啃下实体瘤这块硬骨头，CAR-T疗法还需要多久？

众所周知，CAR-T疗法的拿手好戏是血液肿瘤，去年获批上市的两款CAR-T产品的适应症均是血液肿瘤。而实体瘤，对CAR-T疗法来说，至今仍然是一块难啃的硬骨头，因为其主要挑战仍然存在，以致CAR-T疗法在实体瘤领域的临床进展举步维艰，收效甚微。不过，近期在临床前研究和临床研究方面取得的一些成果，犹如撕开了一道黑暗的口子，让我们看到了一丝亮光。那么，究竟CAR-T疗法啃下实体瘤这块硬骨头还需要多久呢？让我们从这些研究成果中寻找答案吧。 

临床前研究

1、三位大牛发文引导实体瘤CAR-T结构改造新方向

大多数CAR-T疗法治疗实体瘤的总体有效性不够理想的临床试验都报道了T细胞持续性差的问题。而决定CAR-T细胞持久性的因素很多，包括患者的预处理情况、细胞体外培养的条件、T细胞耗竭的产生以及免疫系统对重组蛋白的免疫反应等。与此同时，还需要注意的是，CARs的分子设计也可能会强烈影响T细胞的扩增和持续性。这也是研究工作的重点之一。

今年1月，由CAR-T疗法泰斗Carl June教授领导的研究团队，在权威学术期刊JCI insight发表的最新研究成果表明：通过ICOS和4-1BB刺激能够增强CAR-T细胞的持久性。与含有CD28或4-1BB胞内结构域的CARs相比，ICOS胞内结构域与CARs的结合增强了Th17极化细胞的有效性和体内持续性。 

今年2月，加拿大多伦多大学医学院的免疫学副教授及其大学医疗网络的同事和日本的Takara Bio公司共同开发了一种新的CAR-T技术。研究表明，这种新一代CAR-T细胞具备更持续有效的扩增能力以及抗癌活性，并且在人源癌症的免疫缺陷型小鼠体内对抗特定肿瘤的效果更好。相关研究结果发表在当时出版的学术期刊Nature Medicine上。

这种新一代CD19 CAR编码来自白细胞介素-2(IL-2)受体β链(IL-2Rβ)和STAT3结合酪氨酸-XX-谷氨酰胺(YXXQ)基序的截短的细胞质区(cytoplasmicdomain)，以及TCR信号(CD3z )和共刺激(CD28)结构域(以下简称28-ΔIL2RB-z(YXXQ))。28-ΔIL2RB-z(YXXQ)CAR-T细胞显示JAK激酶与STAT3和STAT5转录因子信号传导途径的抗原依赖性激活，其促进了体外T细胞的增殖能力，并防止成体终末分化。

2、美国贝勒医学院公布三靶点CAR-T疗法的研究结果

T细胞疗法，特别是CAR-T细胞的出现和进步已经证明了针对难治性肿瘤的治疗潜力。但CAR-T靶向的抗原很少是绝对肿瘤特异性的，这很可能会导致非常严重的on-target/off-tumor毒性。考虑到这个问题，美国贝勒医学院的细胞和基因治疗中心以及德克萨斯州儿童医院和休斯敦卫理公会的研究人员开发了一种新型CAR-T疗法，可确保工程化T细胞能够很好的区分正常细胞和癌细胞。

这种新型疗法是通过对T细胞修饰，使其表达三种分子来实现的，且这些分子被设计为识别仅存在于肿瘤细胞上的抗原模式（称之为SmarT-细胞）。在临床前研究的测试中，这些工程化的T细胞表现出了增强的抗肿瘤活性和选择性，而且没有副作用。

该研究由贝勒医学院的细胞和基因治疗中心的JuanVera和Sujita Sukumaran博士共同领导，其中Sujita Sukumaran博士现在还担任Kite Pharma公司T细胞工程组的科学家。相关研究成果近期已发表在期刊Cancer Discovery上。 

