改造T细胞治疗癌症

marrowstem

      其实，对于如何利用T细胞来治疗肿瘤，科学家为此已努力了很长时间。但没有一次像今天这次一样那样激动人心，三个受试的病人在几月后发现体内的癌细胞已消灭殆尽，且一年后也未见癌细胞有复发的迹象。这项奇迹般的实验发生在宾夕法尼亚大学免疫学家Bruce Levine领导的实验室内。. o  ]! S! N. ?$ R7 X
    这三名受试的病人患的都是白血病，其中一名在进入clinical trial 前已是奄奄一息，检查发现在他的骨髓里，每二百个细胞中有超过127个是含有致癌突变的不正常细胞，而且全身的淋巴结已是不断膨胀（ swelling），而且这名病人已经接受了多项多轮的化疗方案，但症状表明化疗已经起不到任何的疗效，其实这名病人正在走向死亡的边缘。
2 Q7 `; |8 q; d9 I4 j$ T# }2 c; V    在2010年7月，他接受了一项实验性的临床治疗尝试，把他自身的T细胞在体外稍作改进后重新输入体内，想不到奇迹发生了，短短几十天后，患者体内的癌细胞差不多都被消灭了。事实是，奇迹还在重演，因为另外的两名CLL患者在接受治疗后，同样获得了重生。
1 {5 M  F5 u9 ?) @$ B" v1 Q: @    近日，《新英格兰医学》和《科学-转化医学》杂志都刊登了这项具有突破性实验成果。NEJM上的paper题目叫《Chimeric antigen receptor-modified T cell in chronic lymphoid leukemia》.（论坛上已有原文可下载）; u. O; R2 X- Z/ a* j  j& [
    慢性淋巴细胞白血病是一种淋巴细胞恶性增生性疾病，晚期患者一般只能寄希望于骨髓或干细胞移植，但移植疗法风险极高，而且未必起效。此前科学家曾利用基因技术改造人体内用于对抗病毒的T细胞，希望借助人体自身免疫系统的力量治疗癌症。但由于改造过后的T细胞繁殖不佳，而且遭到人体防御系统的“围剿”，因而收效甚微。
3 f3 x# Y4 G' J% k6 l    而这次 Bruce Levine团队虽然沿用了使用T细胞治疗癌症的思路，但对T细胞所作的modify更小，使其不仅能在短时间内大量繁殖，并且可以形成自己的“记忆”，因此可永久地追踪杀灭全部恶性的血液B细胞，从而持续缓解患者的病情。# m/ ?6 k) Y$ y0 ?2 K  {. d- D
     我们知道T细胞是人类免疫系统的清道夫，可第一时间识别及同时杀死不属于机体内的物质，如侵入的细菌及发生突变的异常细胞。而肿瘤之所以能增值状大，一个主要的原因就是里面的瘤细胞已经能逃避T细胞的免疫监视，即T细胞把它们当作自家人了。而这个实验的基础就是改进取自患者体内的T细胞，然后稍作改进，扩增后再输入体内，使之能重新识别癌细胞，完全消灭它们。
* Z$ R1 q) i7 R5 j' k. w5 p     当然这还只是一个开始，至于这种方法是不是同样能对其他肿瘤有效，尤其是对实体瘤，恐怕还有很长很长的路要走。目前一些相对有效的能治疗肿瘤的手段，一碰到实体瘤就无一败下阵来，如干细胞移植。
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qingbao

谢谢分享，学习了解一下。
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全文放在这里为了提供方便，不用给包包。

一一

干细胞研究越深，愈加明白干细胞的最重要意义是要我们了解自己整个的生命过程，无论是变异为不正常细胞导致疾病，还是“上帝”唤醒了某些细胞，从人类进化角度看，生命的渊源-干细胞，无疑是在向着人类更高级进化的道路上起着正向作用，只是有时我们屏蔽了一只眼又或者生命他总是一个无法解释的谜题。原先对干细胞基础研究较多，而对干细胞的临床应用知之甚少，随之现在的工作中心迁移，真正能够造福人类，最终的归点是我们自己的东西-自身的细胞，就像胎记，伴着成长也许会有些消退，但终究他是你的，他是有记忆的。这就是这个可喜的消息最初的出发点，有些细胞病了，你让他重新恢复原先的样子，没有任何改动，癌症自然就像感冒一样，他就好了。个人愚见。

marrowstem

      其实一直以来，研究者们早就希望能够利用人体免疫系统对抗肿瘤。其中的一个很大期待是利用T细胞来杀死肿瘤细胞。但是维持功能性免疫T细胞在体内的生存及活性，仍面临巨大挑战。
) U' v4 U+ G& v+ _. _+ J  i$ @     这项来自美国宾夕法尼亚大学的研究突破了两点：1、被改造的T细胞能在体内能继续扩增；2、并在输入体内后，保持了抗肿瘤的活性。
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marrowstem

