火石百家|Eureka首席医疗官隆力博士：管控细胞因子水平是当务之急
摘要
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“细胞因子风暴”这个词儿一般情况下叫“细胞因子释放综合征”Cytokine release syndrome。 “细胞因子风暴”通常指大量的细胞因子在短时间内释放造成严重的不良反应。这个现象其实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，在个别病人中还相当严重，以至于危及生命。
与细胞因子风暴相关的细胞因子是免疫细胞在被激活、与靶细胞相互作用的时候释放的。相关的细胞因子（白介素、干扰素等）主要来源于激活的免疫细胞，而且又重新作用于免疫细胞的激活（包括T-细胞，单核细胞和巨噬细胞等）。这其实是调节免疫攻击波收放的一部分。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。一定水平的细胞因子释放是免疫细胞疗效所必须的。
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。所以，“度”很重要。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。
1.所修饰T-细胞的结构
2.所攻击的靶点
3.修饰后的T-细胞的状态（供体细胞的状况，修饰T-细胞占全部T-细胞的比例，也叫转染率，活细胞比例，回输给病人的计量等）
4.肿瘤的类型（血液瘤、实体瘤）
5.肿瘤的体积（瘤体积大的病人容易出现严重的细胞因子释放）
6.病人的全身状态
......
预防性措施上优化给药计量、给药间隔、合理的皮质激素的应用等。应急处理包括升压药的应用、皮质激素使用和抗白介素6受体阻断剂的应用来管控细胞因子风暴。
抗白介素6受体的抗体比如tocilizumab 经过近几年的摸索，已经成为处理细胞因子风暴的常规用药。其优势在于多数病人使用后都能迅速逆转细胞因子风暴的临床症状，由于主要作用于单核和巨噬细胞上，对CART和BiTE的药效均没有明显的削弱。
我们是做药物研发的。从这个角度出发，可以从优化所修饰的T-细胞的结构入手。使T-细胞在保留肿瘤杀伤活性的同时，让细胞因子的释放管控在一个安全的范围。比如有人在CART细胞上装一个类似开关式装置，在需要激活免疫细胞的时候，利用生物或化学药物诱导免疫细胞的激活。或者反过来，诱导免疫细胞的凋亡。
美国加州的一个研究机构今年在PNAS发了一篇文章，比较有代表性。他们用一个识别非人类新抗原抗体移植到了CD19-CART上，称之为sCAR。只有在新抗原存在的情况下，CD19-CART才能被激活。控制新抗原的剂量便能控制被激活的CART的数目。这个sCAR在实验动物模型上有很好的药效和安全性的展示。
图中A显示CD19阳性的人淋巴瘤在免疫缺失小鼠建立后，注入CD19-sCART。然后再注入不同剂量的新抗原用来检验是否有剂量依赖性的CART细胞激活并抑制肿瘤生长。结果显示注入的新抗原剂量越大，抗肿瘤的药效便越强，反应出被激活的CART数目越多。与此同时，研究人员也观察了血中细胞因子的水平。随着新抗原剂量的增大，血中细胞因子的水平也升高。这个测试显示未来可以通过调整开关抗原的剂量来调节抗肿瘤活性和细胞因子水平。类似形式的“开关”还有用化学药物管控的实验。
目前免疫细胞治疗最成功的是对血液来源肿瘤的治疗。对于占肿瘤90%以上的实体肿瘤的免疫细胞治疗，目前还没有看到令人鼓舞的临床结果。原因之一是所攻击的肿瘤抗原为细胞表面的肿瘤相关抗原，虽然在肿瘤中有高表达，然而在正常组织中也有分布。人工修饰的免疫细胞在攻击肿瘤细胞的同时，由于它的高效，对表达抗原靶点的正常组织也造成了损伤。我们称之为“靶向-脱靶”（On target/off tumor）效应。
比如抗ErbB2-CART在结肠癌的I期临床试验中，一例患者治疗5天后死亡了。原因是呼吸道上皮细胞中有低表达的抗原靶点，受到CART攻击后造成了对呼吸道上皮的损伤，引起肺部的严重的炎性反应。
传统上，大量存在于肿瘤细胞内的特异抗原由于不在细胞表面表达，是抗体攻击的禁区。然而如第一个示意图所标示的，细胞内抗原可以经由细胞内特殊的酶切成很短的、但是具的有免疫源性多肽，被主要组织相容性复合体（MHC）提呈到细胞表面。这种被提呈到细胞表面的抗原多肽-MHC复合体，可以成为单克隆抗体的免疫识别靶点。
以此为靶点而制备的单克隆抗体，因为识别的是多肽/MHC复合体，很像T-细胞受体，所以也被叫做类T-细胞受体抗体（TCR-like antibody）。利用这种抗体修饰的T-细胞，可能将细胞免疫治疗拓展到更多的实体瘤中，而且大大减少了对正常组织攻击的可能。
一个实例是Eureka 针对肝癌研发的AFP/MHC-CART，代号为ET-1402L1-CART。它所攻击的靶点是被MHC提呈到细胞表面的甲胎蛋白（AFP）抗原多肽，也就是AFP和MHC的复合体。甲胎蛋白是“古老的”肝癌标记物，很早就被作为肝癌的诊断和预后的指标。它在胚胎发育时水平较高，出生后迅速回落消失。肝癌时在肝癌细胞中重新表达，而多数情况下在正常组织中不表达。妊娠、乙型肝炎期间，肝脏损伤修复过程中会有低表达。
