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①2017年，諾華的CTL-019將大概率成為全球首個(gè)獲批上市的CRA-T療法的事件，刷爆了整個(gè)朋友圈。這一天，對(duì)腫瘤免疫療法領(lǐng)域的人們來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是非常值得紀(jì)念的，因?yàn)樗_(kāi)啟了腫瘤治療的新紀(jì)元。自2013年《科學(xué)》雜志評(píng)論將 腫瘤免疫療法 列為年度突破之首，從那以后，嵌合抗原受體T細(xì)胞療法（CAR-T療法）作為其中一顆閃耀明星，備受世人矚目。為了讓更多人了解CAR-T這一新興抗腫瘤技術(shù)的過(guò)去、現(xiàn)狀和未來(lái)，我們專門(mén)整編資料，推出CAR-T專題欄目，與大家一起扒一扒CAR-T的 八卦 ，聊聊關(guān)于CAR-T的那些事。
八卦 1： 原來(lái)CAR-T備受關(guān)注源于小女孩Emily
CAR-T 療法在全球范圍內(nèi)受到包括學(xué)者、醫(yī)生、患者、投資人在內(nèi)的如此大量的關(guān)注和期待，起初是源于一個(gè)白血病小女孩Emily和她的神奇抗癌經(jīng)歷。
先一起來(lái)看看Emily的神奇故事吧！
Emily是一位來(lái)自美國(guó)加州的小女孩，5歲時(shí)不幸被診斷為患上了急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL），更不幸的是，她在首輪化療時(shí)不慎感染，差點(diǎn)失去雙腿，并且病情頻繁復(fù)發(fā)。就在醫(yī)生們無(wú)計(jì)可施的時(shí)候，賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們決定采用一種瘋狂的、前所未有的治療方法。
神奇的是，經(jīng)過(guò)這種瘋狂療法后，Emily依然身體健康，五年都沒(méi)有癌癥復(fù)發(fā)。她可以正常上學(xué)，玩耍，學(xué)鋼琴。為此，還有專門(mén)網(wǎng)站介紹她與癌癥斗爭(zhēng)這幾年的生活：http://emilywhitehead.com/。如下圖：
那究竟是什么神奇的方法治愈了這個(gè)小女孩呢？
治療過(guò)程是這樣：
① 醫(yī)生首先從Emily身體里抽取血液，提取外周血中的白細(xì)胞，隨后利用改良的艾滋病毒對(duì)白細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造，以使它們攻擊癌細(xì)胞，并重新注入Emily體內(nèi)。
② 開(kāi)始Emily體內(nèi)的癌化白細(xì)胞急劇減少，但這些細(xì)胞也攻擊了她的身體！Emily連續(xù)幾天發(fā)高燒，甚至產(chǎn)生了幻覺(jué)。有醫(yī)生對(duì)她的家人說(shuō)，她活過(guò)當(dāng)晚的幾率只有千分之一 事已至此，似乎這一大膽嘗試就要失敗。
③ 但奇跡出現(xiàn)了：醫(yī)生們對(duì)Emily使用了一種類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥物，阻止免疫系統(tǒng)的強(qiáng)烈反應(yīng)，同時(shí)這種藥物并未對(duì)癌細(xì)胞形成保護(hù)。Emily在7歲生日那天蘇醒，之后身體逐漸康復(fù)。
其實(shí)，治愈Emily的神奇療法就是我們本期所說(shuō)的新興抗腫瘤技術(shù) CAR-T療法。
八卦 2：CAR-T究竟是什么？
l CAR-T基本原理：
CAR-T，全稱是Chimeric Antigen Receptor T-Cell，即嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，給患者自身T細(xì)胞進(jìn)行基因工程修飾，加上嵌合抗原受體（CAR），經(jīng)過(guò)修飾的T細(xì)胞識(shí)別并攻擊帶有特定抗原的腫瘤細(xì)胞，激活機(jī)體自身免疫反應(yīng)從而達(dá)到抗腫瘤效果。
l 關(guān)于T細(xì)胞：
眾所周知，T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)里最兇猛的 獵人 。T細(xì)胞表達(dá)的抗體單鏈的的可變區(qū)(scFv)聯(lián)合T細(xì)胞信號(hào)區(qū)能夠調(diào)控T細(xì)胞的功能和特異性。它們通過(guò)自己的受體來(lái)感知表面存在特定蛋白質(zhì)的細(xì)胞（對(duì)腫瘤細(xì)胞來(lái)說(shuō)，是腫瘤相關(guān)抗原或腫瘤特異性抗原），然后鎖定受感染細(xì)胞和癌細(xì)胞，并殺死它們。
