免疫治疗是继手术、放疗、化疗之后出现的又一肿瘤治疗手段。CAR-T细胞,即嵌合抗原受体(chimericantigenreceptor,CAR)修饰的T细胞,为免疫治疗(adoptivecellularimmunotherapies,ACIs)的一种类型。
由于CAR-T细胞、程序性死亡受体1(programmeddeath1,PD-1)和程序性死亡配体1抗体(programmeddeathligand1,PD-L1)单抗、人细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxicTlymphocytesassociatedantigen4,CTLA-4)单抗技术在肿瘤治疗中取得了令人瞩目的成果,年《科学》杂志将“肿瘤的免疫治疗”列为年度自然科学领域最重大的突破。
1、CAR的结构
CAR是一种人工构建的能够特异性识别并结合肿瘤相关抗原的嵌合受体,由能够识别肿瘤抗原的抗体单链可变区和T细胞信号分子融合而成,将CAR的结构通过基因工程转入T细胞后获得CAR-T细胞。CAR-T细胞既有特异性结合肿瘤抗原的特性,又具有靶向杀伤肿瘤细胞的活性。时至今日,CAR已然经历了三代的发展。第二、三代CAR与第一代CAR相比,能够使CAR-T细胞在体内的存活时间明显延长,细胞毒活性、增殖能力及细胞因子的释放明显提高,进而发挥持续的体内抗肿瘤效应。
2、CAR-T细胞治疗成功的招牌女孩
CAR-T细胞治疗最成功的一个案例是美国的EmilyWhitehead,5岁时,她被诊断患有急性淋巴细胞白血病。医学上,85%的急性淋巴细胞白血病患儿来说,化疗可以治愈,但对于EmilyWhitehead并非如此,在进行首轮化疗时发生感染,差点失去双腿。后来病情复发,她又接受了治疗,并排期做骨髓移植手术。等待治疗期间,病情再次恶化,这时医生们已经无计可施了。在此情况下,宾夕法尼亚大学的科学家从6岁大的Emily身体里抽血提取她的白细胞,进行遗传改造成而成为CAR-T细胞,然后再输回体内,以攻击癌细胞。但这些细胞在攻击了癌细胞的同时,Emily连续几天发高烧,并戴上了呼吸机。一名医生对她的家人说,她活过当晚的几率只有千分之一。但是,奇迹出现了——Emily在7岁生日那天苏醒,身体逐渐康复。两年后,她依然健康,能弹钢琴,与狗狗玩耍,后来还上学了。Emily已经成为这种全新疗法的招牌人物。
3、CAR-T细胞治疗过程
CART细胞技术应用于临床,包括CAR-T细胞的制备及回输,具体流程分为5个步骤:(1)从癌症患者外周血或者单采单个核细胞中分离出T细胞;(2)利用基因工程将能特异识别肿瘤细胞的CAR结构转入T细胞;(3)体外培养,大量扩增CAR-T细胞至治疗所需剂量,一般需要几十亿到上百亿,一般以每公斤体重计算所需剂量;(4)进行回输之前的清髓治疗,一般为化疗,一方面可以清除免疫抑制细胞,另外可以减少肿瘤负荷从而起到增强疗效的作用;(5)回输CAR-T细胞,观察疗效并严密监测不良反应。
4、CAR-T治疗血液肿瘤
近期最受瞩目的成果当属于年7月获得FDA突破性疗法认定的CTL和于同年11月获得认定的JCAR。
CTL由宾夕法尼亚大学和诺华联合研发,属于二代CAR-T。年12月,在美国新奥尔良举行的第55届美国血液学会年会上,诺华的CTL治疗研究结果引起轰动:针对急性淋巴细胞白血病,接受CTL治疗的86%的儿童和%的成年患者痊愈;针对慢性淋巴细胞白血病,47%的患者对治疗响应,22%的患者达到痊愈。考虑参加试验的大多数患者属于其他治疗无效的患病晚期,CTL取得的成绩令人印象深刻。年10月,发表在《新英格兰医学杂志》上的两项早期研究结果显示,在接受诺华试验性CAR-T药物CTL治疗的复发(难治)性急性淋巴细胞白血病(rALL)儿科及成年患者中,有90%的病人完全缓解。
JCAR由生物技术领域的热门初创公司JunoTherapeutics开发,属于第二代CAR-T。根据JunoTherapeutics在年第56届美国血液学会年会上公布的数据,在一项临床试验中,JCAR使27名患有rALL的成年患者中24位得到了缓解,缓解率高达89%。
5、CAR-T细胞治疗实体肿瘤
CAR-T细胞治疗应用的另一个领域是实体瘤。但治疗效果并不理想,根源在于实体瘤具有一系列不同于血液系统肿瘤的特征,不同类型实体瘤具有不同的免疫抑制机制,CAR-T细胞难以进人肿瘤组织而发挥抗肿瘤作用,而且实体瘤中缺乏像CD19、CD20这样相对较理想的特异性表面标记。实体瘤中很少有表达于肿瘤细胞表面的肿瘤特异性表面抗原,从而能够避免正常组织或细胞类型受到免疫攻击。
6、CART细胞治疗的副反应