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杨林教授:CAR-T细胞技术在实体肿瘤应用上的挑战及CAR-NK技术的崛起

时间:2016-11-02 15:44:40

2016(第七届)细胞治疗国际研讨会在武汉欧亚国际交流酒店隆重召开,生物谷小编在现场有幸采访到了苏州大学唐仲英血液研究中心/博生吉医药科技有限公司的的杨林教授。

据统计,美国2015年新发肿瘤例数为166万,死亡病例为59万,平均5年生存率超过80%,欧洲和日本也达65%以上;而2015年中国癌症发病率和死亡率持续上升,根据《2015年中国癌症统计报告》,中国预计有429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例,平均5年生存率为36.9%,情况堪忧。

值得注意的是,我国癌症图谱与西方国家迥异,最常见的四种癌症:肺癌、胃癌、肝癌、食管癌占到总数的57%,对比美国只有18%,实体瘤领域治疗方法亟待突破。

目前,癌症治疗领域新星CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy),即嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,基本原理就是利用病人自身的免疫细胞来清除癌细胞,在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治疗上有着显着的疗效,被认为是最有前景的肿瘤治疗方式之一,小女孩Emily Whitehead的故事更是激励了无数科研工作者投身到CAR-T研究中。

那么在非实体瘤领域表现不俗的CAR-T在实体瘤领域会同样有效吗?实际上,由于实体肿瘤复杂的遗传异质性、免疫抑制微环境的因素,CAR-T技术在应用到实体瘤治疗时面临诸多挑战。但杨林教授认为,我国肿瘤实体瘤发病率高,5年平均生存率低,对实体瘤治疗新技术的研发是刚性需求,实体瘤应成为我们关注研究重点,并对CAR-T细胞技术在实体肿瘤应用上的挑战总结为四点:靶点难寻、安全性差、有效性不高、产业化很难。

杨教授对中外的实体肿瘤CAR-T靶点进行了小结。

国际上实体瘤CAR-T的申报临床试验的代表性的数据。

靶点为何难找?

由于正常细胞中也会表达TAA(Tumor-Associated Antigen),而这也成为脱靶毒性的关键因素,从而也造成了最佳有效剂量难以达到的难题,都面临on target,off tumor。

针对解决脱靶的途径有两个:

1、scFv的亲和力选择(关键) ;

2、抗原高级修饰(突破口);

如MUC1往往在肿瘤细胞呈现异常表达,最高可达到正常细胞的100倍以上,丧失极性分布,并出现异常糖基化及结构改变,而这一点也使MUC1分子成为CAR-T治疗中具有临床意义的治疗靶点

如何提高CAR-T安全性?

CAR-T可以在人体内大量增殖并长期存在,同时也会产生致死性淋巴因子风暴,如同一个硬币的两面,虽然对肿瘤杀伤效果很好,但也使引发了科学家对其安全性的担忧,目前在CAR-T安全性的改造措施常见有三种:引入自杀基因模式;CAR-RNA电转模式;受体激活模式。

与之相对的CAR-NK的优点则在于不会产生致死性淋巴因子风暴,但CAR-NK不能在体内大量繁殖,因此需要长期回输,从疗效上讲,CAR-NK可能不如CAR-T,但安全性可能更好。

如何提高CAR-T效率?

解决实体瘤治疗的有效性,不是简单重复CD19-CAR-T的故事就可以达到的,这里面遇到的难题不仅包括靶点,还有很多比如肿瘤微环境、血管、淋巴结的影响。长期以来,T细胞如何归巢,从而进入肿瘤内部,对癌细胞进行精准打击一直是个难题。

杨教授认为,无论是CAR-T细胞还是T细胞,都是沿着血管内皮滚动,在滚动过程中,会激活归巢信号分子,从而停留在某个部位,穿过血管内皮,迁移向肿瘤细胞。但让人遗憾的是,即使进入了肿瘤内部,仍会受到很多限制,遇到很多挑战:

1.一个以氧化应激,营养缺乏,酸性pH值以及缺氧为主特征的肿瘤微环境。

2.肿瘤源的免疫抑制性的可溶性因子和细胞因子的存在。

3.免疫抑制性的免疫细胞,例如调节性T细胞(Tregs),骨髓源的抑制性细胞(MDSC),肿瘤相关的巨噬细胞(TAM-M2)或者其它抑制性的细胞因子。

4.T细胞固有的免疫检验点调节机制(比如肿瘤细胞表面PD-L1的表达上调)对T细胞的抑制。

面对这些挑战,杨教授提出:低剂量的贝伐单抗有望改变肿瘤内部杂乱无章、通透、渗漏的新生血管,诱导肿瘤内部新生血管正常化的同时,CAR-T细胞就能趁机顺利进入其内部,在肿瘤重新生长之前,将其消灭。

CAR-T能大量产业化吗?

复杂的制备工艺和高昂的生产成本是CAR-T商业化的最大障碍,比如美国Dendreon公司是首家获得FDA批准的细胞治疗产品临床应用的公司,它开发的Provenge最终失败的原因之一就是其复杂的制备程序和质控。与Provenge只能新鲜制备和冷藏运输相比,CAR-T细胞制备虽然更为复杂,但优势是可以冷冻运输。

同时,监管层对这一技术也有自己的忧虑,自体CAR-T细胞并不能保证在规定时间内100%制备成功,这有可能为将来批准上市后的市场应用带来潜在的法律纠纷。

更让人担忧的是,一个疗程50万美金的CD19-CAR-T的治疗收费虽然目前被普遍接受,但若CAR-T治疗只是干细胞移植前的过渡疗法,那么,这样的收费会面临失去支持的风险。

个性化的CAR-T制备技术导致高昂成本和庞大的质控要求,让CAR-T技术产业化困难重重,然而,通过靶点的精心筛选、自杀开关的安装、基因编辑技术的应用也使实体肿瘤的CAR-T细胞治疗出现了曙光。与此同时,CAR-NK技术异军突起。由于兼具安全性和细胞毒性强的特点,CAR-NK技术,特别是异体CAR-NK技术也受到越来越多的关注。

CAR-T和CAR-NK,细胞治疗相辅相成,或能带来更好的疗效。(生物谷 Bioon.com)

注:贝伐单抗(BV),商品名阿瓦斯汀(Avastin),贝伐单抗是一种重组的人源化单克隆抗体,包含93%的人类片段和 7%的鼠源结构,人源化部分可以延长其半衰期,降低免疫原性。是一种阻碍血管生成的药物,通过抑制抗血管内皮生长因子(VEGF,在肿瘤血管生成过程中起着关键作用,是肿瘤治疗的重要靶点)的作用,阻断对肿瘤的血液供应,抑制肿瘤在体内扩散,增强化疗效果。

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