该研究结果发现，靶向PSCA的CAR-T具有显著的肿瘤杀伤作用，但被抗原激活后细胞的存活和扩增能力降低；识别TGFβ、IL4、IL7的工程化T细胞几乎没有杀伤肿瘤细胞的能力，但是识别TGFβ的工程T细胞生存能力强，识别IL4、IL7的工程T细胞扩增能力强。

由于传统的T细胞治疗还会受到肿瘤微环境的抑制，这限制了T细胞在实体瘤中的长期存活和扩增。因此研究人员选择将结合受体纳入其工程化T细胞中，以保护它们免受这些抑制性因素的影响，并确保其持续的肿瘤杀伤能力，直至消除所有的癌细胞。

3、纳米颗粒显著提高CAR-T有效性，使乳腺癌和脑瘤小鼠生存率翻倍

去年4月，来自顶级癌症研究中心FredHutch的Matthias Stephan博士，在著名期刊Nature Nanotechnology上发表了一项突破性研究称，他所在的研究团队在CAR-T治疗历史上第一次实现了体内构建CAR-T细胞。

该团队将改造T细胞的纳米颗粒制成冻干粉，装在玻璃瓶内，使用时只需溶解注射。且一旦完成静脉注射，纳米颗粒就会与T细胞特异性结合（不会干扰其他的细胞）。之后把特异性识别癌细胞的CAR装在T细胞表面，使其成为CAR-T细胞特种兵。相比较于传统CAR-T，其抗癌效果同样显著，且治疗过程更温和、更简单，成本也很低。 

最近，Stephan和Fan Zhang博士（Stephan实验室的博士后研究员）又带来了一项基于纳米颗粒的CAR-T细胞治疗的突破性进展。这项最近发表在期刊Cancer Research上的研究表明，该团队使用可生物降解的脂质体纳米颗粒成功将免疫调节药物直接递送给给实体瘤，同时为CAR-T细胞开辟了一个窗口，使其在乳腺癌和脑癌的临床前小鼠模型中更具治疗效果，生存率翻倍。

临床研究

1、双靶标CAR-T疗法治疗实体瘤Ⅰ期临床试验启动

近日，美国西雅图儿童医院宣布启动一项代号为“STRIvE-01”的创新CAR-T疗法Ⅰ期临床试验(NCT03618381)。该项临床试验是针对复发或难治性非中枢神经系统表达EGFR蛋白的儿童和年轻人实体瘤患者。

在这项试验中，CAR-T细胞将靶向在大多数儿童肉瘤、肾癌和神经母细胞瘤中表达的EGFR蛋白。目前，CAR-T已然在B细胞恶性肿瘤领域一枝独秀，但针对实体瘤开展的多项临床研究，结论大多不理想。当然这很大一部分原因要归咎于实体瘤周围复杂的肿瘤微环境。

对此，STRIvE-01试验的首席研究员、西雅图儿童医院的Katie Albert博士表示：“为了让CAR-T疗法对实体瘤患者发挥有效性，我们必须找到一种方法，不仅能够让CAR-T细胞进入肿瘤微环境，同时还要确保其能够在那里维持活性、正常扩增且长期存活。”

为了构建STRIvE-01项目所需的CAR-T细胞，西雅图儿童研究所BenTowne儿童癌症研究中心的Mike Jensen教授带领研究团队将对患者的T细胞进行重新编程，以靶向细胞表面表达异常的EGFR蛋白。在正常组织中，EGFR负责细胞生长和发育。当在恶性实体瘤中表达时，EGFR则使肿瘤细胞更具侵袭性和侵入性。

通过使用名为EGFR806的抗体来武装CAR-T细胞，研究人员希望选择性地发现并破坏表达EGFR的实体瘤细胞，并限制其对正常组织的毒性。 

参加第一组试验的儿童和年轻人将接受EGFR806武装的CAR-T细胞，试验将评估这种疗法的毒性并确定实验治疗的最大耐受剂量。完成安全性测试后，参加第二组试验的患者将接受重新编程的CAR-T细胞，它会同时靶向EGFR和一种名为CD19的蛋白，这是一种表达于B淋巴细胞的白细胞亚群上的蛋白质。

