CAR-T细胞治疗捷报频传，但是安全性谁来领航？（含AACR-2017最新研究）
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撰文丨板栗
责编丨刀刀
目前，免疫疗法已然成为人类对抗癌症新的希望，而CAR-T疗法则是近年来最有前景的肿瘤免疫疗法之一。最近这几天，更是捷报频传，诺华宣布美国FDA已为其CAR-T疗法CTL019的生物制剂许可申请颁发了优先审评资格，Kite Pharma也完成了其CAR-T候选药物KTE-C19的生物制品许可申请（BLA）的机动送审。
大家有没有和小编一样内心澎拜呢？然而，尽管疗效喜人，一切都看起来那么顺利，但CAR-T疗法的毒性作用却一直是其应用推广上的一个障碍，或者说安全性的问题一直让临床研究如履薄冰。
2015年，生物制药公司Juno Therapeutics公司推出了一项针对成年复发和难治性急性淋巴细胞白血病（ALL）治疗的II期试验，JCAR015是Juno旗下具有革命性意义的细胞疗法产品之一，它与传统抗癌药物有着根本性的不同，它是通过基因工程改造病人自己的免疫T细胞，让它能够有效识别肿瘤细胞，此前JCAR015的临床I期治疗效果令人印象深刻，完全缓解率高达89%。参与试验的受试者并不是普通白血病患者，他们已经历了各种可能的治疗方法，包括化疗、靶向治疗、骨髓移植，但是不幸都失败了。
正因如此，Juno领衔的CAR-T疗法史无前例备受世界关注。
但是在2016年5月，事情开始变得事与愿违了。在接受JCAR015治疗的68例患者中有一人死于脑水肿。首例死亡患者被报道后，Juno声称问题在于含氟达拉滨的预处理方案，该方案旨在使患者适合进行CAR-T治疗，CAR-T治疗过程涉及改良CAR-T细胞的输注，工程改良的T细胞可以攻击肿瘤。然后7月份，该公司被批准采用不同的预处理方案重新启动试验，然而再次出现两名病人死于相同的病情，导致FDA再次叫停该临床试验。当时“头条”新闻报道了入组CAR-T临床试验的受试者因严重不良反应而死亡JUNO公司高层迅速做出调查并公布结果和可能原因。结果是FDA在叫停三天之后，迅速给出了“Go-Ahead"继续进行的绿灯。
不幸的是，11月份再次进行的临床试验发生脑水肿死亡事件。
广泛报道和讨论的死亡事件是对Juno的重重打击，一些投资者和医疗护理分析师质疑公司和FDA是否采取负责任的态度。到2017年初，Juno的股价暴跌。2017年3月，Juno宣布放弃CAR-T免疫治疗方法JCAR015的临床研究。至此歇菜！
事实上，JCAR015并不是第一例CAR T细胞疗法患者死亡事件。即使是那些被认为是成功的试验，有时候也会令人担忧。例如，诺华的首席候选产品以CD19为靶点的CLT019在2016年的试验中显示出高达82％的缓解率，在50名患者中，有41名患者的病情完全缓解。
但是在安全性方面，有48%的患者遭遇了3级（严重）到4级（威胁生命）的细胞因子释放综合征（CRS），尽管没有出现死亡病例。但治疗过程中引起严重的细胞因子释放综合征（CRS），潜在的危及着患者的生命。
同时间Kite公布了CAR-T细胞免疫疗法KTE-C19的ZUMA-3和ZUMA-4 I期临床试验数据。ZUMA-3和ZUMA-4临床研究是针对成人和儿童的复发/难治性急性淋巴细胞白血病，缓解率高达82%。在Kite的这13个名患者中，有5名患者遭受了3级以上的细胞因子释放综合征；5名患者遭受了3级以上的中枢神经系统并发症题。而且，在ZUMA-3中，有一名患者死于KTE-C19相关细胞因子释放综合征；在ZUMA-4中，一名患者死于与KTE-C19无关的播散性真菌感染。