另一个问题：How to  readjust T cells from patient?
+ Q6 |; H: ~, C0 P6 I" z       他们利用基因改造技术使患者的T细胞表达嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）后，这种经过基因修饰的T细胞（CAR T细胞）可以针对性的靶向治疗慢性淋巴细胞性白血病（CLL）。; ]- i$ P0 u6 c6 ^/ C
     CAR主要包含CD19特异性抗体的抗原结合部（细胞外域）以及T细胞协同刺激结构（4-1BB）和信号传导结构（CD3&）（细胞内域）。
- p+ H; x  @/ i    在接受治疗的3名患者中，他们观察到CAR T细胞不但在体内扩增1000倍以上，而且可以维持有效治疗活性、清除CLL细胞达6个月以上。部分CAR T细胞甚至可以以记忆细胞的形式存在，当再次接触CLL细胞时产生快速反应。其中两列患者治疗后病情达到完全缓解。

marrowstem

治疗过程：7 N' @$ p) `3 ?' t
      化疗及靶向治疗抵抗的CLL患者——>治疗再分期——>进入实验（3例）- q: z& F& e% W! R
——>提取患者外周血白细胞(第 - 4 周）——>使用抗体包裹磁珠聚集CD3/CD28阳性T细胞——>转染表达CAT的病毒载体（CD19-41BB&）——>收集、浓集被转染的T细胞——>基因修饰自体T细胞输注——>已接受去淋巴细胞化疗的患者（第- 1 周时化疗，第0、1、2天及第10-14天）——>骨髓检查(第四周）——>每月随诊至治疗后6个月——>每三月随诊至治疗后2年——>长期随诊观察治疗的迟发不良反应。

zjpjcsc

去年看到过一篇造血干细胞移植治愈艾滋病患者的文章，当时也是非常振奋人心，后来发现是供者的天生基因缺陷导致了抗艾滋病毒的能力，所以我觉得干细胞移植对实体瘤也未尝一定无效，就像血液中输注了天然的化疗药物。3 ^$ b) ?* x4 x4 |0 E6 A
还有，改造过的T细胞对患者自身有反应吗？只对白血病细胞有用的话，那不是对白血病的发病机制有很大的帮助？

marrowstem

     Comment: T细胞的重新定向
: s+ U* u: ]! G5 ]5 b2 m) L2 e     美国普罗维登斯癌症中心 Urba, Longo
& [; t  {4 Z: z- y     在理论上，表达嵌合抗原受体的T细胞较其他基于T细胞治疗方式存在以下优势：1、使用患者自体细胞，降低排异反应；2、CAR T细胞易于制备，同一嵌合抗原受体结构可用于多例患者治疗；3、多种细胞表面分子均可成为嵌合抗原受体潜在靶点；4、CART细胞作用过程不需要主要组织相容性复合物（MHC）介导，对MHC丢失或抗原呈递改变的肿瘤细胞同一有效。
  j: d# Y& F; _  T' ]0 T: G- W0 L" q      由于传染后T细胞不能再体内持续扩增并保持抗肿瘤活性，第一代嵌合抗原受体的临床使用受到了限制。而第二代嵌合抗原受体由于增加了细胞内的协同刺激结构，能够在体内增值、存活并转化为记忆细胞。
. r$ G8 I! Y7 y) \: l6 P/ a: H     来自宾夕法尼亚大学的研究使用的就是这种二代嵌合抗原受体结构，由于纳入了协同刺激单元，其性能更加优越。在研究中，既往经多疗程化疗疾病的CLL患者接受CAR T细胞治疗，经历溶瘤综合征之后，患者达到完全缓解。
: K; p, n( L7 l; J6 d) \1 P     研究所展示的CART细胞在体内的扩增、持续活性、转化为记忆细胞以及其抗肿瘤效果都非常出色。但是，其毒性作用也不可忽视。除溶瘤综合征外，患者还发生了B细胞缺乏和低球蛋白血症。这些情况在CLL患者中或许不是很大的问题，但在其他类型肿瘤中，持续活性的T细胞和记忆T细胞可能会构成实质性危害，例如由于交叉反应所致器官靶向毒性等。针对这一情况，可采取的安全措施包括：输入低剂量T细胞、使用免疫抑制药物、引入可调节的“自杀信号”在必要时诱导T细胞死亡、终止不良反应等。. x$ k1 V9 B  K; t4 \
    此外，只有CART细胞技术在临床得到更广泛使用后，我们才会知道这项研究是否能够真正成为一个有效地治疗策略，这项技术在发展过程中是否会遇上难以逾越的障碍。