l 關(guān)于CAR分子：
CAR一般由一個(gè)抗原結(jié)合區(qū)/胞外區(qū)/跨膜區(qū)以及一個(gè)在結(jié)合抗原后能夠活化T細(xì)胞的胞內(nèi)信號(hào)區(qū)組成，如圖所示
經(jīng)典的CAR結(jié)構(gòu)圖
自1989年以色列免疫學(xué)家Zelig Eshhar將免疫球蛋白scFv與FcεRI受體( 鏈)或CD3復(fù)合物( 鏈)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合并導(dǎo)入T細(xì)胞，從而制備出第一代CAR-T以來(lái)，CAR-T經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。
CAR分子大致可分為5代演變：
I代：CD3分子介導(dǎo)的特異性T細(xì)胞激活；
II代：胞內(nèi)段增加共刺激因子，增強(qiáng)細(xì)胞殺傷活性；
III代：同時(shí)添加兩個(gè)共刺激因子，提高T細(xì)胞增殖能力與殺傷活性；
IV代：整合多種調(diào)節(jié)基因，如自殺基因，細(xì)胞因子釋放（如IL-7，IL-15）等；
V代：抗免疫排斥及移植物抗宿主病的通用型CAR-T。如下圖所示為1-4代CAR的結(jié)構(gòu)示意圖。
目前發(fā)展比較成熟的是第2和第3代CAR-T，尤以第2代為主，第4、5代CAR-T也正在廣泛開(kāi)發(fā)中。
八卦 3：CAR-T是如何制備并發(fā)揮功效的呢？
如下圖所示：
1、從病人體內(nèi)分離T細(xì)胞；
2、給T細(xì)胞帶上識(shí)別腫瘤的 GPS導(dǎo)航 （CAR分子）。即利用基因工程技術(shù)給T細(xì)胞加入一個(gè)能識(shí)別腫瘤細(xì)胞、同時(shí)激活T細(xì)胞、最終殺死腫瘤細(xì)胞的嵌合受體（本質(zhì)上是一個(gè)融合蛋白）；
3、體外大規(guī)模擴(kuò)增CAR-T細(xì)胞，使其數(shù)量達(dá)到治療水平；
4、將體外培養(yǎng)的CAR-T細(xì)胞回輸至病人體內(nèi)；
5、CAR-T在患者體內(nèi)發(fā)揮功能；遺傳改造而表達(dá)了嵌合抗原受體的CAR-T細(xì)胞一旦發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞，不僅會(huì)殺死它，還會(huì)開(kāi)始分裂，創(chuàng)造出龐大的滅癌大軍。
CAR-T為代表的T細(xì)胞療法過(guò)程簡(jiǎn)圖 八卦 4：CAR-T療法的神奇之處在哪里？
據(jù)報(bào)道，最早接受CAR-T治療的有30位白血病病人，他們已嘗試了各種可能的治療手段，包括化療，靶向治療等，其中15位甚至進(jìn)行了骨髓移植，但是都不幸失敗。通常情況下，他們的生存時(shí)間不可能超過(guò)半年。按照我們中國(guó)人的說(shuō)法就是死馬當(dāng)作活馬醫(yī)，他們成了第一個(gè)吃CAR-T這個(gè)螃蟹的人。結(jié)果這批人震驚了世界：27位病人的癌細(xì)胞治療后完全消失！20位病人在半年以后復(fù)查，仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何癌細(xì)胞！
當(dāng)前無(wú)論是中國(guó)還是美國(guó)，CAR-T靶向的是大多數(shù)重要組織不表達(dá)或相對(duì)可損耗組織表達(dá)的腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated antigen, TAA)。其中主要是集中于對(duì)CD19、CD20和CD22作為靶抗原的CAR-T細(xì)胞用于治療B細(xì)胞性腫瘤的研究。
以CD19為例，它不但表達(dá)于所有正常的B細(xì)胞表面，同時(shí)也表達(dá)于多數(shù)惡性增殖的B細(xì)胞表面。事實(shí)上，即便靶向CD19的治療會(huì)導(dǎo)致成熟B細(xì)胞的損耗，但這種副作用也只是暫時(shí)的且可恢復(fù)的；而由于CD19在造血干細(xì)胞中不表達(dá)，使用抗CD19的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行治療，其毒性也被限制于B細(xì)胞再生障礙性貧血。這種 on target/off tumor 毒性在治療B細(xì)胞性白血病中是可以忍受的。
