实体肿瘤细胞治疗在探索中前行——访四川大学华西医院肿瘤中心薛建新博士

中国当代医药2018年11月第25卷第31期
CHINA MODERN MEDICINE Vol.25No.31November 2018
·封面报道·
实体肿瘤细胞治疗在探索中前行
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—访四川大学华西医院肿瘤中心薛建新博士文图/《中国当代医药》主笔潘锋
21世纪肿瘤治疗领域取得了
诸多进展,特别是免疫治疗对于多个瘤种的部分晚期患者取得了令人鼓舞的疗效,大幅提高了包括晚期肺癌患者在内的5年生存率。

在2018年9月7日北京举行的“国家癌症中心第三届肿瘤精准诊疗论坛暨第七届中美国际肺癌多学科高峰论坛”上,四川大学华西医院肿瘤中心临床医学博士后薛建新副教授,在题为“实体肿瘤细胞治疗临床实践的现状与探索”的报告中介绍了当前临床实体肿瘤细胞治疗的主要方法和存在的问题。

薛建新博士认为,近年来实体肿瘤细胞治疗领域发展迅速,但细胞治疗不是万能的,还有许多问题有待深入研究和探索。

四种免疫治疗策略
薛建新博士首先介绍说,肿瘤免疫循环有7个重要环节,包括肿瘤抗原释放,肿瘤抗原递呈,初始与活化,T 细胞向肿瘤部分移动,T 细胞浸润到肿瘤组织,T 细胞识别肿瘤细胞和杀伤肿瘤细胞。

薛建新博士随后回顾说,细胞治疗已有近两个世纪的历史。

1838年至1839年德国科学家Schlelden MJ、Schwann T 和Virchow 等创立了细胞学说;1930年瑞士医生Niehans 首次将动物腺体细胞回输
人体用于治疗皮肤病,Niehans 因此也被誉为现代细胞治疗之父;1957年美国Thomas 教授首次利用异体骨髓悬液治疗白血病患者;1986年被誉为肿瘤免疫治疗先驱的Steven A Rosenberg 教授研究组首先报道了TIL-T 治疗案例;
1991年Weissman 教授首次报道CIK 细胞治疗;2002年Rosenberg 团队报道利用ACT 治疗转移性黑色素瘤。

2009年中国卫生部颁布《医疗技术临床应用管理办法》,将自体免疫细胞治疗技术纳入第三类技术;2012年CAR-T 疗法首次用于人体白血病治疗;2017年8月
FDA 批准Kymriah 上市;同年10月,FDA 批准Yescarta 上市用于白血病治疗。

自20世纪90年代起,细胞免疫治疗受到科学界关注,美国休斯敦得克萨斯大学MD 安德森癌症中心的詹姆斯·艾利森教授(James P.Allision)发现,与CD28作用相反,CTLA-4可能起着免疫抑制作用。

1994年和1995年布鲁斯通和艾利森通过各自研究,阐述了CT⁃LA-4能够抑制T 细胞活化。

同年,华裔科学家麦德华(Tak Wah Mak)和美国免疫学家阿琳·H ·夏普(Arlene H.Sharpe)分别进一步证实了布鲁斯通和艾利森的发现。

上述研究为艾利森提供了创新灵感,如果抑制CTLA-4免疫抑制信号就可能重新活化T 细胞,重启T
细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。

艾利森等设计出抗CTLA-4分子的抗体并将其注射入有肿瘤的小鼠体内,结果小鼠体内的免疫细胞开始攻击肿瘤,且注射了抗CTLA-4抗体的小鼠产生记忆,这一通过激活免疫系统治疗肿瘤的新思路获得验证。

2011年美国食品药品监督管理局(FDA)批准伊匹单抗可用于晚期黑色素瘤治疗,成为世界上首个获批的肿瘤免疫疗法,此后越来越多的抗PD-1抗体陆续问世,治疗范围也从黑色素瘤扩展到了其他多种肿瘤,肿瘤免疫疗法方兴未艾。