CytomX Therapeutics公司首席执行官Sean McCarthy表示，虽然注射类固醇或抗体靶向T细胞受体可以减轻治疗期间的这些副作用，但对患者安全性的关注已经发展成为“该领域的主题”。开发基于CAR的癌症治疗。“一般来说，在肿瘤学中，医生和患者都适应了较高的毒性水平，但这是有限度的。
然而，研究人员仍然对CAR-T细胞治疗许多耐药性癌症的潜力感到兴奋。随着诺华和Kite公司今年推出其CD19靶向CAR- T细胞疗法的法规批准，在不降低其治疗癌症的疗效的同时，该领域目前正在努力增加其安全性。Maus说：“这些治疗方法有着强大的潜力，我们必须找到一种管理毒性的方法。
紧急刹车
尽管迄今为止所有的在研CAR-T细胞疗法都在患者中引起过不良反应，某些治疗甚至显示出更大的毒性，因为不同的公司使用不同的制造工艺，临床方案，患者人群和给药方案，这使得特定危险因素的鉴定变得比较困难。为了解决这些问题，FDA最近提出建立中心数据库来跟踪CD19靶向CAR-T细胞疗法的安全适应症，希望将试验的数据结合起来，可以帮助研究人员确定与风险增加相关的开发或管理的具体步骤。
Living Pharma：Personalized CAR T Cell Therapy
与此同时，研究人员正在采取措施，以改善病人在正在进行的试验中的安全性。早期CAR-T治疗公司 Living Pharma的创始人兼CAR-T细胞治疗开发顾问 Ronald Dudek说：“我认为目前这一点正受到所有公司的重视，一种更好地识别常见的副作用和响应的方法。我期待着CRS监测技术的标准化和可能有助于早期症状的真正的诊断方式。”
tocilizumab单抗疗法
考虑到这种实时的试验管理，几家公司正在研究如何在治疗过程中调控CAR-T，以便在严重恶化之前控制副作用。一个标准的措施就是施用一般的免疫抑制药物，如被Dudek称之为“the sledgehammer”的方法，使用tocilizumab单抗以减少炎症。但研究人员正在开发更先进的技术，以便在击中免疫制动时能够进行更精细的控制。
在2014年，总部设在休斯敦的Bellicum Pharmaceuticals开创了“自杀式开关”CaspaCIDe。
CaspaCIDe是用来消除毒性细胞的安全开关技术，主要应用在造血干细胞移植和TCR治疗的候选药品中，如BPX-501、BPX-701。如果患者在治疗中出现了严重的副作用，临床医生可以施用rimiducid，在短短30分钟内触发修饰T细胞的自我破坏。rimiducid分子通过激活CID分子上的Caspase-9信号域，从而消除全部或部分的毒性细胞，减轻治疗中的严重副作用。
其他公司也正在进行相关地研究，Cellectis和Juno也在试用依靠抗体触发细胞死亡的T细胞安全开关的方式。而Ziopharm Oncology最近已经开发出了降低CAR-T细胞的活性而不会完全杀死它们的技术。基因和细胞治疗公司Poseida Therapeutics的首席执行官Eric Ostertag说：“第一代产品没有开关，但是我知道的每个人都在朝这个方向前进。”
工程化安全疗法
在管理CAR-T细胞治疗毒性的同时，许多免疫治疗公司也在努力开发新一代治疗方法，这些疗法本质上是安全的，但同样有效。Dudek说：“我们的目标是将毒性与抗肿瘤疗效分离开来。”
实现这一目标的关键部分是如何改善CAR对靶细胞的特异性。使用目前的疗法，当健康组织携带与肿瘤相同的抗原时，正常细胞的破坏通常是不可避免的副作用；例如，良性B细胞往往是CD19靶向治疗中的伤员。虽然可以在一定程度上控制细胞损伤，但这些“on-target, off-tumor效应”可能是致命的，特别是在实体瘤中，T细胞更可能在健康和癌组织中遇到靶抗原。McCarthy说：“预测用CAR-T 细胞治疗实体肿瘤患者是非常困难的，除非我们能够发现精确定位于癌组织的抗原，并且正常组织上不存在这种抗原，但事实上这种抗原是很少的。”