同時(shí)，大量研究表明，實(shí)體瘤腫瘤微環(huán)境的免疫抑制作用極強(qiáng),一方面免疫細(xì)胞不易進(jìn)入實(shí)體瘤內(nèi)部；另一方面，即便CAR-T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織中，由于強(qiáng)烈的免疫抑制環(huán)境使其抗腫瘤免疫功能也難以正常發(fā)揮，這也是CAR-T細(xì)胞目前主要用于治療血液系統(tǒng)腫瘤的一重要原因。而其余研究較多的靶點(diǎn)有Her2、GD2、CEA、mesothelin等。
八卦 5：CAR-T療效驚人，已成為越來(lái)越多制藥公司的新寵
CAR-T療效如此驚人，目前已經(jīng)涌現(xiàn)了一大批藥物巨頭參與CAR-T的研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化，這其中就包括諾華、Juno、Kite Pharma、CBMG、Cellectis等。這些大型制藥公司都已經(jīng)擁有各自的CAR-T產(chǎn)品和注冊(cè)的臨床研究，值得一提的是，今年7月12日， FDA腫瘤藥物專家咨詢委員會(huì)（ODAC）以10:0的投票結(jié)果一致推薦批準(zhǔn)諾華CAR-T療法Tisagenlecleucel（CTL-019）上市。據(jù)稱FDA將在10月3日前依據(jù)專家意見(jiàn)做出最終審批決定。CTL-019申請(qǐng)的適應(yīng)癥是復(fù)發(fā)或難治性兒童和年輕成人急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL），這意味著CTL-019極有可能成為全球首個(gè)獲批上市的CAR-T產(chǎn)品。
說(shuō)到這里，是不是很激動(dòng)人心？不過(guò)限于篇幅，我們這期的介紹先到此為止，欲知后事如何，且聽(tīng)下回分解 CAR-T的研發(fā)現(xiàn)狀。歡迎繼續(xù)關(guān)注我們的欄目，我們下期再聊！
參考資料：
1. Curran， Kevin J.， Hollie J. Pegram， and Renier J. Brentjens. Chimeric antigen receptors for T cell immunotherapy： current understanding and future directions. The journal of gene medicine 14.6 (2012)： 405-415.
2. Emily 故事源自http://emilywhitehead.com/網(wǎng)站
3. 部分內(nèi)容，摘自菠蘿的《癌癥 真相》一書(shū)
八卦 1： 原來(lái)CAR-T備受關(guān)注源于小女孩Emily
CAR-T 療法在全球范圍內(nèi)受到包括學(xué)者、醫(yī)生、患者、投資人在內(nèi)的如此大量的關(guān)注和期待，起初是源于一個(gè)白血病小女孩Emily和她的神奇抗癌經(jīng)歷。
先一起來(lái)看看Emily的神奇故事吧！
Emily是一位來(lái)自美國(guó)加州的小女孩，5歲時(shí)不幸被診斷為患上了急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL），更不幸的是，她在首輪化療時(shí)不慎感染，差點(diǎn)失去雙腿，并且病情頻繁復(fù)發(fā)。就在醫(yī)生們無(wú)計(jì)可施的時(shí)候，賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們決定采用一種瘋狂的、前所未有的治療方法。
神奇的是，經(jīng)過(guò)這種瘋狂療法后，Emily依然身體健康，五年都沒(méi)有癌癥復(fù)發(fā)。她可以正常上學(xué)，玩耍，學(xué)鋼琴。為此，還有專門(mén)網(wǎng)站介紹她與癌癥斗爭(zhēng)這幾年的生活：http://emilywhitehead.com/。如下圖：
那究竟是什么神奇的方法治愈了這個(gè)小女孩呢？
治療過(guò)程是這樣：
① 醫(yī)生首先從Emily身體里抽取血液，提取外周血中的白細(xì)胞，隨后利用改良的艾滋病毒對(duì)白細(xì)胞進(jìn)行遺傳改造，以使它們攻擊癌細(xì)胞，并重新注入Emily體內(nèi)。
