1、CAR-T 肿瘤免疫细胞治疗系列专题一过继性细胞治疗的概念及分类美国生物学家乔治戴利曾说：如果 20 世纪是药物治疗时代，那么 21 世纪就是细胞治疗的时代。无论是利用自身细胞抗癌的“肿瘤细胞免疫治疗”还是万能的“干细胞治疗”，都拥有数千亿美元的市场空间，都代表着未来医学发展的重要方向。我们的肿瘤免疫细胞治疗项目正是在这样的大背景下而启动。伴随着肿瘤免疫细胞治疗项目的启动，从本期开始，我们将每期为大家带来关于肿瘤免疫细胞治疗的一个专题，包括相关背景知识的介绍、目前临床应用面临的问题、临床前基础研究的热点、业内的最新进展、业内潜在客户、我司相关技术与该行业的结合等等。目的是帮助大家深入了解肿瘤免
2、疫细胞治疗的各方面，以帮助大家寻找、筛选潜在客户并最终成单，请大家持续关注。当前最火热的肿瘤免疫细胞治疗技术要数 CAR-T 疗法，我们的项目也主要关注于 CAR-T 疗法，而 CAR-T疗法是宏观的肿瘤免疫疗法中的过继性细胞治疗手段的一个分支。因此，在详细了解 CAR-T 的相关内容之前，让我们先大致回顾一下整个肿瘤免疫疗法及其中的过继性细胞疗法的概念及分类。什么是肿瘤免疫治疗肿瘤免疫疗法被称为继手术、放疗、化疗后的第四种肿瘤疗法。与传统治疗方式不同，肿瘤免疫疗法是一种针对人体免疫系统而非直接针对肿瘤的疗法，通过激发或调动机体的免疫系统，增强肿瘤微环境的抗肿瘤免疫力，从而控制和杀伤肿瘤细胞。
3、事实上，肿瘤免疫疗法已有近 30 年的历史，由于近几年在临床实验上取得的巨大成功，肿瘤免疫疗法被科学杂志评为 2013 年十大科学突破第一位。近两年，细胞、科学、自然等国际顶级期刊相继发表多项该领域的突破性研究成果，制药巨头也不断推出此类型的重磅疗法。因此，该疗法是当前肿瘤治疗领域最具前景的研究方向，受到了学术机构、医院及制药公司的广泛关注，这些似乎都预示着，免疫疗法的时代已经到来。目前，我们通常所说的肿瘤免疫治疗策略主要包括四大类：过继性免疫细胞治疗、免疫检验点单克隆抗体治疗、肿瘤疫苗治疗、非特异性免疫刺激治疗（细胞因子治疗）。其中，过继性免疫细胞治疗和免疫检验点单克隆抗体治疗这两大类疗法，
4、无论在临床试验效果、科研热度，还是药厂的开发力度都遥遥领先。而上述我们提到的项目主要关注于其中的过继性免疫细胞治疗。由于免疫检验点单克隆抗体治疗、肿瘤疫苗治疗、非特异性免疫刺激治疗这三类治疗手段不是我们项目的重点，因此先简要介绍下这三类治疗手段，过继性免疫细胞治疗将在下节详述。免疫检验点单克隆抗体疗法免疫检验点抗体是通过激活正向刺激因子或抑制负向刺激因子来激活病人自身免疫系统中的 T 细胞从而消灭肿瘤细胞的治疗方法。单抗是由一个 B 淋巴细胞增生、繁殖而成的单克隆细胞所产生的抗体，与一般的抗血清不同，是针对一种抗原的抗体，特异性强、可大量生产、易标准化、分子组成均匀、单一。通过淋巴细胞杂交瘤技
