深度分析如何讓CART細胞療法更加安全

　　2015年，生物醫藥公司朱諾治療公司（Juno Therapeutics, 以下簡稱為Juno）發起一項2期臨床試驗來測試一種針對復發的難治的成人急性淋巴細胞白血病（ALL）的療法，即嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor, CAR）T細胞療法JCAR015。這種難治的ALL是一種血癌，利用當前的療法，僅10%的病人能夠存活5年以上的時間[1]。Juno公司的這種CAR-T細胞療法是與美國斯隆凱特林癌癥紀念中心的研究人員合作開發出的。它是利用一種特異性的蛋白設計出來的，該蛋白有助T細胞識別和選擇性地殺死表面上展示CD19抗原的腫瘤細胞。正如開發中的其他CAR-T細胞產品一樣，這種療法已表現出誘人的潛力，能夠讓其他療法都失敗的病人出現病情緩解。

　　但是在2016年5月，事情開始變得事與愿違：在68名接受JCAR015治療的病人當中，有1人死于腦水腫。隨后在7月，又有兩名病人死于同樣的癥狀，于是這項臨床試驗暫停了[3]。在向美國食品藥品管理局（FDA）提出呼吁后，Juno公司的研究人員重新開始了這項臨床試驗，卻忽略了一種他們猜測導致這些不良反應的伴隨化療藥物。在隨后的11月，又有兩名病人死于腦水腫后，這項臨床研究再次停止了。

　　這些死亡病例受到廣泛地報道和討論，這對這個領域是一個打擊。一些投資者和醫療保健分析師質疑這家公司和FDA是否有責任心。到今年初，Juno公司的股價跌到去年夏季的一半都不到，而且在今年3月，該公司已決定全面退出JCAR015臨床試驗，不過它計劃繼續開發其他的CD19靶向療法。

　　JCAR015并不是首個與病人死亡相關聯的CAR-T細胞療法。事實上，即便那些被認為取得成功的臨床試驗有時也具有令人不安的安全性問題。比如，諾華公司（Novartis）的先導候選產品（lead candidate），即靶向CD19的CLT019，在2016年針對50名ALL兒童和青少年患者的一項臨床試驗中，表現出顯著的82%的緩解率，但是這種治療會導致將近一半的患者遭受嚴重的細胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome, CRS）。CRS是一種潛在地危及生命的疾病，在這種疾病中，T細胞釋放出的大量細胞因子觸發炎癥和發熱。在2016年9月，位于美國加州圣塔莫尼卡市的Kite制藥公司（Kite Pharma）報道了在利用它的先導候選產品，即靶向CD19的KTE-C19，開展一項旨在治療非霍奇金淋巴瘤的臨床試驗期間，三分之一的病人產生嚴重的神經副作用，五分之一的病人產生CRS，兩名病人死亡。

　　位于美國舊金山市的CytomX治療公司（CytomX Therapeutics）首席執行官Sean McCarthy說，盡管在治療期間，服用靶向T細胞受體的類固醇或抗體能夠緩解這些副作用，但是對病人安全性的擔憂已成為“這個領域的話題”。該公司是一家開發基于CAR的抗癌療法的生物技術公司。他補充道，“一般而言，就腫瘤學領域來說，醫生和病人已對較高毒性產生適應性，但是這也是有限度的。”

　　不過，研究人員仍然對CAR-T細胞療法抵抗很多治療抵抗性癌癥的前景感到激動人心。美國麻省總醫院癌癥細胞免疫療法主任Marcela Maus說，即便在近期的Juno公司臨床試驗中，“很多接受治療的病人真地取得良好的反應。”在今年2月底，Kite制藥公司宣布三分之一接受KTE-C19治療的病人在治療6個月后并沒有可檢測到的癌癥。

　　隨著諾華公司和Kite制藥公司今年推動監管機構批準它們的CD19靶向CAR-T細胞療法，這個領域不斷努力提高這些療法的安全性，同時不會以犧牲它們抵抗癌癥的能力為代價。Maus說，“這些療法是非常強大的，而且具有非常多的潛力，我們必須找到一種控制毒性的方法。我當然不會對任何東西踩剎車，說道我們必須先去開展所有模式動物測試，然后我們才能夠繼續向前推進。”

　　緊急剎車

　　盡管迄今為止測試過的所有CAR-T細胞療法在至少一些病人當中出現不良反應，但是某些療法要比其他的療法表現出更大的毒性，理解其中的原因一直是充滿挑戰的。不同的公司采用不同的生產過程、臨床方案、病人群體和劑量方案，這就使得鑒定出特定的風險因素比較困難。為了有助解決這些問題，FDA最近提出建立中央數據庫來追蹤CD19靶向CAR-T細胞療法（如Juno公司、Kite制藥公司和諾華公司正在開發的那些療法）的安全性和適應癥。人們所希望的是將這些臨床試驗中經常是小的數據集結合在一起可能有助研究人員鑒定出與風險增加相關聯的開發中或給藥中的特定步驟。