改进特异性的一种方法是对不是一个但是两个抗原结合结构域的CAR进行工程化。所产生的双特异性CAR可以通过要求在T细胞活性被刺激之前存在两种肿瘤抗原或存在一种肿瘤抗原，而不存在第二种健康细胞抗原来减少脱靶效应。这些方法已经显示了前列腺癌临床前模型的特异性改善，而且Juno表示在过去几年中一直在开发双特异性技术。也可以利用肿瘤微环境中的信号来帮助CAR- T细胞将癌细胞与健康组织区分开来。
Cellectis
2017年1月，Cellectis公司宣布在Nature出版社集团的下属期刊Scientific Reports上发表了其最新研究成果。在这一最新研究中，Alexandre Juillerat博士和他领导的Cellectis创新团队的合作者们，共同设计了一个新的CAR的架构，其中包含一个集成式的微环境传感器用于探测低氧浓度。低氧浓度被认为是某些实体瘤微环境的标志。这个新的氧敏感性的CAR架构使得CAR-T细胞在低氧（缺氧）的环境中可以自动调节其生物学功能。
这项研究的主要目的是为CAR-T细胞技术提供额外的安全控制措施，特别是要将CAR-T细胞疗法中备注关注的“on-target/ off-tumor”副作用最小化。该研究证明了利用肿瘤微环境的特性，可以创建具有自我功能调控能力的CAR-T细胞，从而使CAR-T细胞可以在低氧环境下发挥其杀瘤功能。而在不存在诱导信号（缺氧）的情况下，CAR-T细胞可以很快进入关闭状态，因此可以对不具备低氧特征的健康组织提供保护。
提升抗肿瘤疗效
除了特异性靶向抗体，跨膜组分和扩增T细胞活化的信号结构域（左）外，新的CAR T细胞技术还在细胞内增加了额外的共刺激结构域（中），工程受体（右），甚至安全开关，以改善T细胞攻击靶向并尽量减少副作用。
当然，随着CAR-T细胞疗法的发展进步，研究人员希望改善的不仅仅是安全性，科学家还旨在进一步提高治疗效果。调整T细胞遗传学超越添加CAR是广泛的方法引起更多的关注，反映在CAR T细胞开发商和使用基因组编辑工具CRISPR-Cas9的生物技术之间的几项交易中。 2015年，诺华宣布与Intellia Therapeutics一项为期5年的合作；不久之后，Juno与Editas Medicine进行了为期五年的合作。Dudek说：“你所看到的是基因编辑技术与CAR-T细胞的合理结合。公司已经宣布，他们正在研究更好的设计的细胞，能够在恶劣的肿瘤微环境中以最佳状态工作。”
基因组编辑的一个应用是删除抑制T细胞抗肿瘤的能力的基因，美国的宾夕法尼亚大学计划开始一项试验，利用CRISPR-Cas9编辑的细胞的治疗癌症，为了使得编辑过的T细胞保持更持久的活力，宾大的团队想要使用CRISPR摧毁PD-1蛋白的基因。这个存在与T细胞表面的PD-1蛋白会在免疫反应后削弱癌细胞或病细胞的活力，但是癌细胞却可以借住这个蛋白削弱T细胞的功能。Dudek指出：“敲除PD-1看起来好像是一个好主意，但是你把刹车从一个非常强大的机车上拿下来，所以如果出了问题，你最好能够阻止它。”
相比较其他方法，CRISPR能够帮助研究人员以更快的速度和更高的精度来编辑基因组。
目前，CAR-T细胞通常是使用逆转录病毒或慢病毒技术传递到T细胞的。这种传递方法可导致CAR基因被随机插入受体细胞的基因组中，研究者指出，这种随机插入的形式可能会不必要的遗传副作用。2017年2月，Memorial Sloan Kettering癌症中心的研究人员在Nature期刊上发表了相关研究结果，表示CRISPR / Cas9作为一种基因组编辑工具，能够让科学家们精确地切割和操纵细胞中的DNA。研究人员在小鼠中进行了实验，他们在急性淋巴细胞白血病的小鼠模型中进行了测试，结果发现编辑过的CAR-T细胞要显著优于常规生成的CAR-T细胞，
