Nature深度：CAR-T疗法想要腾飞，这个问题一定要解决

本文转载自“药明康德”。

CAR-T细胞疗法是治疗癌症的革命性疗法之一。它通过基因工程改造患者自身的T细胞，让它们成为攻击癌症的细胞武器。靶向CD19抗原的两款获批CAR-T疗法（诺华的Kymriah和Kite Pharma的Yescarta）在治疗B细胞急性淋巴性白血病（ALL）和弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）方面表现出出色的疗效。而且在全球超过100项正在进行的临床试验结果表明，靶向其它靶点的CAR-T疗法也可以获得较高的缓解率。

然而，随着更多的患者接受CAR-T疗法的治疗，而且更长随访数据开始出现，业界发现大约30-50%接受抗CD19的CAR-T疗法的患者在达到缓解之后癌症会再度复发，大多数复发出现在接受治疗后一年内。复发并不局限于靶向CD19的疗法，靶向其它靶点的CAR-T疗法在临床试验中也面临患者复发的挑战。而且10-20%接受抗CD19的CAR-T疗法的患者最初就无法进入缓解期，CAR-T疗法在治疗B细胞白血病和淋巴瘤之外癌症类型的表现也不尽如人意。

随着CAR-T疗法的应用不断扩展，理解CAR-T疗法的局限并克服这些障碍，对发掘CAR-T疗法的全部潜能至关重要。日前，《Nature Reviews Clinical Oncology》上发表的一篇综述盘点了限制CAR-T疗法长期缓解疾病的种种障碍，作者同时对克服这些局限性的潜在策略和研究进行了总结。今天药明康德微信团队将与读者分享这篇综述的精彩内容。

▲CAR-T疗法为何无法长久缓解疾病？（图片来源：参考资料[1]）

障碍1：无法进入缓解期

患者想要从CAR-T疗法中获益的先决条件是他们体内的T细胞能够成功生产出CAR-T疗法，而且接受治疗之后能够产生细胞毒性反应，理想情况下进入完全缓解。然而，有些患者无法满足这些先决条件……

改善CAR-T的制造工艺

CAR-T疗法的一个特点是疗法制造过程复杂，需要从患者体内收集足够数量的T细胞，并且及时完成基因工程对T细胞的改造和T细胞的扩增和纯化。这些复杂过程中的每一步都有可以改进的空间。例如，在某些患者中，由于接受前期化疗，或者本身疾病症状严重，导致无法收集到足够的T细胞制造CAR-T疗法。目前几乎所有CAR-T细胞产品都会使用CD4+ T细胞和CD8+ T细胞，然而CD4+和CD8+ T细胞之间的比例在每个患者之间相差甚远，这可能影响CAR-T产品的疗效。

CAR-T产品中的其它细胞成分也可能影响产品的疗效，近期的一个案例是在对T细胞进行CAR转染时，由于T细胞中混入了B细胞的杂质，导致患者对CAR-T疗法产生抗性（学术经纬相关阅读：关注！Nature子刊揭示CAR-T潜在风险，生产制造需谨慎）。这一案例凸显出起始细胞纯度的重要性。美国国家癌症中心（NCI）的研究表明，通过使用磁珠技术正向选择CD4+和CD8+ T细胞，提高起始T细胞的纯度，可以提高CAR-T产品的效力。

从健康供体中获得T细胞来生产同种异体CAR-T细胞也是解决CAR-T细胞质量问题的一个潜在方法。多家公司已经开始研发这类“即用型”CAR-T疗法。这类疗法的优点在于产品可以被所有患者即时使用，并且能够克服患者自身T细胞不足或者CAR-T疗法质量不高的缺陷。这些疗法仍然需要对CAR-T产品进行更多的基因工程改造来限制免疫排斥反应和移植物抗宿主病（GVHD）。另一种增强CAR-T疗法效果的策略是使用将CAR表达在天然杀伤（NK）细胞上。

障碍2：癌症复发

在接受抗CD19和抗CD22的CAR-T细胞疗法的前体B细胞ALL患者中，在接受治疗后12个月内，可能高达50%的患者的癌症会复发。复发通常分为两类：抗原阳性的肿瘤细胞早期复发，和抗原丢失的肿瘤细胞晚期复发。对CAR-T细胞持久性和癌症对CAR-T疗法产生抗性的更深入的理解，对优化CAR-T疗法非常关键。