　　與此同時，研究人員正在采取措施改善正在進行的臨床試驗期間的病人安全性。作為前期CAR-T細胞公司Living 制藥公司（Living Pharma）的創始人和一名CAR-T細胞開發顧問，Ronald Dudek說，“我認為此時此刻，所有的公司都在強調這一點。”他說，一種方法就是更好地識別常見的副作用和相應地作出對策。“我期待針對CRS監控技術和一些真實的診斷方法制定一些標準，這可能有助更早地發現這種綜合征。”

　　在了解這種實時的臨床試驗管理之后，幾家公司正在研究在治療期間調節CAR-T細胞的功能以便在副作用變得嚴重之前，對它們進行控制。一種標準的方法是服用托珠單抗等非針對性的免疫抑制藥物來降低炎癥，但是研究人員如今正在開發更加復雜的技術以便在抑制免疫功能時，能夠更加精細地控制。

　　2014年，位于美國休士頓市的Bellicum制藥公司（Bellicum Pharmaceuticals）開創性地開發出一種“自殺開關”，即CaspaCIDe。經基因改造后，T細胞能夠攜帶這種自殺開關。這種自殺開關由一種參與程序性細胞死亡的酶和一種小分子激活物rimiducid組成。編碼這種酶的基因在體內經轉導后，被導入到病人的T細胞中。當病人的嚴重副作用出現時，臨床醫生能夠讓這些病人服用rimiducid，從而在30分鐘內觸發這些修飾的T細胞自我摧毀。這種技術已被應用到該公司的先導候選療法BX-501之中。BX-501是一種使用部分匹配的供者T細胞（比如來自病人的父親）的療法，它當前正在白血病、鐮狀細胞疾病等血液疾病兒童患者當中接受評估。

　　其他的公司正在探究不同的改進方法。Cellectis公司和Juno公司都在利用含有T細胞安全開關的療法開展臨床試驗，這種開關依賴抗體觸發細胞死亡。Ziopharm Oncology公司最近開發出降低CAR-T細胞活性但不完全殺死它們的技術，這就為重新激活這種療法提供可能（如果病人能夠接受治療的話）。

　　開發基因療法和細胞療法的Poseida治療公司（Poseida Therapeutics）首席執行官Eric Ostertag說，“第一代產品不含有自殺開關。但是我注意到幾乎任何人都朝這個方向向前推進。”

　　設計更加安全的療法

　　盡管控制CAR-T細胞療法毒性可能有助讓已設計好的療法進入臨床試驗，但是很多免疫治療公司也在努力開發內在更加安全的但迄今為止與第一代療法的療效一樣的新一代療法。Dudek說，“目標就是將毒性和抗腫瘤療效分離開來。這是這個領域的最早目標。”

　　實現這個目標的關鍵部分將是改進靶細胞的CAR特異性。當健康組織攜帶著與腫瘤相同的抗原時，破壞正常細胞經常是當前療法的一個不可避免的副作用；比如，在CD19靶向療法中，未癌變的B細胞經常遭受破壞。盡管細胞損傷能夠在一定程度上加以控制，這些“在靶/腫瘤外效應（on-target, off-tumor effect，編者注：指的是健康組織也含有腫瘤中的相同靶抗原，因此，在治療時，除了在腫瘤中，這種療法也能夠作用于健康組織中的靶抗原，從而導致副作用產生）”能夠是致命性的，特別是在實體瘤中，T細胞更可能在健康組織中遭遇到癌變組織中的靶抗原。McCarthy說，“除非我們能夠發現僅存在于癌變組織中但完全都不存在于正常組織中的抗原，不然對利用CAR-T細胞治療實體瘤患者的結果進行預測是非常困難的。實際情形是如果存在的話，這樣的靶抗原也是非常少的。”

　　一種改進特異性的方法是設計攜帶兩個抗原結合結構域（而不是一個）的CAR。所設計出的雙特異性CAR需要兩個腫瘤抗原的存在，或者一個腫瘤抗原的存在和另一個健康細胞抗原的不存在，才能激活T細胞活性，這就可能能夠降低脫靶效應[4]。經證實，這樣的方法提高了前列腺癌臨床前模型中的特異性，而且Juno公司聲稱它在過去幾年里一直在開發雙特異性技術。

