Nature子刊：将CAR-T细胞改造为“微型药房”，把表达野生型EGFR的恶性脑胶质瘤一网打尽丨医麦猛爆料
点击阅读原文，抢先报名！
本文由医麦客原创，欢迎分享，转载须授权
2019年7月24日/医麦客 eMedClub/--胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)是最常见、最致命的恶性脑肿瘤，年发病率为十万分之五。中位生存期约为15个月，平均5年生存率小于5％。目前GBM的治疗包括手术切除、放疗和替莫唑胺化疗，这些治疗方法只能带来适当益处，且受限于全身毒性和对正常大脑的损害。
▲ 胶质母细胞瘤细胞（图片来源：ALEX GRAY/WELLCOME COLLECTION）
2017年，两款靶向CD19的嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法被美国FDA批准用于治疗某些B细胞恶性肿瘤，并从此彻底改变了血液肿瘤的治疗方法。而在实体瘤领域，CAR-T如履蹒跚，亟待突破。
近几年的GBM临床研究中，不同公司和机构已经测试了几种CAR-T疗法对抗这种致命脑瘤的作用。
2016年12月29日，一项发表在临床领域顶级期刊NEJM(新英格兰医学杂志)上的研究表明：先前仅能用来治疗血液肿瘤的CAR-T疗法在一名胶质母细胞瘤合并脊柱转移患者体内成功消灭了所有的实体肿瘤。而且这是CAR-T疗法首次在实体瘤治疗中获得重大突破！
更多相关阅读：
然而，很大程度上由于CAR-T细胞靶向单一靶点治疗后肿瘤抗原表达不均一和逃逸，这些研究获得的临床反应并不一致。
出奇制胜，CAR-T化身“微型药房”
此前，马萨诸塞州综合医院和哈佛医学院的Marcela Maus博士等人开发了一种CAR-T细胞，其靶向表皮生长因子受体变体III(EGFRvIII)的细胞外结构域中的致癌突变。EGFRvIII仅在肿瘤中表达，而在所有正常组织中不存在。
在一项first-in-human试验中，该研究团队证明了EGFRvIII CAR-T细胞(CART-EGFRvIII)的单次外周输注介导患者中表达EGFRvIII的神经胶质瘤细胞减少。输注后手术切除的分析显示，CART-EGFRvIII成功地浸润脑肿瘤，但是存活肿瘤普遍存在并且保持野生型EGFR的高水平表达。
大约30％的GBM表达EGFRvIII，超过80％以上的GBM中伴有野生型EGFR扩增。当GBM中EGFRvIII突变丢失时，野生型EGFR的扩增维持。尽管EGFR表达存在于皮肤、肺和肠道等正常组织中，但在正常脑中未检测到。
为了解决GBM中的抗原异质性问题，科济生物联合上海市肿瘤研究所、上海交通大学附属仁济医院正在研究EGFRvIII/EGFR双靶点CAR-T细胞治疗GBM，初步的临床研究表明：该策略是可行的，并且具有良好的耐受性。
而在最新研究中，Maus等人想到了一个妙招，将先前的CAR-T细胞改造为“微型药房”，把表达野生型EGFR的GBM也一网打尽。该项研究于7月22日发表在权威期刊Nature Biotechnology上。
“微型药房”听起来有点魔幻，其实很容易理解，就是对原有的CART-EGFRvIII进行基因修饰，以提供靶向野生型EGFR的双特异性抗体 - 研究中使用的是BiTE(双特异性T细胞衔接器, bispecific T-cell engager)。
▲ CAR-T的示意图（图片来源：Nature Biotechnology）
BiTE具有靶向具有异质性EGFRvIII表达的肿瘤的能力。传统的CART-EGFRvIII仅靶向EGFRvIII阳性肿瘤，而CART.BiTE细胞具有靶向EGFRvIII阴性肿瘤的附加能力。此外，分泌的BiTE还可以将旁观者T细胞重定向至残留的肿瘤细胞。
