治疗实体肿瘤将是细胞免疫治疗下一个前沿！

作为肿瘤治疗的新方法，生物治疗目前被认为是最有希望攻克癌症的方法之一。2013年科学界顶级杂志《Science》把肿瘤的免疫治疗列为2013年的十大科学突破之首，与肿瘤免疫治疗有关的基础研究和临床应用在世界各地全面开展，并取得一系列重大突破，CAR-T细胞治疗技术就是其中的典型代表。

在所谓的“液体癌症”，如白血病和淋巴瘤的治疗中取得了重大成功。多家企业CAR-T产品在血液流瘤赛道争夺，使得该市场空间相对较小，而细胞治疗的实体肿瘤市场空间巨大，有观点指出，从血液瘤延伸至实体瘤会是CAR-T研究的一个大趋势。

CAR-T治疗实体肿瘤面临的挑战

实体肿瘤和血液肿瘤本身特质存在着很大的差异，治疗实体肿瘤存在很多问题。实体肿瘤一个突出的特点是异质性。对于同一个患者，在一个部位的肿瘤也不一定表达相同的肿瘤相关性抗原，即使在同一个肿瘤病灶上，也没有一种抗原可以覆盖全部的肿瘤细胞。高度异质性使实体肿瘤的治疗难度大大增加，靶点的选择也成为了CAR-T治疗实体肿瘤面临的重大挑战。

另外，CAR-T细胞的体内归巢与活化维持也是个棘手的问题。如何将输注的CAR-T细胞从外周血中精准地归巢至肿瘤部位并发挥杀伤作用，仍然是一个巨大的挑战，通过基因工程手段来修饰CAR-T细胞以增强其抗瘤活性也成为了当前的研究热点。

国外实体瘤研究进展

La Jolla免疫学研究所（LJI）研究人员Anjana Rao教授过去几年中一直致力于解开这其中的原因，其研究组发表了一系列论文，发现了一种调节基因表达的转录因子：NFAT能打开“下游”基因，削弱T细胞对肿瘤的反应，使T细胞衰竭。Anjana Rao教授作为美国科学院院士，在免疫研究领域功成名就，并且在表观遗传领域也取得了许多傲人的成绩。

近期其团队又报道了一组这些下游基因编码的转录因子——NR4A，肿瘤浸润的CAR-T细胞中NR4A蛋白被剔除，能改善肿瘤排斥。然而，在该途径中与NFAT和NR4A合作的其他参与者的身份仍然未知。

最新一项研究中，研究人员采用小鼠模型，指出遗传上剔除两个新因子：TOX和TOX2，可以改善了CAR-T模型中针对黑色素瘤的根除。这项工作表明，针对患者的NR4A和TOX因子的干预，可以将基于CAR-T的免疫疗法的应用范围扩展到实体瘤。

研究人员进一步分析，表明TOX因子与NFAT和NR4A联合起来能促进PD-1抑制性受体的表达，PD-1可以修复耗竭T细胞表面，发送免疫抑制信号。PD-1可以通过检查点抑制剂这种单克隆抗体阻断，这些抗体可抵抗免疫抑制，激活先天性抗癌免疫反应。PD-1与TOX，NFAT和NR4A的合作令免疫抗癌更有意义，而且可以结合细胞免疫疗法和抗体免疫疗法。

如果通过用小分子治疗CAR-T细胞来抑制TOX或NR4A，这种策略可能对黑色素瘤等实体癌症有很强的治疗作用。

Shoba Navai博士是贝勒医学院，德克萨斯儿童医院和休斯顿卫理公会医院的细胞和基因疗法中心的儿科教授。她和她的同事使用靶向HER2的CAR-T细胞对10名复发/难治性HER+肉瘤患者进行了治疗。这些患者已经接受过高达5次的补救性疗法（salvage therapy）的治疗，属于非常难于治疗的患者。

这项研究发现，接受CAR-T疗法的10名患者中有8名患者接受的CAR-T细胞在体内增殖。其中一名患有横纹肌肉瘤并且出现骨髓转移瘤的儿科患者达到完全缓解（CR），缓解期持续了12个月后疾病复发，再度接受CAR-T疗法后她的CR已经持续了17个月。另一名骨肉瘤儿科患者也达到完全缓解并且缓解期已经达到32个月。

在纪念斯隆凯特琳癌症中心的一项1期临床研究中，研究人员使用名为lcasM28z的CAR-T细胞对恶性胸膜间皮瘤患者进行治疗。这种癌症是一种侵袭性非常强的肺癌。LcasM28z是一种靶向间皮素（mesothelin）的CAR-T细胞疗法，同时在细胞中加入了可以关闭CAR-T细胞功能的安全开关。
在这项试验中，21名患者接受了CAR-T疗法的治疗，在38周之后，其中13名患者的外周血中依然持续存在CAR-T细胞，而且这些患者体内间皮素相关肽水平下降50%，并且成像研究显示肿瘤出现缩小。