marrowstem

点评：转化医学的成功例证4 A: i- y4 N/ O
（解放军总医院肿瘤中心主任 第二军医大学肿瘤研究所所长 郭亚军教授）1 D6 ~/ ^9 y0 \# i3 ]5 s  z% y  L

" Z! r9 u. x- ?% Z& m% U          在经历了上世纪90年代初的热潮后，基因治疗、过继免疫治疗研究逐渐降温。虽仍时有高水平基础研究发表，但其临床应用进展缓慢。90年代末期宾夕法尼亚大学基因治疗临床试验造成严重医疗事故，致使美国暂停所有基因治疗临床试验。与近年来大红大紫的抗体药物相比，基因治疗显得门庭冷清，而刚上市的前列腺癌树突状细胞（DC）疫苗则成为肿瘤免疫治疗的明星。因此，琼（Carl June）课题组的这组临床试验报告，理应重新燃起相关领域研究者的热情。" @! [+ A. o+ h  D
          基因治疗载体在人体内的靶向性和转染效率仍难以令人满意。因此，可行的措施是将细胞在体外加以基因修饰后回输体内发挥作用。将识别肿瘤抗原的单链抗体与T细胞受体的信号传导区以及共刺激分子（如CD28、CD137等）功能域构建嵌合T细胞受体，并用其基因修饰自体T细胞，用来杀伤表达相应抗原的肿瘤的概念，早在十余年前就已提出。然而直至近日我们才看到其成功应用于临床的报道。同时，其惊人的疗效又远远超过了我们的预期——尽管只有3例患者的数据。
# g1 P, ~) W7 c" [( [( k      理想的抗原靶点非常有限，因此该试验很自然地选择了表达CD19的CLL。值得注意的是，3位患者都经历了多次的CD20抗体治疗直至耐药。显然这与伦理上的考虑有关，毕竟利妥昔单抗在发达国家已成为标准治疗方案。而我国由于大部分患者尚无法承受抗体药物的高价，或许能成为这种新的疗法更为合适的土壤——输入少量修饰的T细胞，可在体内扩增1000倍以上并长期维持疗效，可大大降低治疗费用。
4 @: p, H! m6 D. }# T' Y       事实上，国内课题组也早有类似的研究报道[Wang H, et al. Clin Cancer Res 2009，15（3）：943]，但在向临床转化方面尚未见到成功的例证。该报道可作为我们进行转化医学研究，尤其是肿瘤基因/细胞治疗的重要启示。
# L" B1 \$ f+ O' u' f$ s（转载源自医学论坛网）
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marrowstem

        对于癌症来说，控制癌症最强的细胞是杀伤性的T淋巴细胞，怎样加强机体的杀伤性T淋巴细胞功能已经有漫长的研究历史，各种各样的生物制剂（比如IL-2），LAK细胞自体回输等等，但是他们还是控制不了癌症，关键原因在于他们不是特异性的肿瘤杀伤细胞，前者类似于普通化疗，而后者是靶向疗法。
) L; s3 t7 k7 o8 y     目前研究的策略就是要解决扩增特异性的抗肿瘤淋巴细胞。对于肿瘤来说，其细胞表面表达有特异性的肿瘤抗原，这样就有针对这些肿瘤抗原特异性的T细胞受体（TCR）。一物降一物，通过病毒载体将黑色素瘤特异性的TCR转入CD34＋淋系祖细胞中，这些细胞能进一步分化，成熟为肿瘤特异性的淋巴细胞，对黑色素瘤的癌细胞起直接的杀伤作用。# P" t& p# s; H/ O8 Q