本文由细胞培养俱乐部原创
欢迎个人或媒体转载，转载须标明出处
撰文丨罗正强
责编丨刀刀
“CAR-T也就只能用于白血病了，治疗实体瘤？妄想！”——这句话最早是在2014年10月份，我曾经所在的课题组主办第七届中国肿瘤生物治疗大会期间，在饭桌上听一位不知从哪儿来的老教授讲到。听到这句话，我看他，内心暗想，放在您那里肯定不行，且让我等晚辈来变革它！如今回想，八九年前的高中时期，因为亲人患癌去世，我立志攻克癌症就为自己戴上了一副脚镣，我决心戴着这脚镣舞出青春的魅力，而两年前这一内心的触动，为自己找到了一个舞台，虽然是个T型台。
——前言
肿瘤治疗的难题一直困扰着人们，多少年来，虽然各种基础研究在体外和动物模型中揭示了肿瘤的种种“特征”，人们也从中找到了肿瘤细胞不同于正常细胞的基因、蛋白质、生长状态等多方面的“特异之处”，然而在体内特异性地针对肿瘤的这些特征去消灭肿瘤却异常困难。这种困难除了受限于治疗手段的发展进步，更多的却是来源于肿瘤本身形成和发展的复杂性，这样的复杂性，一方面表现在难以有效区别肿瘤和正常细胞，另一方面表现在肿瘤细胞的多能性和多态性。
（图片引自DouglasHanahanandRobert A. Weinberg，Hallmarksof Cancer: The Next Generation，cell，2011）
庆幸的是，如果肿瘤的某一方面特征严重暴露，不管是组织来源的特征还是肿瘤自身演变过程产生的特征，人们能够不断发明一些新的方法去抓住这些阿喀琉斯之踵进行攻击。这方面，近几年迅速发展的肿瘤免疫治疗极具代表性，如CAR-T治疗，免疫检查点抑制剂及其他抗体制剂。单就CAR-T治疗而言，靶向CD19抗原的CAR-T在复发难治性B细胞急性淋巴细胞白血病治疗的临床试验中一度能够达到90%以上的客观缓解率，这是非常令人瞩目的肿瘤治疗成就。这证明，这种由嵌合抗原受体提供特异性靶向和杀伤能力的方式能够有效地在体内介导T细胞特异性地杀伤肿瘤。
但CAR-T在实体瘤治疗中的效果却不尽人意，为什么呢？
这要回到前面讨论的肿瘤治疗的两个方面的难题，一个是在体内对肿瘤细胞和正常细胞的区分，另一个是肿瘤细胞的多能性和多态性。在区分方面来看，得益于B细胞一些自身特异性靶点如CD19/20等的存在，CAR-T对B细胞系肿瘤这一靶点的特异性靶向是CD19-CAR-T治疗成功的首要原因，而实体瘤由于缺乏肿瘤特异性抗原，要有效区分它和正常组织或器官，非常困难。在肿瘤细胞的多能性和多态性方面来看，大多数实体瘤会由于其在代谢、免疫逃逸、组织形成方面的多能性，会在多方面限制免疫系统对其的控制和杀伤，加之肿瘤干细胞、肿瘤细胞的高异质性以及循环肿瘤细胞等实体肿瘤表现出的多态性，导致特异性单一靶向的免疫细胞无法有效治疗实体肿瘤。
（图片引自DouglasHanahanand Robert A. Weinberg，Hallmarks of Cancer: The NextGeneration，cell，2011）
当然，针对实体肿瘤这些“特征”，科研工作者们在CAR这种结构基础上有各种新的尝试，例如双特异性CAR-T、iCAR策略、靶向肿瘤特异性糖基化靶点、混合多靶点CAR共转等解决靶点问题，联合免疫检查点抗体、敲除pd-1、pd1胞内转换共刺激受体、沉默/敲低 pd-1受体等策略解决免疫抑制问题，四代CAR-T携带趋化因子/IL-2/12/15等解决趋化浸润及联合其他免疫细胞问题等。
（图片引自Andrew D. Fesnak, Carl H. June and Bruce L. Levine，Engineered T cells: the promise and challenges of cancerimmunotherapy，Nat Rev Cancer.2016）