在癌症疫苗领域，Imvax公司公布了该公司开发的创新自体肿瘤细胞疫苗IGV-001在1b期临床试验中的积极结果。IGV-001是一款针对多形性胶质母细胞瘤的肿瘤细胞疫苗。它将从患者大脑中切除的肿瘤组织与抑制肿瘤增生的反义分子混合，然后包裹在一个允许大分子渗出的渗透室（biodiffusion chamber）中植入患者的腹部。这会通过多种机制增强患者免疫系统对肿瘤抗原的反应。在植入48小时之后，渗透室被取出，完成疫苗接种过程。这一创新疫苗已经被美国FDA授予孤儿药资格。

在这项试验中，患者接受不同剂量的疫苗接种，接种完成6-8周后，开始接受标准疗法的治疗。试验结果表明，接受最高剂量疫苗接种的患者，中位总生存期达到21.9个月，高于历史上只接受标准疗法患者的表现（14.6个月）。这些患者的PFS达到10.4个月，也高于只接受标准疗法的患者（6.9个月）。

康奈尔医学院的研究人员汇报了他们使用基于新抗原的癌症疫苗治疗林奇综合症（Lynch Syndrome）的临床前结果。林奇综合症是一种遗传性疾病，患者在一生中有70-80%的风险患上结直肠癌，同时患上其它类型癌症的风险升高。林奇综合征患者携带的基因突变阻碍DNA损伤修复的正常进行，从而导致基因组中出现富集突变的编码区微卫星（coding microsatellite）。这些编码区微卫星能够生成新抗原，它们可以被患者的免疫系统识别，但是通常不能激发足够的免疫反应来防止癌症的发生。

研究人员对林奇综合征患者的编码区微卫星进行了筛选，并且找出能够激发强力免疫反应的新抗原作为肿瘤疫苗。在小鼠试验中，将这些肿瘤疫苗注射到模拟林奇综合征的小鼠体内，能够显著降低小鼠肠道肿瘤负担，并且提高小鼠的生存期。未接受过疫苗接种的小鼠平均肠道肿瘤负担为61 mg，总生存期为241天，而接受过疫苗接种的小鼠肠道肿瘤负担为31 mg，总生存期为380天。

如何突破肿瘤微环境的障碍，让CAR-T细胞疗法发挥更广泛的作用，很多科学家正在寻求不同的解决策略。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的顾臻教授和北卡大学教堂山分校Gianpietro Dotti教授带领的研究团队想到了一种策略：通过给肿瘤定点“加热”，以此加强CAR-T细胞的治疗能力。将新兴的光热治疗与CAR-T疗法相结合，科学家们使黑色素瘤小鼠的肿瘤生长在三周内得到有效抑制，其中有1/3的小鼠在至少20天后体内观察不到肿瘤。这一最新成果本周在线发表于材料领域知名学术期刊《Advanced Materials》。

光热治疗和CAR-T疗法相结合治疗实体瘤

顾臻教授的研究团队致力于开发新型递药技术来助攻癌症免疫治疗，例如几个月前，研究团队就开发出了喷涂在肿瘤部位的纳米凝胶，用来抑制术后复发。

这一次，这支团队把光热制剂包裹在可生物降解的高分子纳米粒子内，局部注射到肿瘤部位。在使用近红外激光照射后，光热制剂可以把激光能量高效转变为热能，使肿瘤部位得到局部加热。

加热的好处

一方面这种方法被证明可以部分破坏肿瘤细胞外的基质，扩张血管促进血流，直接促进CAR-T在实体瘤内的富集。另一方面，高温对癌细胞的破坏会引起炎性反应，从而增强多种细胞因子的分泌，进一步招募CAR-T并促进CAR-T的激活。

研究人员在移植了人源黑色素瘤细胞的小鼠身上检测了光热治疗与CAR-T疗法相结合的效果。在将纳米材料注入小鼠体内的肿瘤后，通过调整激光照射时间和功率密度，同时辅以热成像监测来控制温度，研究人员把肿瘤局部温度升到40摄氏度。然后，再把具有特异性抗原的CAR-T细胞通过静脉注入小鼠体内。

对肿瘤的监测结果显示，结合光热治疗和CAR-T疗法后，伴随着CAR-T细胞在肿瘤部位的浸润和积累增加，小鼠体内的肿瘤生长在长达20天的观察期内被显著抑制。其中，有1/3接受结合治疗的小鼠在20天结束实验时经多种生化分析验证，体内肿瘤已无法被检测到。

