CAR-T江湖风云录

林辉

2016-01-04 博生吉  杨林
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当国内已经在喜迎新年元旦的时刻，大洋彼岸却还有半个小时才进入2016年。回顾匆匆度过的2015年，太多的思绪和改变有待整理。而CAR-T，这个突然从天而降的侠客，成为了肿瘤免疫治疗的巨星，因为CAR-T细胞是人类历史上第一次能够在患者体内不仅不减少，还会增殖的药物。一时间各路英雄纷纷闯进这片江湖，笔者也深陷其中，在艰难挣扎中有幸成为了CAR-T在中国发展的见证者之一。因此，新年之际，笔者忍不住随手涂鸦，给感兴趣的朋友们通俗地讲讲CAR-T的昨日、当下与明天。
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" ~: \  E0 D" t  F  M    CAR-T，ChimericAntigen Receptor (CAR) T Cell Therapy，中文名叫做“嵌合体抗原受体基因修饰的T细胞”治疗技术，中文着实有些拗口，所以还是叫做CAR-T来得简洁、明了。其实在美国，它还有另一个名字，T-body，意思是抗体（antibody）修饰的T细胞。T-body虽然国内没人喊，但它的确道出了CAR-T技术的精髓，那就是抗体，这个本来T细胞不具备的特长，被我们那些伟大的科学家们给装上去了。有些看官也许会问，为何要装一个抗体到T细胞上面去？这得从上个世纪80年代说起。我们的团队里大部分成员就是80、90后，他们可能没有真正意识到，和他（她）们同时诞生的还有过继性细胞治疗（ACT），也就是通过从患者体内分离T淋巴细胞，在体外经过大量培养、增殖再回输到患者体内的疗法，其中包括大家早已熟悉的TIL、CIK、DC-CIK等等。令人遗憾的是，这些治疗的临床疗效还没有达到大家的期望值，距离一线治疗技术还有相当长的距离。原因何在？好奇的看官可能又要问了，那就是人体内T细胞虽然十分强大，但其能够杀肿瘤细胞却需要一个最基本的能力，那就是能够识别肿瘤细胞，我们这些所谓的专业人士喜欢称其为“肿瘤抗原特异性”。而传统的ACT在赋以T细胞肿瘤抗原识别能力上还未能完全达到我们的临床要求，特别是当肿瘤细胞丢失或者下调肿瘤抗原递呈成为其免疫逃逸的手段之后，T细胞识别肿瘤抗原的难度就被进一步增大到无法抑制肿瘤的程度。因此，1989年，下图这位操着浓重以色列口音的Zelig Eshhar教授，在PNAS上开创性地尝试了将识别肿瘤相关抗原（TAA）的抗体用基因工程的方法人为地表达在T细胞表面，来进行肿瘤的杀伤的时候，谁也没有想到，一个新的肿瘤免疫时代就这样被启动了。Eshhar教授当初的想法就是让T细胞获得两个新特质：第一是绕开MHC限制性，第二就是让T细胞具备类似抗体识别抗原的能力。特别是第二个特质，可以使T细胞不再去识别那些可能会被下调或者丢失的递呈抗原，而是直接识别肿瘤细胞表面与加工递呈没有任何关系的表面分子-TAA。Zelig Eshhar教授，就这样登上了CAR-T之父的宝座。. i  b  J% P; \0 A
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笔者担心写的太啰嗦，所以还是忽略许多细节和发展曲折，快速穿越到21年后的2010年，宾夕法尼亚大学的Carl June教授，国内现在最耳闻目详的CAR-T领军人物，用CAR-T技术成功缓解了三位难治、复发的慢性淋巴细胞白血病患者，其中有两位患者现在还处于CR状态。紧接着，2012年，Carl June小组又成功缓解了CAR-T世界的小天使Emily Whitehead，这位5岁患上了急性淋巴性白血病、2次化疗复发，现在家喻户晓，连奥巴马总统都要亲自巴结合影的传奇美丽女孩。至此，CAR-T正式成为了肿瘤免疫疗法中的巨星，成为了江湖中被推上神坛的偶像技术。
