自从2017年两种嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法Yescarta和Kymriah被FDA获批用于血液肿瘤至今，CAR-T疗法在实体瘤的治疗方面步履维艰。 根据2019年最新的全球癌症数据分析，全球范围内近90%的癌症患者为实体肿瘤，但是关于实体瘤的细胞治疗临床试验却少之又少。自1993年开始的所有细胞治疗试验中，仅有一半是针对实体瘤的，而其中大部分集中于黑色素瘤、肝癌、中枢神经系统肿瘤等，而发病率较高的乳腺癌、肺癌、卵巢癌等则相对较少。 一直以来，与血液肿瘤相比，实体瘤的抗原异质性、免疫抑制性微环境，以及厚实的细胞外基质等让细胞疗法难以有效发挥，因此让细胞疗法在实体瘤方面的发展捉襟见肘。但是，国内外CAR-T攻克实体瘤的脚步从未停止过。国内，科技生物医药的靶向GPC3的CAR-T细胞产品于2019年1月24日获得国家药品审评中心（CDE）批准，这是我国首个用于治疗实体瘤的CAR-T细胞治疗药物。 而目前实体肿瘤的攻克的难点在于如何克服免疫抑制性肿瘤环境、肿瘤可及性和浸润性，以及如何优化CAR-T功能的方法和技术，是CAR-T领域提高实体肿瘤治疗水平的研究热点。 2019年12月9日，弗雷德哈钦森癌症研究中心的Matthias Stephan团队在《Nature Biomedical Engineering》杂志上发表了一项前沿研究成果，他们成功开发出一款能够将CAR-T细胞直接“空降”至肿瘤组织周围的金属薄膜。
在卵巢癌小鼠临床前模型中，与传统静脉注射相比，一块装载CAR-T免疫细胞的金属薄膜不仅能让肿瘤组织中的CAR-T细胞密度增加232倍，还使70%小鼠的肿瘤完全消除。 该研究的Matthias T. Stephan 博士表示：“抗肿瘤细胞疗法在治疗血癌方面取得了巨大的成功，但在实体肿瘤方面效果不佳。为了能够让细胞疗法更有效地对抗实体瘤，除了尽量减少副作用外，最终目的是让CAR-T疗法最快、最便宜、最容易地为患者提供治疗。”
实际上，曾经已有研究团队尝试过将CAR-T细胞植入水凝胶、纤维蛋白基质、细胞外基质成分或电纺聚合物制成的支架中，然后直接植入肿瘤周围，然而这些方法都没有取得成功。 而本次研究中，Stephan团队选择了一种用于修复骨折、矫正牙齿和防止动脉阻塞的金属——镍钛制成的薄膜。镍钛具有超弹性、不受磁共振成像诊断干扰等独特性能，已成为开发新型医疗器械如支架、神经血管分流器以及心脏瓣膜等的重要材料。这款镍钛薄膜的结构分辨率高、生物相容性好，制作成本较为廉价，而且能够安全地植入人体体内，厚度仅有10μm，约比人的头发细7倍。
Stephan和他的同事们表示：“我们需要找到一种适合T细胞的薄膜图案结构。这种图案结构空间需要足够小，保证细胞不会落入缝隙之间，但也不要太小，这样会使T细胞感到太拥挤而无法移动。” 经过筛选，他们发现一种类似迷宫自上而下视图的支线图案结果最适合装载T细胞。研究人员在这种薄膜中植入了被编辑靶向卵巢癌细胞标志物ROR1的CAR-T细胞，将这些细胞置于膜的两侧，它们就会被吸收到材料中。
Stephan博士解释道：“这款金属薄膜就像两边涂上果酱的面包片，而将CAR-T细胞放在面包的两边，他们就会渗透到面包中间。”
若想要达到治疗肿瘤的目的，CAR-T细胞能透过薄膜移至肿瘤周围并触发它们快速扩增是关键。研究人员在金属薄膜上覆上了纤维蛋白涂层，并添加了T细胞扩增激活剂：CD3、CD28和CD137。 Stephan博士说：“这不仅仅是一个被动的递送装置，还是一个释放平台，可以触发CAR-T细胞的扩增，从而克服肿瘤对免疫细胞的防御。” 万事俱备之后，研究人员在不可切除卵巢癌小鼠模型上进行测试。将载有CAR-T细胞的镍钛薄膜植入肿瘤，CAR-T细胞移出薄膜并被吸引到肿瘤附近，在植入物的刺激下在肿瘤部位增殖。与传统的静脉注射方式相比，通过薄膜植入的肿瘤组织中CAR-T细胞密度增加了232倍。
在10天内，所有小鼠的肿瘤都消失了，在20天内，70%的小鼠保持无瘤状态，平均存活时间达80天，比未经治疗的对照组提高2.7倍。同时，在实验过程中，这种金属薄膜安全可靠，周围的组织或器官也没有出现坏死。
在此基础上，研究人员也正在尝试形成管状的薄膜浸透CAR-T细胞，用于导致气道或消化系统阻塞的癌症，如肺癌、胰腺癌或食管癌等。 最后，Stephan博士提出了展望：在目前的实验中，我们关注的是CAR-T细胞，但我可以预见这种方法与T细胞受体疗法、自然杀伤细胞以及其他靶向癌症的免疫细胞的协同工作。 除了上述关于CAR-T的突破性临床前研究外，目前国内正在积极开展实体瘤的CAR-T临床研究。若想若想参加可以致电400-666-7998申请参与CAR-T实体肿瘤的临床试验。
1.材料初审：病理报告，一个月内影像检查资料，近期肝肾功能报告，近期出院小结提交至全球肿瘤医生网医学部；2.面诊：患者本人携带所有的病例材料前往临床试验招募医院面诊（病例报告、出院小结、影像报告片子）；3.免疫组化检测：检测肿瘤细胞表面抗原EGFR、MUC1和间皮素，有一个为强阳性（高表达）即可申请CAR-T疗法。
近年来，科学家们已经做出了相当大的努力来开发新的方法攻克实体瘤的障碍，并采用优化策略用于针对这些特定适应症的CAR-T疗法。我们期待着，越来越多的临床前/临床试验数据能够拼凑出一幅完整的拼图，充分展示CAR-T细胞疗法治疗实体瘤的真正实力。
参考文献
1.https://www.nature.com/articles/s41551-019-0486-0
2.https://www.fredhutch.org/en/news/center-news/2019/12/stephan-thin-film-stent-immunotherapy.html
3.https://www.fredhutch.org/en/news/releases/2019/11/scientists-show-thin-metal-mesh-loaded-with-t-cells-shrinks-solid-tumors.html
4.Michael E. Coon, Sirkka B. Stephan, Vikas Gupta, et al. Nitinol thin films functionalized with CAR-T cells for the treatment of solid tumours[J].Nature Biomedical Engineering，2019.