　　腫瘤微環境中的信號也可能被用來協助CAR-T細胞區分癌變組織和健康組織。在今年1月，Cellectis公司發布了一種設計攜帶氧氣敏感性結構域的CAR的方法，這種氧氣敏感性結構域使得T細胞僅在低氧環境中才發揮作用；低氧環境是高達50%的實體瘤的一個特征[5]。CytomX公司的Probody抗體技術利用一種掩蔽肽（masking peptide）遮蓋住一種治療性抗體的靶標結合區，這種掩蔽肽僅能夠被腫瘤微環境獨特的蛋白酶降解。McCarthy解釋道，“這種技術真地旨在避免結合到正常組織上。讓活性抗體聚集在腫瘤組織中，允許我們延長治療窗口，或者在可能不存在治療窗口的情形下，創建一個治療窗口。”

　　療效提高

　　當然，隨著CAR-T細胞療法不斷取得進展，研究人員希望改進的不只是安全性；他們也希望進一步增強這些療法的療效。除了提供CAR之外，調整T細胞的遺傳學性質是一種廣泛的吸引著更多關注的方法，這一點在CAR-T細胞療法開發者與采用基因組編輯工具CRISPR-Cas9的生物技術公司之間的幾項交易上體現出來。在2015年，諾華公司宣布與Intellia治療公司（Intellia Therapeutics）開展為期5年的合作；此后不久，Juno公司與Editas醫學公司（Editas Medicine）也達成5年的合作協議。Dudek說，“人們觀察到的是基因編輯技術與CAR-T細胞實現合理的聯姻。已有公司宣布它們正在努力開發得到更好設計的細胞，這些細胞在惡劣的腫瘤微環境中最優地發揮作用。”

　　基因組編輯的一種應用是剔除能夠抑制T細胞抵抗腫瘤能力的基因：作為美國首個在人體內測試CRISPR潛力的臨床試驗（預定在2017年初開展）的一部分，這種可能性正在加以探究。這項臨床試驗是由美國賓夕法尼亞大學的研究人員設計的，將包括破壞編碼免疫檢查點蛋白PD-1的基因。PD-1蛋白是一種T細胞表面受體，經常被腫瘤用來抑制T細胞活性。盡管這在臨床上能夠利用抑制劑靶向這種蛋白，但是通過基因手段敲除它可能會導致T細胞活性更加持久的存在。不過，這種方法也有值得注意的地方。Dudek說，“敲除PD-1可能似乎是一種好的想法，但是這好比是必須讓一種非常強大的機車剎車，因此最好是在出現差錯時阻止它。”

　　CRISPR的精確性也可能有朝一日被用來改進CAR編碼基因本身的運送。今年早些時候，美國斯隆凱特林癌癥紀念中心的研究人員已證實不同于病毒載體運送（隨機地將CAR基因插入到T細胞DNA中）的是，CRISPR介導的運送能夠將CAR基因導入到基因組中的特異性位點上。這些研究人員報道，利用這種方法構建出的T細胞表現出更高的療效，而且在ALL模式小鼠體內比傳統的CAR-T細胞表現得更好[6]。

　　長期而言，一些公司不會把目光僅停留在病人特異性的產品上，而會探究利用捐獻的T細胞生產“現貨的”CAR-T細胞。這種方法有潛力產生用于上千名病人體內的T細胞群體，同時具有更低的移植物抗宿主病（GVHD）風險。在GVHD中，受者的免疫系統攻擊供者細胞。去年，Kite制藥公司與加州大學洛杉磯分校合作研究相關的方法，而Juno公司的合作伙伴Fate治療公司（Fate Therapeutics）與斯隆凱特林癌癥紀念中心在今年2月開展合作，Cellectis公司獲得FDA的批準開始開展一種用于治療兩種血癌的現成療法的1期臨床試驗。

　　就如今而言，盡管Juno公司詳細檢查了它的管線，但是它的目光緊盯在CAR-T細胞療法領跑者：Kite制藥公司和諾華公司。Dudek注意到，如果這兩家公司或者其中的一家公司的產品在2017年獲得批準，對市場分析師而言，這種前景似乎是有可能的，“那么它將讓CAR-T細胞療法水漲船高，而且讓這個新出現的領域變得更加真實。”她說，“一旦首個CAR-T細胞療法獲得FDA的批準，這將會是非常激動人心的。”

　　隨著如此多的技術逐漸出現，毫不出人意料的是，盡管近期出現挫折，人們對這個領域仍然感到樂觀。McCarthy說，“臨床試驗中出現的病人死亡當然是我們最不想再看到的。但是，我們經常從這些挫折中學到的經驗實際上允許我們繼續取得進展。我個人對癌癥免疫療法中的所有這些方法感到非常樂觀，而且我認為好戲還在后頭。”