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啰啰嗦嗦讲了一堆，估计各位看官有些烦了。现在言归正传，讲讲当下和未来。国际上，公认的CAR-T三巨头分别是诺华（Novartis）、Juno Therapeutics、Kite Pharma。其中，不得不佩服Novartis，因为传统上从来没有Big Pharma会进入这种商业模式困难的领域。但Novartis这样做了，而且选择了最佳的合作伙伴—宾夕法尼亚大学。他们开发的针对CD19靶点治疗难治/复发的B-ALL、B-CLL、B-NHL血液肿瘤的CTL019 CAR-T产品临床试验疗效惊人。特别是在B-ALL上，刚刚公布的临床II期试验结果与临床I期完全一致，CR高达93%。如果有看官是第一次听说CAR-T技术的话，笔者不妨再通俗地描述一下，就是本来已陷入绝境的患者，90%以上就这样被CTL019给生生地起死回生了。和Novartis类似，另外两巨头Juno和Kite也在靶向CD19分子治疗血液肿瘤上获得了巨大成功。但仔细分析下来，笔者却认为如果一定要华山论剑，Novartis如果要谦虚地将自己排第二的话，估计那两位是不好意思去抢第一的。也就是说，Juno和Kite的临床试验结果还是要略逊色于Novartis。之所以会出现这样的差别，笔者认为其中一个关键就是Novartis的CTL019在患者体内保持活性的时间远远超过其他两家。CTL019已经没有疑问，一定会在未来1年左右时间上市。不过，乐观和震惊之余，我们还是要面对一个现实，1/3左右经过CTL019治疗的ALL患者在获得CR才一个月后，不幸地出现复发了。这里有两大原因，第一是CD19分子在ALL细胞表面会丢失，这部分患者占到了总患者人数的20%左右；另一个原因就是CTL019进入有些患者体内后不到半年就被消失了，从而导致ALL的复发，这部分患者占到了总患者的10%左右。有没有解决的出路，答案是有的，比如：开发新的靶点来对付那些CD19分子丢失的ALL细胞，笔者就十分认可CD22作为替代靶点。因此，即使疗效最好的CD19-CAR-T治疗，依然存在技术改进的空间。其实上述描述中已经无意透露了笔者的心声，那就是解决靶点问题和体内长久活性维持问题，是提高CAR-T疗效的两大关键！" D! G$ k0 J, P* X3 v5 O
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可能有的看官对CTL019治疗B-CLL、B-NHL的疗效也很感兴趣。但笔者担心篇幅太长让各位看官看的心烦，所以留待下回继续分解。' V9 x: A8 n3 i- q/ H
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在三巨头争的热闹不已的时候，其他CAR-T公司也没有闲着，各自绝招频出，都暴露出无法掩饰的争霸江湖的野心。比如，Unum Therapeutics的通用型CAR；Bellicum Pharmaceuticals的CaspaCIDe技术平台技术，用来引爆CAR-T细胞以增强安全性；Bluebird Bio的新靶点BCMA来治疗多发性骨髓瘤和淋巴瘤、以及基因编辑定量表达CAR的技术； ZIOPHARM Oncology的睡美人CAR-T技术，不用病毒载体的一种电转技术；等等。但笔者早在几年前就真正看好的是Cellectis公司，这家法国公司，现在又将其研发总部搬到了纽约，依据其强大的Talent基因编辑技术，致力于开发异体CAR-T技术平台。也许有一些看官不是很清楚，为何笔者看好Cellectis，因为CTL019被批准后，预计单次治疗的收费将高达25-40万美元，这是由于目前的CAR-T技术是十分个性化的技术，制备、质控都成本巨大。Novartis的制备和质控成本大约在5万美元左右，再加上前期研发费用的回收，所以才会出现30万美元左右的高昂收费。而Cellectisd的技术是从健康供体获得T细胞来制备CAR-T细胞，预测一个供体可以提供高达500名患者的治疗，因此成本将降低到只有Novartis的1/5左右，这样核算下来，将来预计的临床收费当在几万美元左右，将远远低于Novartis的收费。