② 開(kāi)始Emily體內(nèi)的癌化白細(xì)胞急劇減少，但這些細(xì)胞也攻擊了她的身體！Emily連續(xù)幾天發(fā)高燒，甚至產(chǎn)生了幻覺(jué)。有醫(yī)生對(duì)她的家人說(shuō)，她活過(guò)當(dāng)晚的幾率只有千分之一 事已至此，似乎這一大膽嘗試就要失敗。
③ 但奇跡出現(xiàn)了：醫(yī)生們對(duì)Emily使用了一種類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥物，阻止免疫系統(tǒng)的強(qiáng)烈反應(yīng)，同時(shí)這種藥物并未對(duì)癌細(xì)胞形成保護(hù)。Emily在7歲生日那天蘇醒，之后身體逐漸康復(fù)。
其實(shí)，治愈Emily的神奇療法就是我們本期所說(shuō)的新興抗腫瘤技術(shù) CAR-T療法。
八卦 2：CAR-T究竟是什么？
l CAR-T基本原理：
CAR-T，全稱是Chimeric Antigen Receptor T-Cell，即嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，給患者自身T細(xì)胞進(jìn)行基因工程修飾，加上嵌合抗原受體（CAR），經(jīng)過(guò)修飾的T細(xì)胞識(shí)別并攻擊帶有特定抗原的腫瘤細(xì)胞，激活機(jī)體自身免疫反應(yīng)從而達(dá)到抗腫瘤效果。
l 關(guān)于T細(xì)胞：
眾所周知，T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)里最兇猛的 獵人 。T細(xì)胞表達(dá)的抗體單鏈的的可變區(qū)(scFv)聯(lián)合T細(xì)胞信號(hào)區(qū)能夠調(diào)控T細(xì)胞的功能和特異性。它們通過(guò)自己的受體來(lái)感知表面存在特定蛋白質(zhì)的細(xì)胞（對(duì)腫瘤細(xì)胞來(lái)說(shuō)，是腫瘤相關(guān)抗原或腫瘤特異性抗原），然后鎖定受感染細(xì)胞和癌細(xì)胞，并殺死它們。
l 關(guān)于CAR分子：
CAR一般由一個(gè)抗原結(jié)合區(qū)/胞外區(qū)/跨膜區(qū)以及一個(gè)在結(jié)合抗原后能夠活化T細(xì)胞的胞內(nèi)信號(hào)區(qū)組成，如圖所示
經(jīng)典的CAR結(jié)構(gòu)圖
自1989年以色列免疫學(xué)家Zelig Eshhar將免疫球蛋白scFv與FcεRI受體( 鏈)或CD3復(fù)合物( 鏈)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合并導(dǎo)入T細(xì)胞，從而制備出第一代CAR-T以來(lái)，CAR-T經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。
CAR分子大致可分為5代演變：
I代：CD3分子介導(dǎo)的特異性T細(xì)胞激活；
II代：胞內(nèi)段增加共刺激因子，增強(qiáng)細(xì)胞殺傷活性；
III代：同時(shí)添加兩個(gè)共刺激因子，提高T細(xì)胞增殖能力與殺傷活性；
IV代：整合多種調(diào)節(jié)基因，如自殺基因，細(xì)胞因子釋放（如IL-7，IL-15）等；
V代：抗免疫排斥及移植物抗宿主病的通用型CAR-T。如下圖所示為1-4代CAR的結(jié)構(gòu)示意圖。
目前發(fā)展比較成熟的是第2和第3代CAR-T，尤以第2代為主，第4、5代CAR-T也正在廣泛開(kāi)發(fā)中。
八卦 3：CAR-T是如何制備并發(fā)揮功效的呢？
如下圖所示：
1、從病人體內(nèi)分離T細(xì)胞；
2、給T細(xì)胞帶上識(shí)別腫瘤的 GPS導(dǎo)航 （CAR分子）。即利用基因工程技術(shù)給T細(xì)胞加入一個(gè)能識(shí)別腫瘤細(xì)胞、同時(shí)激活T細(xì)胞、最終殺死腫瘤細(xì)胞的嵌合受體（本質(zhì)上是一個(gè)融合蛋白）；
3、體外大規(guī)模擴(kuò)增CAR-T細(xì)胞，使其數(shù)量達(dá)到治療水平；
4、將體外培養(yǎng)的CAR-T細(xì)胞回輸至病人體內(nèi)；
5、CAR-T在患者體內(nèi)發(fā)揮功能；遺傳改造而表達(dá)了嵌合抗原受體的CAR-T細(xì)胞一旦發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞，不僅會(huì)殺死它，還會(huì)開(kāi)始分裂，創(chuàng)造出龐大的滅癌大軍。