但这些尝试，都不约而同地忽略了一些共同的问题，T细胞本身优势和免疫系统优势的进一步组合优化及T细胞自身内部对其自己的调控，比如靶向，比如趋化，比如浸润，比如微环境中T细胞表型变化，比如T细胞按照CAR的激活方式激活后其胞内信号通路的改变及其在实体瘤免疫微环境中的适应性（这一点思考清楚了也许就能明白TCR-T为什么在一些实体瘤中表现优于CAR-T）等，这些问题，都可以通过T细胞自身靶向方式调控、胞内信号形成及传导方式调控、表型调控等方式实现，而这，恰恰是需要我们针对实体瘤特征去按照T细胞自身生物学特性在它自己身上进行进一步挖掘的地方。
所以，我认为CAR-T还有很多很多可以做的地方，当然，除了对它本身的改造，还有具体应用方式上也有一些开创性工作需要我们去做，近期我正在摸索。总的思路是，针对实体瘤特征，尽量挖掘和发挥T细胞及免疫系统天然的免疫学特征优势，在此基础上通过人工改造，通过集成和优化手段，赋予CAR-T新的突破传统T细胞行为的功能（新的靶向行为、新的激活信号形成方式、药物及免疫因子等的输送载体、新的免疫调控功能、新的趋向行为、新的微环境调控及生成行为等），也就是仿生和人工改造优化并举。下面就两个关键性的方面，我举几个例子谈谈我的一些思考，仅供大家探讨批判。
什么是新的靶向方式呢？
CAR-T相比较于天然的T细胞，其靶向方式本身已经经过了创造性的改造，赋予其绕过MHC限制性靶向这一优点，而在这一单链抗体结合T细胞提供其靶向结合的方式，还有哪些方面可以进一步改造优化呢？既然CAR这种结构是来源于不同免疫细胞或成分结构经人工改造组合，那么靶向问题这方面的拓展，就要回归到免疫系统本身的优势上面来。我们可以思考胞外单链抗体的靶向及其结合特性还有哪些可以尝试改进或者改变的地方，可以进一步提高特异性，或者实现对TAA的辅助识别基础上的量化靶向以提供T细胞不同程度的激活状态，比如单链抗体亲和力的不同状态下的调控，比如linker修饰调控单链抗体和抗原的结合，比如单链抗体选取的抗原表位位置对激活状态的影响（这一点在实体瘤组织中是否成立还需要进一步研究，同样的，对CAR结构做类似于TCR信号形成中力学研究方面的研究和改造不仅仅需要在体外成立，更重要的是在实体瘤组织中有效，因为这是一个三维的力学空间及多种混合细胞群体互作状态）等。这是针对单一明确靶点的靶向。
那么，是否可以将抗体识别的多样性优势赋予CAR-T，以实现对实体瘤高异质性问题的有效解决？
让免疫系统自身的优势经过组合发挥这样的作用，值得尝试，这就是“让免疫的回归免疫”的初衷，我最近摸索设计的一个CAR-T在实体瘤治疗中的应用方式，就是基于这一点，让免疫系统的优势组合自己去寻找靶点，为实体瘤患者做个体化筛选匹配。这样的方式，相比较于传统的基于测序寻找靶点的精准医疗范式而言，是更加直接进行个体化匹配和筛选靶点的方式，直接产生个体化匹配的细胞产品，免去neoantigen的筛选及其对应的TCR-T制备或者TILs的分选扩增等复杂工作。可以说这是让肿瘤的精准医疗模式突破单纯的测序依赖性，而通过免疫系统的多样性优势与个体化动物模型的更充分应用和优化组合，使免疫系统自己代替人工解决肿瘤免疫治疗的难题。当然，这一应用方式需要解决外周免疫耐受调控和人源化模式动物的有效构建和利用。
那么，什么是新的激活信号形成方式呢？
从CD19CAR-T在B细胞系肿瘤的临床治疗疗效和众多的CAR-T在基于实体瘤的基础研究来看，CAR的胞内信号形成中将第一信号第二信号进行嵌合，由同一受体或多受体同时进行激活这一形式是能够有效的提供给T细胞激活和增殖信号的，然而，这种信号形成方式在实体瘤微环境中，面对肿瘤细胞和肿瘤相关免疫抑制细胞的相互作用，尤其是在实体瘤组织三维立体形态中，面对多细胞集群时，是否还能提供有效的激活和增殖信号？我们需要明确的一点是，同一受体同时激活双信号的形式，意味着会被抑制性受体同时抑制，也面临着高异质性的挑战，而双信号分开独立到两个受体的形式又面临着免疫突触的无法有效集簇，导致结合的不稳定（要明白TCR-T还具有CD4/8结合MHC提供第二结合力）及杀伤效应分子释放不足导致的杀伤效力不足。所以，在面对多细胞群体立体聚集状态时，CAR-T的激活和杀伤信号形成应该更多考虑免疫突触的有效调控。