5、术或基因工程技术制备的单抗药物可以作为诊断剂或检测剂，专一性识别相关抗原，对肿瘤相关靶点特异性结合，主要通过抗体依赖性细胞毒性（ADCC）效应、补体依赖性细胞毒作用（CDC）等效应机制选择性杀伤肿瘤细胞。单克隆抗体因具有鲜明的靶向性和显著的疗效，在肿瘤治疗中发展迅速，对淋巴癌、乳腺癌、结直肠癌、肺癌、肾癌、黑色素瘤等均有疗效。T 细胞的激活依靠“双信号”细致地调控。一个激活信号是 MHC-TCR 的结合，另一个是共刺激分子（OX40、4-1BB）和共抑制分子（CTLA-4、PD-1/PD-L1 ）的信号传递，好比“油门”和“刹车”。运用OX40、4-1BB 的激活剂单抗犹如“踩油门”，运用 C
6、TLA-4、PD-1/PD-L1 的拮抗剂单抗如同“松刹车”。目前，负向刺激因子的抑制剂是研究的重点。以抗 CTLA-4 单抗为例，CTLA-4 表达于大部分活化的 T 细胞表面，CTLA-4 与 CD80 结合传导抑制信号，抑制 T 细胞的免疫反应，封闭 CTLA-4 后，活化 T 细胞可以持久发挥抗肿瘤免疫效应。免疫检验点单抗面临的挑战是，它仅能解除已经位于肿瘤边缘的 T 细胞的束缚或加强呈递，但不能促使 T 细胞攻击肿瘤，一些病人并不会进行免疫反应。非特异性免疫刺激非特异性免疫又称先天性免疫，与特异性免疫相对应，都是机体识别和排斥异己物质的机能。非特异性免疫是机体在长期的种系发育与进化过
7、程中逐渐建立起来的天然防御功能，具有先天性、可遗传、反应迅速、作用无特异性等特点。非特异性免疫刺激是通过刺激剂诱导非特异性免疫反应，激活巨噬细胞，增强溶酶体活性，刺激 T 细胞、NK 细胞或抗原呈递细胞来加强抗原呈递过程，活化机体免疫力从而杀死肿瘤细胞的治疗方法。非特异性免疫刺激剂是指能激活多数 T 或 B 淋巴细胞克隆的非特异性刺激物质，包括内毒素、脂质 A、海藻糖、胸腺肽以及一些中药成分。通过刺激抗原呈递细胞来增强抗原呈递的药物包括：Toll 样受体配体咪喹莫特用于治疗基底细胞癌，卡介苗用于膀胱癌局部灌注；通过抑制免疫调节 T 细胞来增强抗原呈递的药物包括：达利珠单抗（Daclizumab
8、），地尼白介素-2 ，用于治疗皮肤性 T 细胞白血病及卵巢癌。这种疗法从 70 年代兴起，但因其毒性大、治疗时间久以及治疗肿瘤范围限制导致应用受限。肿瘤疫苗肿瘤疫苗是通过激活自身免疫系统来治疗肿瘤的免疫疗法。肿瘤疫苗主要包括肿瘤细胞疫苗、肿瘤抗原疫苗、肿瘤 DNA 疫苗、DC 疫苗、细菌疫苗等。根据用途的不同可分为预防性疫苗和治疗性疫苗，前者可控制肿瘤的发生，后者用于化疗后的辅助治疗。肿瘤疫苗是将肿瘤抗原以多种形式如肿瘤细胞、肿瘤相关蛋白或多肽、表达肿瘤抗原的基因等导入患者体内，通过肿瘤抗原刺激体内 T 细胞，激发特异性细胞免疫，从而清除肿瘤的治疗方法。肿瘤疫苗具有疗效高、特异性强、不良反应小
9、等优点，可独立治疗肿瘤，又可与手术、放疗、化疗相结合，在肿瘤综合治疗中占有重要地位。什么是过继性免疫细胞治疗过继性免疫细胞治疗（Adoptive Cell Transfer Therapy，ACT），是指从肿瘤患者体内分离免疫活性细胞，在体外进行扩增和功能鉴定，然后向患者回输，从而达到直接杀伤肿瘤或激发机体的免疫应答杀伤肿瘤细胞的目的。过继性免疫细胞治疗主要包括 TIL、LAK、CIK 、DC、NK 、TCR-T、CAR-T 等几大类。TIL（Tumor Infiltrating Lymphocyte，肿瘤浸润淋巴细胞）TIL 疗法是从肿瘤附近组织中分离出 TIL 细胞，加入生长因子 IL-2