长期来看，很多公司正在关注超越特定患者产品的可能性，探索从捐助的T细胞中产生“现成”的CAR-T细胞。这种方法有可能产生T细胞群体，用于成千上万的移植物抗宿主病风险（GVHD）较低的患者。
正如Cellectis公司的“通用”CAR-T 。也就是说不需要病人的免疫细胞，而是用基因剪辑技术去加工健康人捐助的T细胞，然后再注入病人体内发生作用，这种方法叫做现成细胞疗法（off-the-shelf cell therapy）。这也意味着这些CAR-T免疫细胞可以提前做好放在架子上，随时可以给病人使用，这也让生产规模化和生产成本大降成为可能。
去年，Kite与加利福尼亚大学洛杉矶分校合作研究相关方法，而Juno合伙人Fate Therapeutics与Sloan Kettering合作；就在今年2月份，Cellectis获得了FDA的批准，开始了两种类型血液癌的off-the-shelf cell therapy（现成治疗）的第1阶段试验。
现如今，CAR-T鼻祖Juno公司由于产品JCAR015多次出现严重的脑水肿致死事件，放弃了该产品的全球开发，Kite Pharm和诺华公司CAR-T产品则已成功走入上市通道。Dudek说：“如果这些公司的产品在2017年获得批准上市，那么这个新兴领域将会变得更加真实。”Maus表示同意：“当第一个细胞疗法获得FDA批准时，将会如此的令人兴奋，这将是一个重要的里程碑。”
美国癌症研究学会(AACR)最新报道
Endocyte在美国癌症研究学会（AACR）2017年度会议上展示了它们的小分子偶联药物(SMDC)技术在控制CAR-T严重毒副作用方面的最新进展。Endocyte是一家研究靶向SMDC以及显像剂并应用于个性化治疗的领导性生物制药公司，这次的数据来自于Endocyte与普渡大学药物发现中心(PurdueUniversity Center for Drug Discovery)的研究人员共同开展的一项研究，海报题目为“一种新的控制CAR-T细胞治疗引起的细胞因子风暴的方法”。
在这项研究中，研究者探讨了几种控制细胞因子风暴的新策略：
1) 中断加入双特异性SMDC分子；
2)注射过量的叶酸来阻断/竞争CAR-T细胞与肿瘤细胞的连接；
3)使用极高或极低剂量的双特异性SMDC分子；
4) 逐渐提高双特异性SMDC分子的剂量。
▲SMDC控制CAR-T活化策略 (图片来源：Endocyte 2017 AACR海报)-博生吉首发
由于大多数双特异性SMDC分子的半衰期约为30分钟，不必要的CAR-T细胞毒性（来源于CRS反应）可以被事先预防或在发生后迅速抑制。Endocyte的研究结果显示，上述的4种细胞因子风暴控制新策略都是可行的。
伴随着如此多的技术紧跟其后，尽管最近遇到了很多阻碍，但这不足为奇，该领域的前景依然是乐观的。CytomX的McCarthy说：“在临床试验中患者的死亡当然是我们最不想看到的事情，但是通常，我们从其中学到的东西实际上可以让我们向前迈进。我个人对癌症免疫治疗的所有方法都持乐观态度，我认为最好的终究会到来。”
参考出处：
1）http://mobile.the-scientist.com/article/48973/making-car-t-cell-therapy-safer
2）博生吉细胞治疗：Endocyte展示新一代CAR-T治疗技术
CAR-T临床试验回顾：
西比曼集团联合江苏省人民医院启动CAR-T治疗难治性DLBCL临床试验
继Carl H June后又一位细胞治疗大牛也转向CAR-T联姻CRISPR基因编辑技术
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