他接着说,目前,肿瘤免疫治疗策略主要集中在四个方面:一是肿瘤疫苗,如DC 疫苗、DNA 疫苗等。

二是细胞因子,如IL-2,IL-7等。

三是免疫检查点抑制剂,包括CTLA-4抗体、PD-1抗体、PD-L1
抗体等。

四是过继细胞输入(ACT)。

一类ACT 是特异性免疫治疗,包括肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)治疗,嵌合抗原受体修饰T 细胞(CAR-T)治疗,体细胞受体T 细胞(TCR-T)治疗,基因编辑敲除PD-1、T 细胞(CRISPR-Cas9)等。

另一类ACT 是非特异性免疫治疗,包括淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、细胞因子介导的杀伤细胞(CIK)等。

CIK 通过抽取患者自身外周血,在体外进行培养达到一定数量后再回输给患者,增强其机体抗肿瘤能力,从而达到杀灭肿瘤细胞的目的,这一疗法也被称为细胞
免疫治疗。

CIK 为非特异性免疫治疗,由于缺乏必要的临床试验,2015年“魏则西事件”后,CIK 细
薛建新博士在作学术报告
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胞治疗研究长时间停滞。

薛建新博士说,上述四种肿瘤免疫治疗策略针对肿瘤免疫循环的不同阶段发挥作用,如肿瘤疫苗主要在肿瘤抗原递呈阶段发挥作用。

CTLA-4抗体针对肿瘤初始与活化阶段,TIL、CAR-T、TCR-T 主要作用于T 细胞对肿瘤细胞的识别阶段,PD-1抗体、PD-L1抗体主要作用于T 细胞对肿瘤的效应阶段,即杀伤肿瘤细胞阶段。

CAR-T 治疗有待优化
CAR-T 细胞免疫治疗是指通过基因修饰技术,将带有特异性抗原识别结构域及T 细胞激活信号的遗传物质转入T 细胞,通过基因修饰T 细胞获得携带肿瘤抗原的特异性抗原受体T 细胞,并通过直接与肿瘤细胞表面的特异性抗原相结合而被激活,通过释放穿孔素、颗粒酶素B 等直接杀伤肿瘤细胞;同时通过释放细胞因子募集人体内源性免疫细胞杀伤肿瘤细胞,从而达到治疗肿瘤的目的,且还可形成免疫记忆T 细胞从而获得特异性抗肿瘤长效机制。

薛建新博士介绍,CAR-T 细胞治疗的流程是,采集患者外周血,分离免疫T 细胞,利用基因工程技术修饰T 细胞,体外培养扩增CAR-T,将CAR-T 回输到患者体内。

美国宾夕法尼亚大学Carl June 教授在CAR-T 细胞免疫治疗方面做了大量探索性研究工作。

June 教授在世界上第一个应用CAR-T 治疗了一例白血病患者,Ⅱ期临床研究结果显示,复发性或难治性急性淋巴细胞性白血病患者在接受CAR-T 治疗后1年生存率达到79%。

CAR-T 还有一些新的治疗靶点,如CD20、CD22等。

薛建新博士介绍,CAR-T 细胞治疗的不良反应和毒副作用主要表现为强化的免疫反应,如细胞因子释放综合征可引起患者流感
样症状并可致死,CAR-T 相关性脑病综合征可导致致命脑水肿。

薛建新博士说,CAR-T 治疗血液病给临床实践带来的启示是,CAR-T 必须识别细胞膜表面分子且对抗原特异性要求较高,因此寻找理想的目标抗原,即肿瘤特异性抗原就显得十分重要。

如CD19是B 细胞急性淋巴细胞性白血病和B 细胞淋巴瘤的目标抗原,CD20是NHL 的目标抗原,CD22是白血病的目标抗原,CD123是急性骨髓性白血病、母细胞性浆细胞样树突细胞肿瘤的目标抗原;同时,CAR-T 细胞免疫治疗还要有理想的攻击环境,如血液与淋巴能让肿瘤充分暴露。

薛建新博士认为,CAR-T 细胞免疫治疗尚有待进一步优化和提高。

一是改善修饰CAR 设计,通过更多的共刺激分子增加免疫性,拓展CAR 靶点抗原;二是优化载体设计,多自杀基因结合有助提高安全性,利用基因编辑技术有利于提高治疗有效性和降低毒性;三是改变细胞培养方法,以获得低分化的中央型记忆T 细胞亚群。

