腫瘤免疫治療的CART療法

腫瘤免疫治療的CAR-T療法，CAR- T，全稱Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，即嵌合抗原受體T細胞免疫療法；原理在于經嵌合抗原受體修飾的T細胞，可以特異性地識別腫瘤相關抗原，使效應T細胞的靶向 性、殺傷活性和持久性均較常規應用的免疫細胞高，并可克服腫瘤局部免疫抑制微環境并打破宿主免疫耐受狀態。

2014 年12月6號-9號在舊金山舉行的美國血液學會年會（ASH）上，癌癥免疫療法可謂是賺足了眼球，CAR-T療法更是在會議中大放異彩。會中多項報告發布 了CAR-T療法最新的喜人進展，這些突破的成果讓從事CAR-T療法的公司大大受益，也為該領域帶來了更多的投資。

2017年10月19日，美國政府批準第二種基于改造患者自身免疫細胞的療法（yescarta療法）治療特定淋巴癌患者。yescarta療法屬于嵌合抗原受體T細胞（car－T）療法。

CAR-T細胞治療技術具有鮮明的靶向性， 在病人體內可長期存在，并且不依賴于抗原遞呈，因此具有徹底清除腫瘤細胞的潛力，這已經在CD19+的急淋性白血病治療上得到了證實。

通俗的講，CAR-T細胞免疫治療給癌癥的治療提供了新途徑。

血壓瘤中的CAR-T細胞靜脈注射后，CAR-T在循環系統中就可以和癌細胞發生接觸，從而起效。而在實體瘤CAR-T的另一個問題就是腫瘤組織過于致密，T細胞很難進入腫瘤組織中。現在臨床上CAR-T效果比較好的實體瘤種類除了急淋性白血病外，為肺癌、黑色素瘤、腎癌、卵巢癌、前列腺癌（均為T細胞浸潤較多的腫瘤類型），以及腦膠質瘤（可以顱腔直接注射CAR-T）。

但是攻克癌癥的道理任重而道遠，并不是所有的實體瘤都已經被CAR-T識別并攻克，另外注射后會有頭痛、發熱的情況發生，稱為細胞因子風暴。未來需要進一步的研究并臨床論證。

治療流程

一個典型的CAR-T治療流程，主要分為以下五個步驟。

①分離：從癌癥病人身上分離免疫T細胞。

②修飾：用基因工程技術給T細胞加入一個能識別腫瘤細胞并且同時激活T細胞的嵌合抗體，也即制備CAR-T細胞。

③擴增：體外培養，大量擴增CAR-T細胞。一般一個病人需要幾十億，乃至上百億個CAR-T細胞（體型越大，需要細胞越多）。

④回輸：把擴增好的CAR-T細胞回輸到病人體內。

⑤監控：嚴密監護病人，尤其是控制前幾天身體的劇烈反應。

整個療程持續3個星期左右，其中細胞“提取-修飾-擴增”需要約2個星期，花費時間較長。

CAR-T，全稱是Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，嵌合抗原受體T細胞免疫療法。這是一個出現了很多年，但是近幾年才被改良使用到臨床上的新型細胞療法。和其它免疫療法類似，它的基本原理就是利用病人自身的免疫細胞來清除癌細胞，但是不同的是，這是一種細胞療法，而不是一種藥。

CAR-T，是Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy（嵌合抗原受體T細胞療法）的簡稱，是一種比較新式的腫瘤免疫療法。它把病人自身免疫系統的T細胞提取出來，經過體外培養和改造，給這些T細胞裝備上特殊分子，使它們能識別并攻擊特定的癌細胞，再把改造過后的T細胞注射回病人身體，由這些T細胞針對癌細胞的免疫反應來消滅癌細胞。

CAR-T療法的關鍵之一，就是要給T細胞裝備能識別特定癌細胞的分子，就像裝備特殊的探測器。被改造以后的T細胞就成為CAR-T細胞，它們在身體內四處游走，一旦探測器接收到來自別的細胞表面的特異信號，就會激活CAR-T細胞，發動攻擊，把帶信號的細胞當作敵人消滅掉。

在最近的一篇JEM論文里，我們可以看到用活體熒光成像在小鼠模型里拍攝到的CAR-T細胞暴揍/殺滅癌細胞的工作過程

其中，白色熒光的是急性B淋巴細胞白血病（B-ALL）的癌細胞，綠色熒光的就是經過改造的CAR-T細胞，能特異地探測到B-ALL癌細胞并發動攻擊，而發出的藍色熒光呢，就是癌細胞被攻擊后開始凋亡的標志。