抗原阳性复发

早期ALL复发通常出现在缓解之后的最初几个月，这通常是由于CAR-T细胞持久性有限和/或B细胞发育不全。这意味着活跃CAR-T细胞带来的对白血病细胞的监察功能的丧失。影响CAR-T细胞持久性的因素很多。除了T细胞自身质量和最初的T细胞表型以外，CAR使用的共刺激蛋白域也非常关键。临床前和临床研究显示，携带CD28共刺激蛋白域的CAR-T细胞持久性通常不如携带4-1BB共刺激蛋白域的CAR-T细胞。

例如，有研究表明基于4-1BB的CAR-T细胞在血液中的中位持续时间为168天，而基于CD28的CAR-T细胞只有约30天。因此，改善CAR-T细胞持久性的努力将基于对与CAR-T细胞功能相关的T细胞生物学的进一步了解和基于这些洞见对CAR-T细胞设计的改良。

除此之外，其它改良CAR-T细胞持久性的方法包括：在患者达到缓解之后，定期输入T细胞抗原呈现细胞来激活CAR-T细胞，以此达到重新激活和扩展CAR-T细胞群体的作用。这一策略的优点在于它可能提供一种通用的机制来增强CAR-T疗法的效果。

将CAR-T细胞疗法与免疫检查点抑制剂或其它免疫调节疗法联用，可能提供协同效应来优化临床反应的速度、深度和持续性。临床前研究表明阻断PD-1/PD-L1信号通路可能改善CAR-T细胞疗法的效力。目前也有多项临床试验在检测这两种免疫疗法联用的效果。

抗原丢失或调节介导的免疫逃逸

▲在CAR-T疗法临床试验中发现的抗原丢失或调节案例总结（图片来源：参考资料[1]）

抗原调节是在CAR-T疗法成功导致疾病缓解后癌症再度复发的最清晰机制之一。它不但在接受CAR-T疗法的患者中出现，而且出现在接受单克隆抗体和双特异性T细胞接合器治疗的患者中。目前已经确认的导致CD19表达丧失的机制包括RNA剪接改变，导致生成的CD19的靶向表位出现变化，或者细胞表面表达减弱，和扰乱CD19向细胞表面的运输。已有研究表明，肿瘤细胞不需要完全丢失抗原就可以对CAR-T细胞疗法产生抗性。

由于抗原丢失或调整是肿瘤细胞逃避有效免疫疗法的常见机制，目前多个团队在开发同时靶向多抗原的CAR-T疗法。这一策略可以帮助解决肿瘤内在异质性的问题，从而降低白血病复发的风险。目前的临床前数据支持的多靶标手段包括使用单一CAR受体同时靶向CD-19和CD-20；将抗CD19和抗CD123的CAR-T疗法联用；使用单一CAR受体同时靶向CD19和CD22，或者使用靶向着两种抗原的组合CAR-T疗法。目前多项临床试验在检验这一策略的临床效果。这些临床试验的结果将帮助研究人员确定是否靶向两个不同抗原就可以防止疾病复发，还是需要靶向更多抗原才能达到治愈效果。

▲目前在欧美进行的靶向多抗原的CAR-T疗法临床试验（图片来源：参考资料[1]）

CAR-T疗法导致缓解之后巩固疗法的重要性

基于对抗原阳性或抗原阴性癌症复发的担忧，我们需要考虑如何巩固CAR-T疗法带来的疾病缓解。对于目前CAR-T细胞疗法治疗的血癌患者，使用同种异体的造血干细胞移植（allo-HSCT）是一种已经被验证的治疗选择。因此，在接受CAR-T治疗之后接受allo-HSCT是一个需要考量的问题，特别是在事先没有接受过allo-HSCT的患者中。有研究表明，在接受基于CD28共刺激域的抗CD19 CAR-T疗法的ALL患者中，大部分随后接受allo-HSCT的患者的预后得到改善。

结语

CAR-T细胞疗法是抗癌历史上最具前景的疗法之一。然而我们仍然需要克服多个障碍，才能将这一疗法用于更多癌症患者。除了癌症复发问题以外，CAR-T疗法还需要更好地解决患者接受疗法后出现的细胞因子释放综合征（CRS）问题。而且，如何将CAR-T疗法扩展到治疗B细胞血癌以外的癌症领域，将是这一领域的另一个研究前沿。

进一步改进产品制造流程是提高治疗结果的重要环节。与多种化疗构成的组合疗法类似，靶向多种抗原的策略可能解决肿瘤复发的问题，从而提供通向长期缓解的途径。在这一研究快步发展的领域，解决CAR-T疗法的局限势在必行，只有这样才能扩展CAR-T疗法的使用范围，让它更为有效，并且具备治愈患者的潜力。

End

参考资料：

1）Shah and Fry. (2019). Mechanisms of resistance to CAR T cell therapy. Nature Reviews Clinical Oncology