需要看到的是,当前CAR-T 治疗实体肿瘤还存在巨大挑战,最主要的两大问题首先是实体肿瘤与血液肿瘤不同,在靶抗原选择方面缺乏特异性肿瘤相关抗原,即肿瘤特异性抗原非常难获取,其次在肿瘤微环境方面CAR-T 难以驱化,从而影响到CAR-T 细胞转运、CAR-T 细胞的生命周期和CAR-T 细胞杀伤能力。

2017年12月,原国家食品药品监管总局发布《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则(试行)》,为按照药品研发的细胞治疗类产品提供了规范性文件和申报的路径。

2018年3月,国家药品评审中
心发布《细胞治疗产品申请临床试验药学研究和申报考虑要点》及《当前对CAR-T 类产品非临床研究与评价的一些考虑》,为CAR-T 的药学和非临床研究给出了初步
框架性指导意见。

2018年6月,中国食品药品检定研究院发布《CAR-T 细胞治疗产品质量控制
检测研究及非临床研究考虑要点》,以CAR-T 细胞产品的生产工艺及产品特性为主线,对CAR-T 细胞治疗产品的适用范围、原材料和辅料的选择及质量控制等进行了规定。

该《要点》的发布有利于CAR-T 细胞产品的规范和质量统一,促进了CAR-T 细胞产品安全性、有效性、质量可控性和工艺一致性的发展。

实体肿瘤细胞治疗探索
薛建新博士介绍,外科医生Rosenberg 将获取的肿瘤标本进行T 细胞扩增和培养,在体外筛选出了特异性克隆T 细胞,然后再将这些特异性克隆T 细胞在体外大量扩增后回输给肿瘤患者。

Rosenberg 教授开展了大量有关实体肿瘤细胞治疗的探索研究,2017年Rosenberg 教授在《柳叶刀·肿瘤学》上发表了一项有关TIL-T 细胞治疗恶性黑色素瘤的研究报告,接受治疗的20例恶性黑色素瘤患者客观缓解率达到35%,其中1例患者肿瘤完全消失且维持21个月,疾病控制率达到85%,三级副反应发生比例为67%,淋巴细胞减少、中性粒细胞减少和血小板减少均安全可控。

2016年Rosenberg 教授在《新英格兰医学》杂志上发表了1例针对KRAS 突变结直肠癌的TIL-T 细胞治疗研究报告,研究人员将结直肠癌患者肿瘤组织取出,针对KRAS 突变的TIL 进行扩增后回输给患者,临床治疗发现,该患者的7个肺部转移病灶,在6周后全都变小甚至消失,9个月后发现其中1个肿瘤转移病灶复发,行手术切除后患者获得了较长期的生存。

薛建新博士认为,TIL-T 细胞治疗实体肿瘤还存在一定的局限
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性。

TIL 来源于肿瘤组织,必须有新鲜且无菌保存的肿瘤组织样本,而肿瘤组织获取有时不仅比较困难,而且从肿瘤组织获取的样本量也受到限制,部分患者由于TIL 数量过少或者没有而无法分离得到TIL。

TIL-T 治疗虽然杀瘤功能强大但寿命短,不具备记忆功能,体外T 细胞扩增技术也是限制TIL-T 细胞治疗应用的瓶颈之一。

薛建新博士介绍,TCR-T 细胞治疗的原理是通过转导嵌合抗原受体,融合抗原结合域及T 细胞信号结构域,或者通过TCRα/β异二聚体,使T 细胞能够重新高效识别靶细胞,回输后达到杀死肿瘤细胞的目的。

TCR-T 与CAR-T 不同的是,CAR-T 识别的靶分子必须是细胞膜表面的膜分子,而TCR 是一种蛋白质,它使得T 细胞可以特异性地识别肿瘤细胞膜表面靶点或肿瘤细胞内部的靶点,因此应用范围更广。

NY-ESO-1抗原是肿瘤-睾丸抗原中的重要成员,在多种类型的肿瘤中广泛表达,也是迄今发现的最具免疫原性的肿瘤抗原。

2017年Rosenberg 教授在《柳叶刀·肿瘤学》上发表了一项针对NY-ESO-1抗原的TCR-T 细胞治疗研究结果,20例NY-ESO-1阳性多发性骨髓瘤患者接受治疗100天后,14例患者接近完全缓解或完全缓解,未发生细胞因子风暴。