最新研究表明，CAR-T细胞产生的EGFR靶向BiTE可以介导针对异质性肿瘤的有效和特异性抗肿瘤活性，从而减轻EGFRvIII抗原丢失的影响。
CAR-T与BiTE的结合
双特异性抗体(Bispecific antibodies, BsAbs)是一种可以与相同或不同抗原上的不同表位结合的抗体结构。在过去的十年中，该领域得到了稳步增长。目前全球共批准了3款双特异性抗体药物，分别为安进的Blincyto(blinatumomab)、Trion Pharma的catumaxomab、罗氏的Hemlibra。
双特异性抗体具有多种形式，其大体可以被分为两类，有Fc段和无Fc段的双特异抗体片段。BiTE属于无Fc的类别。这类别分子量较小，其优势在于更容易渗透组织和肿瘤。
▲ BiTE抗体作用机制（图片来源：安进）
推荐阅读：安进BCMA双特异性T细胞抗体宣战CAR-T，治疗多发性骨髓瘤有效且安全性更胜一筹丨医麦黑科技
BiTE被设计为肿瘤细胞和细胞毒性T细胞之间的桥梁，一个臂与T细胞表面抗原CD3结合，另一个臂与肿瘤相关抗原(TAA)结合。当BiTE的两个臂与其特定靶标结合时，T细胞和癌细胞之间形成突触，T细胞释放穿孔素和颗粒酶，介导癌细胞死亡。
在这项研究中，BiTE被设计为一端在肿瘤细胞上捕获EGFR，另一端在T细胞上捕获CD3。
▲ 抗EGFRvIII CAR构建体的转基因示意图，包括对照组（图片来源：Nature Biotechnology）
单枪匹马的BiTE太大而无法穿过血脑屏障。此外，它们半衰期很短，因此必须作为连续输注 - 批准用于急性淋巴细胞白血病的Blincyto以28天(4周)为周期。
而T细胞进入大脑没有问题。“让CAR-T产生BiTE可以让BiTE进入大脑，并持续产生，”Maus说。“这可以提供巨大的优势。” 此外，局部BiTE分泌能够避免诱导脱靶毒性。
当他们给移植了人类胶质母细胞瘤的小鼠注射CAR-T时，三周后超过80%的动物表现出“完全反应”，这意味着没有任何肿瘤的证据。
▲ CART.BiTE对小鼠中的EgFRvIII阴性GBM是有效的（图片来源：Nature Biotechnology）
未参与新研究的科学家表示对该策略前景的看好。
MD安德森癌症中心的BiTE专家Farhad Ravandi博士告诫说，这种方法是“高度实验性的”，结果仅在小鼠身上证实，但是“它可能非常有趣且非常有效”。他同时表示，虽然设计分泌BiTE的CAR-T可以在单次输注后提供持续的肿瘤杀伤，但如果患者经历BiTE的毒性作用(这这在Blincyto并不罕见)，那么就难以阻止CAR-T停下脚步。
纪念斯隆凯特琳癌症中心的免疫治疗专家Renier Brentjens博士称，这项研究“科学合理，非常有创意”，并补充说“CAR-T细胞是一种处于起步阶段并具有很高天花板的技术”，“Maus的发明可能比单独的CAR-T或BiTE毒性更小，更有效” 。
Maus和马萨诸塞州综合医院已申请CAR-T/BiTE发明专利，她正试图筹集300万美元用于生产医疗级CAR-T(需要一种特殊、昂贵的载体将所需基因携带到T细胞中)。
她还试图通过临床试验激发行业兴趣。“对于胶质母细胞瘤，业界犹豫不决，因为有太多失败的疗法，”她说。“但我们正在努力，因为我们认为这是一个真正的机会。”Brentjens同意：“我毫不怀疑FDA将批准该技术的临床试验”。
分泌抗癌分子的免疫疗法