光热疗法和CAR-T细胞相结合，抑制了小鼠体内的黑色素瘤生长

方法：研究小组在注射了人类黑色素瘤肿瘤的老鼠身上测试了这项技术。他们将光热剂注入肿瘤，然后用激光加热。把激光的温度提高到40℃有助于扩张肿瘤赖以生长的血管，从而增强T细胞进入肿瘤的能力。最终再通过静脉注射CAR-T细胞。

通过强化CAR-T细胞，该技术最终可改善难治性实体瘤患者的预后。接下来，研究人员将进一步开展动物实验，以优化加热时间和温度，再决定是否可以开展人体试验。

顾臻、Gianpietro Dotti教授团队带来了这种解决CAR-T治疗实体瘤的新思路，希望这种创新技术最终可以帮助更多癌症患者改善预后。

西雅图儿童医院最近开展了一项名为STRIvE-01的嵌合抗原受体（CAR-T）细胞免疫治疗试验，该试验适用于伴有EGFR蛋白表达的实体瘤儿童和青少年患者。在第1阶段试验中，双靶标的CAR-T细胞将更好地靶向儿童肉瘤、肾肿瘤和神经母细胞瘤等实体肿瘤中的EGFR蛋白。

虽然在西雅图儿童医院的临床试验中，CAR-T细胞在临床试验中显示出了治愈白血病儿童的希望，但在实体瘤上却面临更艰难的挑战。实体肿瘤存在于特殊的微环境中，这些微环境有助于它们逃避免疫系统，使得CAR-T细胞很难保持杀伤能力。

“为了使CAR-T疗法能有效对抗实体肿瘤，我们不仅需要使CAR-T细胞进入肿瘤微环境，还需要确保它们能够存活并在那里茁壮成长。”Albert博士说。

为了构建STRIvE-01项目所需的CAR-T细胞，西雅图儿童研究所Ben Towne儿童癌症研究中心的Mike Jensen教授带领研究团队将对患者的T细胞进行重新编程，以靶向细胞表面表达异常的EGFR蛋白。在正常组织中，EGFR负责细胞生长和发育。当在恶性实体瘤中表达时，EGFR则使肿瘤细胞更具侵袭性和侵入性。

通过使用名为EGFR806的抗体来武装CAR-T细胞，研究人员希望选择性地发现并破坏表达EGFR的实体瘤细胞，并限制其对正常组织的毒性。

“我们可能需要一系列治疗策略来操纵免疫环境，才能治愈难以治疗的实体瘤患者。”Albert博士说，“我很高兴有机会将我们最先进的免疫治疗策略纳入这次实体肿瘤治疗计划，我希望能为更多家庭提供最有效和最全面的CAR-T细胞治疗方案，帮助治疗孩子的癌症。”

我国首个用于治疗实体瘤的CAR-T细胞药物获批临床试验

科济生物首个CAR-T产品或临床默示许可，靶向治疗GPC3阳性实体肿瘤

2019年1月28日，科济生物宣布，公司在研产品GPC3靶向的CAR-T细胞用于治疗GPC3阳性实体肿瘤的临床试验申请已通过了国家药品监督管理局药品评审中心（CDE）的默示许可（受理号CXSL1700203），该许可也是我国首个用于治疗实体瘤的CAR-T细胞药物临床试验许可。

公开资料显示，2015年，上海交通大学医学院附属仁济医院发起了全球首个针对GPC3靶点治疗晚期肝癌的探索性CAR-T临床试验，所用CAR-GPC3T细胞由科济生物制备和提供。在2017年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会上，双方公布了这一研究结果，首批参与研究的13名患者中，已经有2名经治疗后3年所有肿瘤相关指标完全正常。

另外，2018年9月8日，科济生物在美国波士顿CAR-TCR峰会公布了CAR-T细胞治疗胃癌/胰腺癌的临床数据：在接受治疗的12名患者中，有8名患者出现不同程度肿瘤消退，特别是在一个经过改良的治疗亚组中，按照 RECIST 1.1标准，6名患者有5名达到客观缓解（其中1名待确认客观缓解），包括1名完全缓解。

自2018年3月，南京传奇生物科技有限公司的CAR-T疗法LCAR-B38M 成为我国首个获批临床试验的CAR-T细胞产品。值得一提的是，2018年，国内已经有7款CAR-T疗法获批临床，进入了临床试验阶段。而科济生物在2018年有3款CAR-T产品的临床申报获得CDE受理。科济生物的GPC3靶向的CAR-T细胞产品获得临床许可，是该公司首款获得临床默示许可的项目，也成为国内第8个获批临床的CAR-T项目。