肿瘤相关抗原MGAE-A3在许多肿瘤组织中都有表达。

针对MGAE-A3的一项17例转移性实体瘤患者TCR-T 细胞治疗研究显示,剂量递增组1例晚期宫颈癌患者达到完全缓解,疗效保持超过29个月;高剂量组3例患者达到部分缓解,肿瘤缩小超过30%,其中1例尿
路上皮癌患者疗效维持时间超过19个月。

薛建新博士强调,TCR-T 细胞治疗的特点和方向是,TCR-T
细胞治疗需要寻找特异性TCR,获得能够识别肿瘤抗原肽的TCR;同时还要选择有效的治疗靶点,包括但不限于CEA、NY-ESO-1、MGAE-A3等;要进一步筛选TCR
最佳亲和力,提高TCRs 亲和力有助提高CD8阳性T 细胞活性,但要警惕亲和力过高导致的毒副反应增加,此外,特别还需要更多临床试验研究来验证和评价TCR-T 细胞治疗的安全性。

基因细胞治疗是近年来肿瘤治疗的热点领域之一。

目前将CRISPR-Cas9技术导入细胞主要有质粒DNA 载体电转和病毒载体感染T 细胞两种方法,虽然后者效率更高,但也存在一定的安全性风险。

Cas9内切酶在向导RNA 分子引导下,切割特定位点的DNA;向导RNA 分子含有与靶DNA 序列互补的序列,形成双链DNA 缺口,借助同源重组机制或末端连接机制实现对断裂DNA 的修复。

CRISPR-Cas9基因编辑技术的优势是可实现DNA 水平的高效编辑。

据薛建新博士介绍,四川大学华西医院2016年注册了一个靶向PD-L1实体肿瘤的Ⅰ期临床试验研究,该研究是利用Crispr-Cas9技术进行PD-L1敲除工程化T 细胞治疗晚期非小细胞肺癌,这也是Crispr-Cas9基因编辑技术首次在人类疾病上进行治疗试验。

研究设计的目标人群是四期以上晚期非小细胞肺癌患者,目前此类患者没有很好的治疗方案;研究方法是抽取肺癌患者外周血T 细胞,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除PD-L1,再回输到患者体内。

主要研究目的是治疗的安全性和耐受性,次要研究目的是客观缓解率
(ORR)、肿瘤病人的生活质量评分(QOL)、8周无进展生存(PFS),探索性目的是了解细胞因子水平与不良反应的关系,T 细胞回输后活化状态和持续时间以及免疫组库
分析。

2016年10月25日至2018年3月31日,确认符合入组登记筛查患者618例,签署知情同意书21例,正式入组10例,另外11例由于细胞生长不好、肿瘤进展等原因未入组。

目前正在治疗2例,纳入分析8例。

安全性和耐受性初步分析结果显示,无DLT 事件发生,未发生细胞因子风暴,PD-L1敲除工程化T 细胞治疗安全性和耐受性良好。

薛建新博士介绍,据统计,在目前全球注册的细胞治疗临床试验中,有实体瘤97项,其中包括肺癌24项,黑色素瘤10项,卵巢癌10项,另外有血液病和淋巴瘤126项,其他疾病17项。

截至2018年8月31日,多家中国企业的CAR-T 细胞制剂新药注册申请已获国家食品药品监管部门受理,治疗疾病范围涵盖难治复发肝细胞癌、多发性骨髓瘤和B 细胞淋巴瘤等。

薛建新博士最后强调,近年来实体肿瘤细胞治疗展现出极大潜力,研究热度持续不减,在肿瘤治疗领域发展也最为迅速,前景令人鼓舞,但细胞治疗不是万能的,细胞治疗目前还存在很多不确定性,还有许多问题有待解决,对实体肿瘤细胞治疗需保持冷静的清醒认识。

专家简介
薛建新,临床医学博士后,四川大学华西医院肿瘤中心副教授。

四川省肿瘤学会常务理事,四川省肿瘤学会肺癌专委会常委,世界华人肿瘤医师协会肿瘤放疗学组执行委员,中国南方临床肿瘤研究协会肺癌专委会委员。

作为项目负责人承担多项国家级课题,包括国家自然科学基金青年及面上项目3项,以第一作者或通讯作者发表SCI 论文多篇。

曾先后在美国密西根大学安娜堡分校、美国哥伦比亚大学医院等从事肿瘤研究工作。

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