去年8月，Eureka Therapeutics (优瑞科公司)和MSKCC(纪念斯隆凯特琳癌症中心)共同合作的一项突破性研究发表在Nature Biotechnology上，新设计的“装甲”CAR-T细胞分泌一种迷你版本的检查点阻断抗体(ScFvs are smaller)，该抗体类似于PD-1抗体药物nivolumab(Opdivo)和pembrolizumab(Keytruda)。
结果显示，在所有情况下(包括小鼠实体瘤模型)，“装甲CAR”在体内的持续时间均比标准CAR更长。同时，还产生了更好的治疗结果，相比较于传统CAR，小鼠的寿命获得了显著延长。
推荐阅读：Nature子刊：装上了迷你版PD-1抗体的CAR-T细胞，对抗实体瘤如鱼得水丨医麦黑科技
将免疫疗法化身“微型药房”并非CAR-T专属。
经过基因工程的修饰，“武装”的溶瘤病毒可以局部表达各种治疗性转基因，获得前所未有的特异性治疗效力。
去年10月，发表在Clinical Cancer Research上的一项研究中，哈佛大学医学院布莱根妇女医院的研究人员评估了编码PD-1抗体(scFvPD-1)的新型溶瘤性单纯疱疹病毒(oHSV)在GBM小鼠模型中的功效。结果显示，治疗在两个临床前GBM小鼠模型中诱导持久的抗肿瘤反应，并且具有抗肿瘤记忆反应的证据。
去年11月，发表在Cancer Research的一项研究中，牛津大学和PsiOxus Therapeutics的研究人员以临床阶段溶瘤腺病毒enadenotucirev为基础，设计了一种编码BiTE的溶瘤病毒。其中，BiTE被设计为同时靶向癌症相关成纤维细胞(CAF)上的成纤维细胞活化蛋白(FAP)和T细胞上的CD3ε。这是科学家首次以这种方式特异性靶向实体瘤中的癌症相关成纤维细胞。
推荐阅读：
结语
当前，联合疗法已然成为免疫疗法的大趋势。而“微型药房”这一新生剧本显然已被各家药企和机构收入囊中，下一步如何演绎出色且看各家本领了！
参考出处：
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0192-1
https://www.statnews.com/2019/07/22/a-new-kind-of-car-t-becomes-a-micro-pharmacy-eliminating-glioblastoma-in-mice/
医麦猛爆料
β地贫基因疗法Zynteglo获欧盟批准丨大突破-Zolgensma获FDA批准 | ASCO | 地西他滨联合PD-1 | 中国最大License-in | 日本CAR-T疗法获批上市 | 一天制造CAR-T细胞 | CRISPR美国首次人体试验 |TAC疗法横空出世 | 美国CAR-T治疗纳入医保 | 升级版PD-L1/TGF-β双抗 | PD-1：K药、O药、T药、B药、I药 | 中国首个异基因干细胞产品获批 |
医麦干货集
30家基因治疗公司近80份PPT/海报资料(第一波)丨(第二波)丨54份制造工艺精华资料丨44份细胞治疗政策及管理规范丨30篇重要文献领略CRISPR发展史丨2019ASCO全资料下载丨19家顶级CAR-T公司PPT(上) | (下) | 20篇肿瘤免疫高引综述 | 40篇细胞/基因治疗人气文献 | 30+篇细分领域深度报告 | 70篇精选诚意大礼包 | 女王专属大礼包 | 硬核CAR-T大礼包 | 硬核肿瘤免疫大礼包 | 基因治疗“锦鲤”大礼包 |
医麦大盘点
国内通用CAR-T药企丨CDMO融资上市 | 溶瘤病毒交易 | 基因治疗-国外 | 基因治疗-国内 | CAR-T新技术 | CAR-T治疗B-ALL | CAR-T治疗B-NHL | 基因工程技术 | BCMA免疫疗法 | CRISPR系统突破技术 | CAR-T工程化功能模块 | 十家专注RNA药企（上） | （下） | 临床试验 | 细胞治疗监管法规 |
峰客访谈