從圖的放大部分，可以清楚地看到一個綠色的CAR-T細胞在白色的癌細胞上逗留/撕扯了一會，白色的癌細胞就迅速地顯出了藍色的死氣來，而腫瘤殺手小尖兵CAR-T細胞，也不流連戰場，迅速離開這個被殲滅的癌細胞，奔著下一個帶信號的癌細胞去了。

這些被改造的腫瘤殺手小尖兵CAR-T細胞，其實無法分析對手究竟是不是癌細胞，只能分得清有沒有信號：有信號就干掉它，沒信號就放開它。

設想一下，如果正常細胞也攜帶著這個信號分子，T細胞就會不分青紅皂白地發動攻擊，直至全軍覆沒、不死不休，從而帶來很大的毒副作用。

因此，這個信號分子的特異性就非常重要。

但由于癌細胞都是從正常細胞癌變產生的，實際上是很難找到僅僅存在于癌細胞表面、卻不存在于正常細胞表面的信號分子的。

目前，CAR-T療法在臨床上取得的成功，大都是在由B細胞發展成的腫瘤中，比如B細胞非霍奇金淋巴瘤（B-cell non-Hodgkin lymphoma，NHL）、彌漫性大B細胞淋巴瘤（Diffuse large B-cell lymphoma，DLBL）以及急性B淋巴細胞白血病（B-ALL）。這是因為被現有技術改造的T細胞，能特異識別B細胞表面抗原，從而把病人體內所有的B細胞——不管是癌還是正常細胞——一股腦兒全都消滅掉。畢竟，一個人即使沒有了正常的B細胞還是可以活下去的，這么做問題不大。

但是，假如沒有了正常的神經細胞、血管細胞、皮膚細胞，人就比較痛苦了。所以CAR-T療法還未能針對其他細胞——這也是CAR-T目前在實體瘤里尚未取得突破的原因之一。

NEJM在2018年7月發表過CAR-T界兩位大佬Carl June和Michel Sadelain的綜述文章，介紹了CAR-T的發展、應用、毒性、挑戰和前景[3]，大家可以點擊文末“閱讀原文”，查閱NEJM醫學前沿翻譯的中文版。

CAR-T療法的誕生，很大程度上要歸功于Michel Sadelain醫生等人從上世紀九十年代早期就開始潛心研究怎樣改造T細胞、讓它們攻擊癌細胞。

而CAR-T療法后來能成功走向臨床應用、并走入大眾視野，則與費城兒童醫院的Carl June醫生用CAR-T試驗療法成功治療了Emily Whitehead小姑娘的故事分不開的。

一名叫Emily Whitehead的小姑娘在五歲時不幸患上急性B淋巴細胞白血病（B-ALL）。B-ALL是一種在兒童中最常見的白血病，治愈率高達85-90%，但是那另外10-15%的難治、易復發患者的病情就比較棘手，存活率很低。

而Emily小姑娘患上的B-ALL，就是難治的這一種，在經過化療、骨髓移植以后仍然復發，到了無藥可救的階段。當時費城醫院剛啟動CAR-T療法的臨床試驗，Emily幸運地成為了第一個接受這種療法的兒童。

Emily的T細胞被改造之后，回到她的體內，非常積極地清除癌細胞，在它們努力消滅白血病過程中釋放出的大量細胞因子，一度到了令Emily的身體無法承受的程度。這是醫療團隊事先完全無法預料的危險狀況，險些令人措手不及。

而巧合的是，Carl June醫生的女兒因為患有類風濕關節炎，正在接受抑制同一種細胞因子的治療，這讓Carl June能夠迅速地做出判斷，爭分奪秒地找到有效藥，控制住了Emily的細胞因子風暴，救了Emily的命，也救了CAR-T——Emily從細胞因子風暴中活了下來，CAR-T療法旗開得勝，治好了她的白血病。

今年，Emily 14歲了。她無癌生活七年，有一個以自己名字命名的基金會，專門為腫瘤研究治療募款（http://emilywhiteheadfoundation.org/）。

隨著Emily的例子被媒體廣泛報道，CAR-T療法也走到聚光燈下。幾家公司為了搶頭籌，戰得如火如荼，吃瓜群眾看得好不熱鬧！后來還是諾華的藥物Kymriah搶先一步，于2017年8月成為首個獲得FDA批準上市的CAR-T療法。而Kite公司的藥物Yescarta則緊隨其后，于同年10月獲批。

想想CAR-T療法的復雜程度，就知道它一定很貴，據說諾華的Kymriah好像是要40w+美刀？要是不考慮價格的話，對那些無藥可救的患者來說， CAR-T確實賦予了他們生存的機會。Nature Medicine雜志去年10月在一篇論文中附帶總結了多個CAR-T臨床試驗的結果，在369個接受CAR-T治療的病例中，僅有79例復發[4]，對于已經別無選擇、絕境中的患者來說，這樣的成功率，還是很高的，很不容易。