这样的技术无疑是对Novartis和其他CAR-T公司的巨大冲击，所以才会有Novartis于2014年11月，与Caribou Biosciences联合成立了Intellia公司，然后2015年1月Novartis正式宣布与Intellia达成合作协议，双方共同使用Caribou的CRISPR基因编辑技术开发新产品。值得一提的是，Cellectis的异体CAR-T技术—UCART19成功治疗了一个11月大的白血病婴儿患者Layla，在分子水平获得了漂亮的缓解，当然，后续随访结果仍需密切关注。说到基因编辑，又不得不啰嗦一句，那就是把PD-1也从T细胞里敲除掉可能会成为一个大家都感兴趣的方向。所以笔者经常感慨，在我们需要新技术来做这些以前根本不敢想的事情的时候，Talent、CRISP等就这样应运而生了。# Y" K& \6 i' w1 S) p) f6 a
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CAR-T这片江湖实在是故事太多，但因篇幅有限，所以笔者决定跳跃式地进入未来，说说CAR-T的前途究竟如何。虽然我们看到针对CD19分子治疗血液肿瘤的CAR-T疗法获得了巨大成功，但我们都明白，肿瘤治疗的主战场在实体肿瘤，比如大家都熟悉的肺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌等等。遗憾的是，CAR-T针对的TAA是肿瘤细胞表面表达的分子，在正常细胞表面也会有，只是数量多少、表达水平高低之分。这就带来了第一个问题—脱靶毒性，就是说CAR-T会攻击患者体内的正常细胞，美国第一例CAR-T死亡案例就是这样造成的。那个患者是HER2阳性的肠癌患者，结果CAR-T细胞一个都没有去攻击肿瘤细胞，反而大量聚集在也少量表达HER2的正常肺部组织，5天后患者就这样被脱靶毒性造成的淋巴因子风暴给杀死了。除了脱靶毒性，CAR-T治疗实体肿瘤还存在归巢困难的障碍，因为肿瘤周围和内部实在是免疫抑制的厉害，各种免疫抑制细胞（Treg、MDSCs、TAMs）以及免疫抑制分子（TGF-b、IL-10、PD-L1等），让CAR-T细胞想攻击肿瘤细胞变得十分的不易。这些问题能不能解决，如何解决，笔者自己也很关心，也很努力想去解决，虽然经常是挫折与郁闷重重打击，但相信曙光的确就在前面，以后会找时间跟大家分享心得与进展。" O) m& a7 v) u# G! u$ y
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* B# H$ c- m1 F( w9 v其实还有一个问题不得不再次提及，就是CAR-T的产业化实在太困难。美国在细胞治疗领域曾经风光一时的Dendreon公司，一家制备DC疫苗Provenge来治疗前列腺癌的公司，细胞制备技术难度低于CAR-T，却失败了。2012年12月被Novartis廉价（4300万美元）买了去作为CAR-T细胞的制备工厂。现在问题来了，比CAR-T技术更简单的Provenge失败了，我们有什么底气认为CAR-T就一定能够成功呢？所以，CAR-T江湖里，对Novartis的看好度最高，因为作为一家Big pharma，Novartis有更多的经验来产业化其CTL019以及未来的其他CAR-T产品，而Juno和Kite则仍然被投资者忧心忡忡。
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1 b5 G& ^7 n' cAnyway，笔者相信CAR-T领域任重道远，技术层面和产业化层面两大战场都必须解决，方能让这样的神坛技术真正惠及众生。技术层面，重点是靶点寻找、抗体研发、CAR分子结构优化、CAR-T细胞体内活性维持与增殖；而产业化层面，异体CAR-T技术、细胞制备自动化技术、冷链运输技术是解决产业化的三大法宝，也是笔者在努力跋涉的方向。
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就在此刻这么低头一看时间，居然从2015年进入了2016年，唠唠叨叨，时间过得真快，就先写到这里。借此机会，祝各位看官新年快乐！心想事成！身体健康！阖家幸福！如果各位看官还有兴趣，请看下回分解。

yooung

一入江湖岁月催，只叹江湖几人回！