FDA都说CAR-T安全性是首要条件了，那如何提高安全性？丨医麦猛爆料
今天是2017年9月8日
农历七月十八
医麦客：先保障安全性 然后才是疗效
2017年9月8日/医麦客 eMedClub/--2017年9月5日举世瞩目的2017年CAR-TCR峰会如期在波士顿召开，作为全球细胞治疗领域最为关注的顶级盛会，全球各大明星企业均悉数到场，会上各大企业和研究机构披露各自最新的研究进展和试验数据。不过兴奋千万不要过了头，小编其实是想聊点实在的。
众所周知，美国 FDA对诺华的首款 CAR- T 疗法CTL019正式进行专家组投票之前，曾公开表示，有效性并不是首要关注的点，安全性则是重点。客观上来说，虽然CAR-T细胞治疗捷报频传，但因安全性问题也是车祸频发。也正是如此，CAR-T疗法的应用推广并没有想象中那么顺利。当然，CAR-T疗法的安全性问题并不只是诺华要考虑的问题，而是整个行业内的需要解决的难题。
所以今天小编为大家再次盘点一下CAR-T细胞疗法所面临的的安全性问题以及如何最大程度的规避风险，希望能给国内正在研究的同行们做一些指引参考。
头号风险—细胞因子风暴
说到安全性，大家耳熟能详的就是细胞因子风暴，学名：细胞因子释放综合征（CRS），也是CAR-T 技术在临床应用中的头号风险。
其实这个现象一直是伴随着肿瘤免疫治疗的，包括早期的体液免疫治疗，单克隆抗体用于临床的时候就普遍存在。只不过这几年由于CAR-T等细胞免疫治疗的兴起，在血液肿瘤治疗中观察到高反应率的同时，所伴随的细胞因子风暴成为最突出的与治疗相关的不良反应。
而一定水平的细胞因子释放是免疫细胞疗效所必须的，就像古时候打仗，击鼓前进，鸣金收兵，细胞因子释放是击鼓的部分。但如果过量了，成了“风暴”，导致病人出现高烧、严重低血压、呼吸衰竭等，就不能耐受了。而且相关研究表明，细胞因子风暴也与疾病进展程度或者肿瘤负荷有相关性，在高疾病负荷的患者体内，有较高的细胞因子释放。
所以如何能在保持免疫细胞对靶细胞杀伤活性的同时，通过对免疫细胞结构的优化，把细胞因子管控在安全的水平，是克服细胞因子风暴所需要解决的问题。
致命风险—on-target/off-tumor效应
除了头号风险-细胞因子风暴，on-target/off-tumor效应也是CAR-T治疗过程中致命的副作用。由于CAR-T抗原的靶向性非常强，无法区分表达相应抗原的肿瘤细胞和正常细胞，因此针对表达相应抗原的肿瘤细胞和正常细胞，都具有攻击性。所以和传统抗体药物相比，其on-target/off-tumor毒性会导致更为严重的毒副作用。因此，CAR-T治疗的靶点选取不能套用传统抗体治疗的靶点选取标准，而是需要寻找更为严格的肿瘤特异性抗原作为靶点。
但找到如此强特异性靶点也有点不太可能，目前临床上所采用的大部分靶点仍然on-target/off-tumor效应。针对CD19的CAR-T细胞治疗，会导致B细胞发育不良，靶向Her-2的CAR-T细胞治疗以及靶向MAGE-A3的TCR-T，都能导致肿瘤部位以往的其他组织或器官遭受攻击，如心肺系统毒性。
那么如何才能让CAR-T细胞只攻击中肿瘤，而不危及健康组织呢？
虽然这些安全性问题比较棘手，但研究人员仍然对CAR-T细胞治疗许多耐药性癌症的潜力感到兴奋。随着FDA刚刚宣布诺华的Kymriah（CTL-019）获批上市，自此，全球首个CAR-T疗法正式进入市场，业内人士更是士气高涨。在这个取得阶段性胜利的新征程上，研究人员也正在考虑在不降低其治疗癌症的疗效的同时，如何最大限度的增加其安全性，既然这种疗法潜力无限，那我们就必须找到管理毒性的办法。
给CAR-T加个安全开关
Bellicum公司基于其自主研发的GoCAR-T技术，使CAR-T细胞包含两个共刺激信号结构域活化开关。为了更好地控制CAR-T细胞的抗原激活，Bellicum将双协同刺激组件从抗原识别组件上分离，移至一个单独的分子开关上，该分子开关可以通过小分子药物Rimiducid控制。这样的设计保证了GoCAR-T细胞在抗原不存在的条件下存活、在抗原存在的条件下增殖，并且只有当肿瘤细胞和Rimiducid同时存在的情况下T细胞杀伤功能才会被激活。
GoCAR-T技术(图片来源 Bellicum)
因此，GoCAR-T细胞相比常规的CAR-T细胞更加安全。Bellicum公司表示，他们可以通过减缓Rimiducid的给药速度降低GoCAR-T细胞的活化水平。
双开关GoCAR-T细胞技术原理(图片来源 Bellicum)
2017年4月，BellicumPharmaceuticals在美国癌症研究学会(AACR) 2017年度会议上基于最新的CAR-T双开关技术候选药物的临床前结果。Bellicum的科学家测试了一项靶向HER2的CAR-T细胞疗法，在这里面就用到了包含iMC共刺激信号以及RapaCIDe凋亡信号的新型双开关平台。研究结果显示：这种新型的RapaCIDe开关在诱导细胞凋亡时与该公司的CaspaCIDe开关一样有效，同时iMC共刺激开关的加入也增强了T细胞的增殖能力以及肿瘤杀伤能力。
这项研究证明Bellicum公司的双开关GoCAR-T技术可以在实体肿瘤模型中有效地控制肿瘤的生长以及T细胞的增殖、活化与清除。
在新一代CAR-T治疗产品中，其他公司也纷纷考虑将“开关”技术加入到CAR-T的设计中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。
双特异型CAR