01

在那些經過CAR-T治療后復發的病例中，很多都是因為癌細胞學會了自我調整，不再表達能被T細胞識別的特殊信號，從而逃脫了被消滅的命運，才導致了白血病的卷土重來——就好比是，放棄白袍子、火焰紋章和橫幅等一切可識別信號的明教徒，變得和普通路人一樣，也就躲過了少林團隊以及六大門派的圍攻。

02

上面提到的這篇論文[4]，講述的是由來自CAR-T重鎮費城的團隊發現的、另一種與CAR-T制造技術有關的白血病耐藥、復發的機制：一位B-ALL患者的T細胞通過抽血被提取出去、在體外培養和改造的同時，有一個白血病胚細胞也混在T細胞當中，接受了改造，最終導致其白血病復發。

“白血病胚細胞被改造”的結果，就是它表面的特殊信號被掩蓋了，不再被T細胞識別，從而逃脫了攻擊，再不斷自我復制，從星星之火變成燎原——這就相當于是明教的人剃光頭發、混進了少林當臥底、在光明頂覆滅之后再卷土重來吧。

費城的研究團隊又仔細分析了其它患者樣本，發現這個情況是無獨有偶的，因此這算是一種新的抗藥復發機制。這說明，現在已經很嚴格了的CAR-T制造技術，還是需要不斷改進，才能在體外培養改造的T細胞中更嚴格地避免癌細胞的污染、以及隨后可能會產生的抗藥性。

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而 “移禍江東”，就是現在發現的第三種癌細胞對CAR-T療法抗藥、復發的方式了。

研究人員發現，有一些經過CAR-T治療后復發的患者，他們的癌細胞還保留著能被T細胞識別的特殊信號——雖然表達水平有所降低，畢竟這些信號還在，為什么T細胞不能識別信號、殺滅癌細胞呢？

通過在小鼠模型里的研究，他們發現，癌細胞是通過一種叫做“胞啃作用”（trogocytosis）的方法，把自己身上的特殊信號給轉移到T細胞身上去了[1]——這樣一來，不但降低了癌細胞自己的特殊信號、減少了被攻擊的可能，還能引起T細胞之間的自相殘殺和疲敝——T細胞減少攻擊性，癌細胞也就躲過了一劫。

劍橋大學有位卷卷頭發的Gerard Evan先生，最近在Nature上發表了一篇書評文章，評論Michael S. Kinch 的新書 The End of the Beginning: Cancer, Immunity, and the Future of a Cure 的時候，對科普寫作中常見的把癌細胞擬人化的寫法，提出了一定的批評，認為這種寫法會誤導讀者對腫瘤細胞科學的理解。（https://www.nature.com/articles/d41586-019-01100-1）

他是這么說的：“癌癥沒有大腦、沒有計劃、沒有自由意志；它們既沒有美德也不存在惡意。對于癌細胞來說，不存在‘粗心’或者‘大膽’的做法，沒有所謂的細胞決定不執行常規功能的‘選擇’，也不存在主動利用T細胞當作盾牌的做法。癌細胞沒有邪惡的主觀意志，它們只是由于軟件故障而自動運行的機器人。”

Cancers have no brain, no plan, no free will; they bear neither virtue nor malice. Cancer cells do not exhibit "carelessness" and are not "audacious"; there are not "choices by a cell not to perform its regular housekeeping chores" or to use T cells as "human shields". Cancer cells are automatons that act because of corrupted software, not evil purpose. We must never forget that people with cancer are patients — not contestants locked in some epic struggle with their disease.

我覺得他說的是很有道理的。雖然我自己在跟別人解釋一些現象的時候，也免不了會用到擬人的說法和比喻。

但是，癌細胞并沒有心機、不會思考，它們也并沒有主動地刻意設計出各種逃脫CAR-T療法（或者其它療法）的生存策略。

癌細胞的耐藥和復發，與英國斑點蛾、耐藥細菌一樣，都是自然選擇的結果：不同的癌細胞在不同的時間、地點做著不一樣的動作，那些被抗癌療法殺死了的，便是被殺死了，變成過眼云煙。但是在數不勝數的癌細胞中，倘若剛好其中有細胞能夠偶然地逃脫療法、偶然地存活下來、偶然地卷土重來……這些經過抗癌療法的篩選后還活著、復發的癌細胞后代，就會造成新的、可能更大的麻煩，自然也就被發現了。