像第三张图显示的，用抗AFP抗原多肽/MHC 单克隆抗体修饰的CART在体外、体内都显示了对AFP阳性，MHC契合的肿瘤的有效杀伤，并不伴随显著的细胞因子风暴相关的细胞因子的升高。图中左上方，显示肝癌细胞接种到SCID-beige小鼠后的治疗情况。这个实验动物品系没有T-和B-细胞，但依然有单核和巨噬细胞，是临床CART治疗中IL-6的主要来源。
可以看到，单次瘤内注射AFP-CART 可以显著抑制肿瘤的生长。在其它试验中通过静脉给药或腹腔内给药，都可以观察到显著的肿瘤抑制。为了检测治疗后动物体内的细胞因子水平，我们在试验结束前，进行了第二次给药，并在给药后采血检测细胞因子水平。如图中所显示，AFP-CART给药后IL-2的水平极低，在单位数 pg/ML 水平。hIFNg 在第二天有所升高，但也在<30pg/mL。IL-6 与对照组比较没有变化，在50 pg/mL的范围。这个细胞因子的水平都处在临床CART实验中的基线以下，也比类似动物试验的水平低很多。
另外一个衡量细胞因子风暴的指标是全身的健康状况。体重是衡量的标准之一。在这个实验里，我们也没有观察到体重减轻，小鼠毛色、活动和进食情况的改变。这个结果说明在有形成细胞因子风暴的环境下,包括长大的携带抗原的肿瘤，激活的CART细胞，宿主的单核和巨噬细胞等，Eureka的AFP/MHC-CART在抑制肿瘤生长的同时，没有造成显著的治疗相关的细胞因子生成和代表不良反应的临床体征。
对于AFP/MHC-CART没有诱发细胞因子风暴的原因，目前还没有直接的证据。我们的假设是与免疫靶点的密度相关。我们的肝癌模型细胞上提呈到细胞膜表面的AFP/MHC 复合体的密度很低，每个细胞也就只有几十个。这远远低于细胞膜表面抗原的密度。比如CD19在不同的B-肿瘤细胞的密度至少要高出2000倍以上。这种极低的抗原密度有可能延缓CART细胞在短时间内同步被激活并释放细胞因子。再加上免疫细胞进入实体瘤需要通过多个生物学屏障。是一个相对较长的过程，近一步延缓了CART的瞬间激活。
这个实验有两个意义：
第一是验证了通过CART攻击被提呈到细胞表面的细胞内抗原肽和MHC复合体，可以有效杀伤实体肿瘤。这为将来对众多实体肿瘤的免疫细胞治疗提供了依据。
第二是这种形式的治疗在临床前的模型中非常安全，包括细胞因子释放的水平，都在生理上的安全的范围。
第二个实例是Eureka ARTEMIS T-细胞。ARTEMIS 是Antibody Redirected T-Cells with Eureka’s Modular Immune Signaling的简称，EUREKA利用自己制备的全人源的抗CD19单克隆抗体修饰T-细胞，制成Eureka CD19-ARTEMIS，并与传统的CD19-CART进行了头对头的药效和安全测试。
在已经长成的Raji淋巴瘤的动物模型上，计量相同的条件下，Eureka CD19-ARTEMIS 和CD19-CART 有等同的抗肿瘤疗效，单次给药便能获得持久的肿瘤抑制。第四张图中显示的是在细胞因子检测中，给药24小时后采血，CD19-CART治疗组中各项相关的细胞因子均有明显升高，而ARTEMIS治疗组各项细胞因子的指标均保持在低水平。这个结果说明，尽管CD19的密度在靶细胞上很高（>80000），但经过对T-细胞修饰技术的创新，仍可以在不影响抗肿瘤药效的前提下，显著降低细胞因子的水平。
Eureka ARTEMIS在保有相同药效而无显著细胞因子释放的机理正在验证中。在与抗原结合以后，需要一个集结下游信号传导蛋白的过程来激活T-细胞。这就使Eureka ARTEMIS的激活过程较CART要长。同时Eureka ARTEMIS的自身结构也可能造成它本身或与周围免疫细胞互动时的细胞因子生成过程与CART有所不同。
小结：
a. 细胞因子释放是调节免疫攻击波收放的一部分，是免疫细胞治疗的疗效所必须的。释放的“度”很重要。保持免疫细胞杀伤活性的同时，把细胞因子释放管控在安全的水平，是当务之急。
b. 通过T-细胞修饰结构的优化和革新，比如在免疫细胞上安装生物和化学“开关”，攻击细胞内抗原肽和MHC复合体，优化的CART和TCR的结合等，均在临床前的实验中观察到了在维持抗肿瘤药效的同时，有效降低细胞因子的释放。
c. 这些革新后的项目能否在病人身上取得类似结果，有待在临床实验中得到验证。
Q：Eureka ARTEMIS T-细胞现在有哪些临床试验？进展效果如何？
A：Eureka ARTEMIS正在处于IND enabling 的阶段。
Q：关键是如何找到递呈Ag和被Cart识别，Eureka的这个模型是否有突破？
A：在这个问题上Eureka有两个优势，一个是抗体制备的优势，已经非常成熟。可以在短时间内选出高选择、高亲和力的抗体。另外一个是T-细胞修饰的优势。
Q：Eureka计划开展哪些类型的商务或技术合作？
A：Eureka与学术机构和工业界都有广泛的合作。比如我们和MSK在多个项目上已经合作多年。共同在高水平杂志上发表了科研论文。我们和Novartis,J&J, Juno, BI等公司也有合作项目。
Q：现在对于crs的评价标准都有哪些呢？有没有文章研究过细胞因子水平在动物与临床之间的相关性？怎样才算是在安全范围内？
A：CRS在临床上有分级。可以参阅相关文章。具体细胞因子的指标因病人而异。在临床前动物模型上对CRS的研究做得比较好的，是一在用ErbB2-CAR在SCID-beige鼠上做的，做得比较系统。与临床的相关性如何，现在还不能确定。
协办单位：云南医药新势力-星火医药联盟（社群）
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