)開發(fā)出一套使所開發(fā)的T細胞受體避免將來意外反應(yīng)的安全測試技術(shù)。

ACT的主要優(yōu)點是它的速度 – 可以在幾天到幾周顯示其效果，比其他免疫療法更快 ， 但引發(fā)如此劇烈的反應(yīng)可能是危險的。如一大腸癌患者在注入CART細胞后觸發(fā)失控的免疫反應(yīng)稱為細胞因子風(fēng)暴后死亡。這個過程也可能會造成所謂的腫瘤溶解綜合征，有時曾因化療致使大量死腫瘤細胞的化學(xué)成分溢入血而發(fā)生?！拔覀兊纳眢w沒有甩掉3-8磅腫瘤的能力”而ACT療法可以在幾天之內(nèi)做到這一點，賓夕法尼亞大學(xué)臨床細胞和疫苗生產(chǎn)設(shè)施中心主任Bruce Levine指出。

今后發(fā)展

無論TCR和CAR療法已經(jīng)在多種癌癥進行了測試，包括卵巢癌、胰腺癌、膠質(zhì)細胞瘤和間皮瘤，這些研究結(jié)果將有助于確定該方法是否進行更廣泛的應(yīng)用。問題仍然存在，包括為什么有些患者ACT的治療效果好于他人？  “因為利用患者自身細胞制造藥物，來源有極大的差異”Sadelain說。部分患者T細胞可有已失去效力或增殖能力，而且功能更差。因此研究必須設(shè)法發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物，確定能更好發(fā)揮作用的細胞，用來預(yù)測病人的預(yù)后，以細胞治療前進行分類、監(jiān)測治療的進展。

當(dāng)前，ACT仍是一精品療法，全球范圍內(nèi)只有少數(shù)醫(yī)學(xué)中心進行，并限于中晚期患者、化療耐藥疾病的小規(guī)模試用，但正在發(fā)展到更大規(guī)模的試驗。由于幾個小組在過去幾年中的成功，已引起醫(yī)藥行業(yè)的極大注意。擴大規(guī)模和商業(yè)化，基因修飾細胞需要比現(xiàn)存更便宜、更快、更自動化的方法來修改和擴增細胞。諾華公司已投入巨資以幫助在賓夕法尼亞大學(xué)符合更大的臨床試驗的制造流程建設(shè)。

各大公司主要集中于針對常見腫瘤抗原，如CD19和MAGE-A3，并非所有研究人員認為這是最好的辦法。例如，Rosenberg認為最成功的策略將是一個完全個性化：工程細胞的靶抗原存在于每個病人的腫瘤細胞，而不在健康細胞中。這樣做將需要大量的基因分析發(fā)現(xiàn)腫瘤特有的突變，然后制作各具特色細胞并與腫瘤相匹配的文庫。這種策略可能是困難的，但他說，做一個有效的全身腫瘤治療是當(dāng)務(wù)之急。 “讓我們來發(fā)現(xiàn)如何治愈癌癥，即使是非常復(fù)雜的，”他說，然后找到一種簡化方法治療大量病人。

ACT療法已成為主流，下一步驟是將觀察是否以及如何將它們與其他癌癥免疫療法結(jié)合。 2012年12月，一個總部設(shè)在紐約的非營利癌癥研究學(xué)院投入資金到腫瘤免疫學(xué)，聯(lián)同在洛杉磯的娛樂產(chǎn)業(yè)基金會動用600萬美元在三年內(nèi)打造研究人員“夢之隊” 。其目的是找出是否ACT可以有效地與另一令全世界興奮的癌癥免疫療法-免疫檢查點抑制劑結(jié)合。免疫檢查點蛋白使癌癥更有效的消除免疫反應(yīng)信號 -  即抑制免疫系統(tǒng)。 ACT與檢查點抑制劑同時應(yīng)用，增強免疫反應(yīng)和免疫系統(tǒng)攻擊。