细胞治疗领域的趋势

最活跃细胞疗法类型：CAR-T

文章显示，共有1011个活跃的细胞疗法，比一年前增加了258个。在不同的细胞疗法类型中，CAR-T疗法占据了半壁江山，达到568个，比一年前显著增加了164个。

CD19是最热门靶点，其次是BCMA

142个细胞疗法采用了CD19靶点，其中包括130个CAR-T疗法。B细胞成熟抗原(BCMA)是第二大最受欢迎的已定义靶点，共36个在研疗法，与去年相比增加了11个，表明人们对BCMA越来越感兴趣，这可能是由最近发布的多个有希望的临床结果所推动的。

美国和中国是主阵地

美国和中国在全球癌症细胞治疗领域处于领先地位，分别贡献了439款和305款细胞疗法，占全球的74%。

在研癌症细胞疗法地理分布：美国和中国领先

癌症细胞疗法在研阶段比较

美国正在开发的大多数细胞疗法都处于临床前阶段(63%; 277个)，而中国目前正在开发的药物大多处于临床阶段(77%; 236个)。在过去一年中，全球范围内共增加26个新的临床前细胞疗法，有15个由美国开发，而中国有3个。

 在研癌症细胞疗法临床分期比较

临床试验增长迅速

利用ClinicalTrials.gov数据库，本文确定了自1993年至2019年3月，为测试癌症细胞疗法而开展的1216项临床试验。这些数据表明，在过去的十年里，每年都有大量的新试验出现，这主要是由于CAR-T疗法的试验激增。

过去的一年(2018年3月至2019年3月)增加了96项活跃试验，总计762项，其中CAR-T疗法的研究继续占主导地位(在2019年3月正在进行的有364项)。数据还显示，去年开展了188项新试验，92项试验不活跃，表明这一领域的动态性。

2018年至2019年间不同癌症细胞疗法类型的活跃试验

未来挑战：实体瘤细胞疗法有待突破

虽然全球约90％的癌症病例是实体肿瘤，但自1993年以来已开始的细胞治疗试验中只有约一半(1,203项试验中的596项)针对实体肿瘤，并且大多数针对实体瘤的细胞治疗试验集中在少数肿瘤类型 – 如黑色素瘤(79项试验)、大脑和中枢神经系统癌症(75项试验)和肝癌(57项试验)，许多实体瘤类型没有进行任何专门的细胞治疗试验。

实体肿瘤和血液肿瘤细胞疗法试验的比较

596个实体肿瘤试验的适应症总结

这些趋势强调了细胞疗法应对实体瘤的更大挑战。为了解决这些额外的困难，包括高抗原异质性，强免疫抑制微环境和致密的细胞外基质，可能需要将细胞疗法与其他免疫肿瘤药物或癌症药物(如检查点抑制剂)结合使用，为此正在进行许多试验。

除CAR-T细胞之外的不同类型的细胞疗法也可提供应对某些挑战的机会。实际上，虽然CAR-T疗法的试验占所有血液恶性肿瘤试验的一半以上，但针对实体瘤的细胞疗法试验，在CAR-T和其他类型如NK细胞中的分布相当均等。

最后，在活跃的临床前细胞疗法中，242个是专门针对实体肿瘤设计的，而172种是针对血液肿瘤设计的，这表明细胞治疗领域对实体肿瘤的兴趣日益浓厚。

展望

现在，细胞疗法在免疫肿瘤学领域拥有最多的活跃在研候选产品、第二多的活跃试验(仅次于检查点抑制剂)。过去一年的进展表明，热情仍在继续，例如更多的治疗方案正在酝酿之中、更多的靶点正在探索之中、更多的试验开始了、更多的患者参与了试验。这些努力为临床突破奠定了基础，使癌症患者在不久的将来受益。

然而，重复现象一直在增加，例如CD19靶向CAR-T疗法的增加以及测试某些可以说是多余疗法的试验。因此，更多的努力需要探索CD19以外的靶点，超越CAR-T疗法的细胞疗法，以及将CRISPR编辑的细胞疗法和诱导多能干细胞等新技术整合到下一代细胞疗法中，可能会带来更大的进展。此外，尽管实体瘤给癌症患者带来了巨大负担，但与相关临床试验数量不匹配。通过使用创新的细胞疗法和其他癌症药物如检查点抑制剂的组合来治疗实体肿瘤有望提供解决方案。

参考来源：

https://www.nature.com/articles/nrd.2018.167

https://www.nature.com/articles/d41573-019-00090-z