10、 进行体外大量扩增，再回输到患者体内，从而扩大免疫应答，治疗原发或继发肿瘤的方法。TIL 是肿瘤间质中的异质性淋巴细胞，包括 T 细胞以及NK 细胞等，大多数情况下以 CD3+CD8+T 细胞为主。TIL 的作用机制是通过释放细胞毒素直接杀伤肿瘤细胞，此外，还能调节机体免疫功能，提高机体对肿瘤细胞的杀伤能力。TIL 疗法在提高多种癌症患者的生存率上发挥着重要作用，例如子宫内膜癌、结肠癌、恶性黑色素瘤等，降低患者全身复发的概率。LAK（Lymphokine Activated Killer，淋巴因子激活的杀伤细胞）LAK 疗法是将外周血淋巴细胞在体外培养，经淋巴因子 IL-2 激活后扩增，回输至
11、患者体内从而广谱地杀伤肿瘤细胞的治疗方法。LAK 是淋巴因子激活的杀伤细胞，在 NK 细胞体外培养时、在细胞因子诱导下形成，能够杀伤对 NK 细胞不敏感的肿瘤细胞。LAK 中存在多种具有杀菌作用的活性物质，已经发现的有穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素、LL-37 等。LAK 的作用机制是通过 LAK 细胞膜表面的 IL-2 受体识别 IL-2，从而激活LAK 细胞，不需其它辅助物质参与即可广谱抗瘤。LAK 疗法与 IL-2 协同治疗肾细胞癌、黑色素瘤、肺癌、结肠癌等肿瘤患者，目前已获得一定的疗效。CIK（Cytokine Induced Killer，细胞因子诱导的杀伤细胞）CIK 疗法是将人的外周血
12、单核细胞在体外与多种细胞因子共同培养一段时间，获得大量 T 淋巴细胞后回输患者体内，从而精确地杀伤肿瘤细胞而不损伤任何正常组织。CIK 是人体外周血中的 T 淋巴细胞，膜表面标志为 CD3+和CD56+，既有强大的抗瘤活性又有非 MHC 限制杀瘤特点，识别能力很强，能点射肿瘤细胞。CIK 的作用机制是通过释放穿孔素及颗粒酶而直接杀伤肿瘤细胞，或是通过分泌多种细胞因子而间接杀伤肿瘤细胞，除此之外还能通过激活凋亡基因诱导肿瘤细胞凋亡。CIK 疗法应用于清除残余癌细胞，预防复发和转移，降低放化疗的毒副作用，用于放、化疗无效的患者的治疗，用于失去手术指征或已复发转移的晚期患者，缓解症状、延长生存期。D
13、C（ Dendritic Cell，树突状细胞）DC 疗法是将患者自身的单核细胞提取出来，在体外增殖、培养、诱导生成 DC 细胞，让 DC 细胞负载相应的肿瘤抗原后回输患者体内，诱导机体产生特异性或非特异性的免疫应答，激活人体内的天然抗肿瘤系统，从而达到杀灭肿瘤细胞的作用。DC 以其形状命名，是一个异质性的群体，主要从骨髓组织、血液中分离得到，抗原呈递性比普通细胞强 1000 倍，能有效激活初始 T 细胞。DC 的作用机制是重建免疫监视细胞功能，随血液在全身各处主动搜索、识别肿瘤细胞，诱导产生大量效应 T 细胞并促使其迁移至肿瘤部位，辅助 T细胞分泌多种细胞因子，加速 T 细胞杀死肿瘤细胞过程