另一方面，在面对包括肿瘤细胞自身及肿瘤相关抑制细胞的免疫抑制受体作用时，结合免疫检查点抗体在解决免疫抑制的同时意味着引进解除免疫抑制所带来的副作用，而敲除或敲低免疫抑制受体意味着面临CAR-T失控风险，这方面，如能够结合胞外配体蛋白基础上按照universal形式应用的CAR-T如能够在体内很好地进行对CAR-T激活的调控，或者结合人工添加的调控及自杀开关，还有一点希望。但这些组合方式，都会对临床应用带来更多的不可控因素以及增加应用难度和患者负担。
那么，胞内调控呢？
我们可以在对T细胞信号形成的仿生学基础上，结合信号转导和形成的基础，进行创新性改造工作，使T细胞的信号形成越过CAR这种胞内信号形成方式，同时通过该受体的信号形成及转导，在胞内对免疫抑制信号转导进行抵抗，对免疫突触的形成和定向集簇进行有效控制，提供给T细胞定向专一性杀伤的特征。这方面，可以参考CAR-T研究早期的一些文献中对CAR的结构摸索方面以及近几年对CAR结构改造优化方面一些研究，结合T细胞信号通路及其他信号通路调控改造相关研究进行一些思考。
当然，除了上述一些列举的问题和解决方式的思考，CAR-T应用于实体瘤治疗还有许多问题及可以尝试的地方，诸如突破肿瘤基质细胞屏障更好地进行浸润、增强CAR-T在实体瘤微环境中的代谢竞争、实体瘤微环境中免疫耐受机制的反向应用以调节和改善肿瘤微环境、“冷肿瘤”的预处理使之变成“热肿瘤”等等吧，这些需要CAR-T挑战的难题同时也给CAR-T带来了更多可以改进的地方，我们需要打开思路，在“仿生学”基础上更多地进行人工改造优化，将更多的免疫系统的优势集合到T细胞身上，使其发挥作用。这一思路除了因为CAR-T这种形式的应用取得最优秀的免疫细胞临床治疗效果之外，另一个原因是，患者需要一种最简单最有效的治疗方式，临床结果的评估也要求最简单有效，制药工业化也需要最简单优化有效的产品。所以，让CAR-T通过最简单的方式更多地进行胞内调控和发挥多方面作用，将更有利于其在解决实体瘤治疗复杂难题的同时确保其按照药品进行临床应用。
另外，据这两天的消息报道 KITE 已向FDA提交他们的CAR-T产品KTE-C19的生物制品许可申请，产品取名为axicabtagene ciloleucel（确实挺难读的，难道简称AXIC，爱克斯克？），恭喜他们，希望进展顺利！我们国内的CAR-T产业界，经过五月事件和产业阵痛，现在市场趋于理性和规范，近期据韩为东教授微信消息透露，他们团队和CBMG合作的CD19CAR-T产品已完成产业化升级，近期通过CFDA备案已开始按照药品正规流程进行I期临床试验，祝贺韩教授！同行们需要加油，一起努力加快进度。
后记——
人类与癌症的战争经历了多少代人，近几年肿瘤免疫治疗的发展，让我们似乎看到了胜利的曙光，而精准医疗及各种“计划”，都希望能为这一胜利的到来贡献一份力量，而我作为一个创业者，虽然面临着各种困难，背后支撑我的，除了团队给予我的信任和支持，更多的是我早期的攻克癌症的理想，我想这也是大多数癌症研究工作者和相关产业工作者的理想，所以我知道，我并不是一个人在战斗，希望我们能够广泛合作，共同致力于攻克癌症这一非常有意义的事业！在此借助细胞培养俱乐部微信公众平台分享我作为初学者和这个领域初生牛犊的一些思考，欢迎同行老师前辈朋友们批评指正交流，共同进步，早日实现我们共同的理想。
作者简介：
联系客服