针对目前的CAR-T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，但如果没有有效的解决办法，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。所以用CAR-T疗法针对实体肿瘤仍是短板，除非研究人员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。
所以为了降低on-target, off-tumor效应，双特异性CAR应运而生，这种改进特异性的方法不是对一个而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。
CAR(iCAR)作用机制(图片来源 biotechprimer.com)
一种CAR和癌细胞表面抗原结合，一旦被激活，CAR-T细胞将会大量扩增，释放细胞因子攻击肿瘤。
另一种抑制性CAR（iCAR）仅可以被正常细胞上的抗原所激活，而与癌细胞不发生作用。如果iCAR被激活，则向第一个CAR发送抑制信号，以防止CAR-T工作。
简单地来说，就是一个CAR找到目标抗原，然后通过另一个iCAR验证该细胞是否“正常”，这样就能够避免CAR-T对正常细胞进行攻击。
除了增加CAR的特异性，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。
新型“氧气开关”问世
2017年1月，新型“氧气开关”问世，AlexandreJuillerat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。
HIF-CAR结构设计(图片来源 ScientificReports)
Cellectis公司的研究人员将HIF1α对氧气敏感的片段融合到CAR中形成HIF-CAR（HIF 是媒介细胞对氧气水平变化的反应的重要转录因子。在氧气浓度正常的情况下，它们会不断通过Polyubiquitination过程被蛋白酶体降解。但是在缺氧情况下，这些转录因子是稳定的，从而能够激活转录过程）。他们发现，表达HIF-CAR的T细胞在缺氧环境下细胞表面的HIF-CAR水平显著升高，同时当这些细胞被转移到氧气浓度正常的环境下时，细胞表面的HIF-CAR水平会在短时间内降低到缺氧条件下的20％。对表达HIF-CAR的T细胞的细胞毒性检测也显示这些细胞的细胞毒性在缺氧环境下显著增加。
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。
BruceL. Levine博士(图片来源nature)
关于CAR-T疗法的安全性问题，Bruce L. Levine也曾经表示：这项技术的难点并不在前期的细胞治疗，而在后期的副作用处理及质量控制，而如何对T细胞进行基因层面的改造进而提升其杀灭癌细胞的能力，也是整个技术的难点之一，而研究的最终目的就是希望将毒性与抗肿瘤疗效分离开来。
当然随着自杀开关、条件激活之外，与抗体药联合使用、异体细胞供体等新技术的应用，也有望解决安全性、有效性。所以如何对CAR 结构设计进行优化、联合新技术、打开新的思路理念以克服这些难点的挑战，才是保障CAR-T能够继续取得
突破的先决条件。
ProMab Biotechnologies
安全开关、突变等设计
ProMab Biotechnologies Inc.作为美国CAR-T CRO的先行者，在JohnWu, Vita Golubovskaya以及Robert等博士的带领下，利用在该领域多年的技术沉淀和经验积累，在CAR安全开关设计、基因突变设计、免疫检查点技术等领域进行了大量的验证和创新设计，在不降低细胞杀伤性效果的同时，利用几种独特结构设计降低细胞分子分泌。其中最高可降低3倍细胞因子分泌，最低可降低30%-45%的细胞因子分泌。
该系列设计结构的使用以及所在体外试验中对IL-2，IL-6，INF-gamma 等细胞因子检测的结果表明，与对照组具有明显差异和降低，该数据已经获得了大量的数据支持和反复验证，该结果正受到一系列行业人士、药厂和国际顶级专家关注。临床数据符合实际预期，那么这将成为一项划具有广泛应用价值的创新，最重要的是该系列设计方案将为CAR-T应用治疗以及降低免疫风暴和副作用扫清道路并提供技术支持。
在本次2017年CAR-TCR峰会上ProMab也进行了充分的交流和关于安全性相关邀请报告。同时，在如何提升安全开关机制、克服肿瘤微环境、CAR-T细胞标准化生产和质控等关切的话题与全球同仁进行了广泛的讨论，如果您对该话题也感兴趣，欢迎前往峰会展台进行深入交流并探讨合作。
联系人：
simon.li@promab.com；
john@promab.com
微信添加：simon590979
Tel: 1-866-339-0871
www.promab.com
ProMabBiotechnologies, Inc. Richmond, CA 94806, USA.
参考出处：
https://www.researchgate.net/publication/312663363_An_oxygen_sensitive_self-decision_making_engineered_CAR_T-cell
http://ir.bellicum.com/phoenix.zhtml?c=253830&p=irol-newsArticle&ID=2259637
http://www.businesswire.com/news/home/20170122005187/en/Cellectis-Studies-Safety-CAR-Architecture-Controlling-CAR
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