14、。DC 细胞对血液、消化、呼吸、泌尿及生殖系统等多个系统肿瘤细胞均有杀伤作用。NK（Natural Killer，自然杀伤细胞）NK 疗法是将患者体内的 NK 提取出来，利用细胞培养技术在体外大量繁殖后再回输患者体内，从而发挥调节免疫反应及直接杀伤肿瘤细胞的作用。NK 是人体防御体系的第一道屏障，表面标志为 CD3-CD56+，杀伤活性无 MHC 限制，不依赖抗体，因此称为自然杀伤活性。NK 的作用机制为释放穿孔素、细胞因子等杀伤肿瘤细胞，活化的 NK 可发挥调节免疫作用。NK 疗法目前应用于非特异性抗肿瘤和抗病毒感染，清除体内坏死细胞及脂肪等垃圾，抗衰老等。TCR-T（T Cell Rece
15、ptor，T 细胞受体）TCR-T 疗法是将患者体内的普通 T 细胞分离出来，利用基因工程技术引入新的基因，使转基因 T 细胞表达能够识别癌细胞的 TCR-T，回输到患者体内从而杀死肿瘤细胞的治疗方法。TCR 是 T 细胞表面的特异性受体，与 CD3 结合形成 TCR-CD3 复合物，通过识别并结合 MHC 呈递的抗原从而激活 T 细胞，促进 T 细胞的分裂与分化。TCR-T 的作用机制是向普通 T 细胞中引入新的基因，使得新的 T 细胞能够表达 TCR 从而有效识别肿瘤细胞，引导 T 细胞杀死肿瘤细胞。TCR-T 疗法在黑色素瘤治疗上取得了突破性进展，同时也在肝癌、乳腺癌、卵巢癌等治疗中取得
16、了一定的成效。CAR-T（Chimeric Antigen Receptor，嵌合抗原受体）CAR-T 疗法的原理与 TCR-T 疗法相似，通过基因转导使患者的 T 细胞能够表达嵌合抗原受体 CAR，将改造后的 T 细胞回输至患者体内，生成大量特异性识别肿瘤的 CAR-T 细胞从而杀死肿瘤细胞。CAR 是 T 细胞表面的嵌合抗原受体，能够以非 MHC 限制性的方式识别肿瘤细胞。CAR-T 的作用机制是利用基因工程技术修饰 T 细胞，使其能够特异性识别并杀死癌细胞。抗 CD19 CAR-T 在血液系统恶性肿瘤的研究上取得了令人瞩目的成绩，同时也应用于治疗乳腺癌、前列腺癌、肺癌、卵巢癌、结肠癌等。
17、引子：肿瘤免疫细胞治疗的明星CAR-T早在 1985 年，由于认识到放化疗在肿瘤治疗上的局限性，美国 NCI 就推出了过继性细胞治疗的临床应用。但很快就发现在临床上这种 ACT 由于回输的免疫细胞缺乏肿瘤抗原特异性，也就是我们通常说的靶向性，因此没有在临床上起到期望的治疗效果。如上所述的 ACT 疗法分为非特异性细胞治疗（如CIK、 LAK、DC、NK 疗法）及特异性细胞治疗（如 CAR-T）。目前没有临床试验能够证明非特性的细胞治疗比如 CIK 对肿瘤有明确的疗效。CAR-T 与 CIK、DC-CIK、NK 等非特异性细胞免疫治疗不同，它是一种特异性的细胞免疫疗法。从患者体内获得 T 淋巴细胞，通过技术手段将肿瘤抗原的高亲和性与 T 细胞的杀伤作用相结合，使 T 细胞获得特异性杀伤肿瘤细胞的能力，经过大量扩增后回输到体内。由于非特性的细胞对肿瘤细胞的杀伤力没有特异性 T 细胞强，所以 CAR-T 是未来的发展方向。如上图右所示，截止2015 年 12 月的 ACT 临床试验注册数共有 200 多例，约 40%为 CAR-T 疗法试验。因此，在肿瘤过继性免疫细胞治疗领域，CAR-T 疗法无疑已成为研究机构和制药公司争相“追捧”的明星。