“通过包含靶向两种蛋白质的CAR-T细胞疗法，我们在治疗实体肿瘤方面的研究又向前迈进了一步，抗癌T细胞可以在很短时间到达肿瘤组织。”Albert说，“基于我们在白血病试验中的研究成果，我们希望CD19的二级靶点能与血液中的B淋巴细胞相互作用，以促进定向于EGFR的CAR-T细胞的扩增和其杀伤力。”

“我们可能需要一系列治疗策略来操纵免疫环境，才能治愈难以治疗的实体瘤患者。”Albert博士说，“我很高兴有机会将我们最先进的免疫治疗策略纳入这次实体肿瘤治疗计划，我希望能为更多家庭提供最有效和最全面的CAR-T细胞治疗方案，帮助治疗孩子的癌症。”

2、针对HER2阳性的中枢神经系统肿瘤的CAR-T疗法Ⅰ期临床试验启动

在前述双靶标CAR-T疗法治疗实体瘤Ⅰ期临床试验启动前，美国西雅图儿童医院就已经启动了针对HER2阳性的中枢神经系统肿瘤的CAR-T疗法Ⅰ期临床试验（BrainChild-01），招募儿童和年轻成人复发或难治性HER2阳性的中枢神经系统（CNS）肿瘤患者。根据肿瘤的位置，CAR-T细胞将通过导管注入肿瘤已被移除的腔内或CNS心室系统中。

在BrainChild-01试验中，T细胞将被重新编程以靶向蛋白-HER2，该蛋白以其在乳腺癌中的存在而广为人知，但也在儿童中包括髓母细胞瘤，室管膜瘤和神经胶质瘤在内的许多常见脑肿瘤中表达。在靶向这种蛋白时，CAR-T细胞将能够发现并破坏肿瘤细胞，同时保留不表达HER2的健康脑组织。

西雅图儿童医院神经肿瘤学家、BrainChild-01试验的首席研究员NickVitanza博士说：“与血液肿瘤相比，实体瘤治疗的目标非常具有挑战性，因为它们表达多种蛋白，并且细胞难以到达。在寻找存在于许多类型肿瘤中但不存在于健康脑组织中的标记物时，我们很高兴地发现HER2可能是帮助我们靶向几种我们在儿童中治疗的脑肿瘤的共同线索，针对年轻人。”

Vitanza和由西雅图儿童研究所的BenTowne儿童癌症研究中心的Mike Jensen博士领导的研究小组计划在试验过程中招募至少18名患者。在研究人员证实HER2表达后，患者将根据肿瘤的位置分为两组进行治疗。在患者的T细胞重新编程后，第一组的那些儿童将通过导管将其T细胞注入肿瘤切除腔内。第二组的小孩将通过导管将其T细胞注入其CNS心室系统。

通过将CAR-T细胞直接注入大脑而不是静脉注入血液中，研究人员相信这种递送将更加有效，因为T细胞不需要穿透血脑屏障（这往往会阻止药物进入大脑达到必要的浓度）。研究人员也希望患者可能有较少的副作用，如神经毒性和细胞因子释放综合征，因为重编程的T细胞不会在血液中广泛循环。该临床试验将检查此方法的安全性和可行性。

患者将每周接受一剂CAR-T细胞输注，在本次研究中，可能需要接受多达6剂的治疗疗程。根据患者对实验疗法的反应和耐受性，他们可以选择继续接受更多剂量。

从上述这些研究成果中，我们可以看出，一些创新性的CAR-T疗法解决了目前CAR-T疗法攻克实体瘤存在的难题，相信CAR-T疗法最终啃下实体瘤这块硬骨头已经为时不远了。