CAR-T為代表的T細(xì)胞療法過(guò)程簡(jiǎn)圖 八卦 4：CAR-T療法的神奇之處在哪里？
據(jù)報(bào)道，最早接受CAR-T治療的有30位白血病病人，他們已嘗試了各種可能的治療手段，包括化療，靶向治療等，其中15位甚至進(jìn)行了骨髓移植，但是都不幸失敗。通常情況下，他們的生存時(shí)間不可能超過(guò)半年。按照我們中國(guó)人的說(shuō)法就是死馬當(dāng)作活馬醫(yī)，他們成了第一個(gè)吃CAR-T這個(gè)螃蟹的人。結(jié)果這批人震驚了世界：27位病人的癌細(xì)胞治療后完全消失！20位病人在半年以后復(fù)查，仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何癌細(xì)胞！
當(dāng)前無(wú)論是中國(guó)還是美國(guó)，CAR-T靶向的是大多數(shù)重要組織不表達(dá)或相對(duì)可損耗組織表達(dá)的腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated antigen, TAA)。其中主要是集中于對(duì)CD19、CD20和CD22作為靶抗原的CAR-T細(xì)胞用于治療B細(xì)胞性腫瘤的研究。
以CD19為例，它不但表達(dá)于所有正常的B細(xì)胞表面，同時(shí)也表達(dá)于多數(shù)惡性增殖的B細(xì)胞表面。事實(shí)上，即便靶向CD19的治療會(huì)導(dǎo)致成熟B細(xì)胞的損耗，但這種副作用也只是暫時(shí)的且可恢復(fù)的；而由于CD19在造血干細(xì)胞中不表達(dá)，使用抗CD19的CAR-T細(xì)胞進(jìn)行治療，其毒性也被限制于B細(xì)胞再生障礙性貧血。這種 on target/off tumor 毒性在治療B細(xì)胞性白血病中是可以忍受的。
同時(shí)，大量研究表明，實(shí)體瘤腫瘤微環(huán)境的免疫抑制作用極強(qiáng),一方面免疫細(xì)胞不易進(jìn)入實(shí)體瘤內(nèi)部；另一方面，即便CAR-T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織中，由于強(qiáng)烈的免疫抑制環(huán)境使其抗腫瘤免疫功能也難以正常發(fā)揮，這也是CAR-T細(xì)胞目前主要用于治療血液系統(tǒng)腫瘤的一重要原因。而其余研究較多的靶點(diǎn)有Her2、GD2、CEA、mesothelin等。
八卦 5：CAR-T療效驚人，已成為越來(lái)越多制藥公司的新寵
CAR-T療效如此驚人，目前已經(jīng)涌現(xiàn)了一大批藥物巨頭參與CAR-T的研發(fā)與臨床轉(zhuǎn)化，這其中就包括諾華、Juno、Kite Pharma、CBMG、Cellectis等。這些大型制藥公司都已經(jīng)擁有各自的CAR-T產(chǎn)品和注冊(cè)的臨床研究，值得一提的是，今年7月12日， FDA腫瘤藥物專家咨詢委員會(huì)（ODAC）以10:0的投票結(jié)果一致推薦批準(zhǔn)諾華CAR-T療法Tisagenlecleucel（CTL-019）上市。據(jù)稱FDA將在10月3日前依據(jù)專家意見(jiàn)做出最終審批決定。CTL-019申請(qǐng)的適應(yīng)癥是復(fù)發(fā)或難治性兒童和年輕成人急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL），這意味著CTL-019極有可能成為全球首個(gè)獲批上市的CAR-T產(chǎn)品。
說(shuō)到這里，是不是很激動(dòng)人心？不過(guò)限于篇幅，我們這期的介紹先到此為止，欲知后事如何，且聽(tīng)下回分解 CAR-T的研發(fā)現(xiàn)狀。歡迎繼續(xù)關(guān)注我們的欄目，我們下期再聊！
參考資料：
1. Curran， Kevin J.， Hollie J. Pegram， and Renier J. Brentjens. Chimeric antigen receptors for T cell immunotherapy： current understanding and future directions. The journal of gene medicine 14.6 (2012)： 405-415.
2. Emily 故事源自http://emilywhitehead.com/網(wǎng)站
3. 部分內(nèi)容，摘自菠蘿的《癌癥 真相》一書(shū)
