CAR-T療法的安全性深度分析

導(dǎo)語(yǔ)：前面幾期欄目我們給大家介紹了CAR-T這一新型細(xì)胞療法的基本原理及發(fā)展歷程，一方面是為了讓讀者更準(zhǔn)確全面地認(rèn)識(shí)CAR-T，同時(shí)也期待借此把握以CAR-T為代表的新型細(xì)胞療法及其臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展脈絡(luò)，逐步勾勒出CAR-T免疫療法的發(fā)展圖景。領(lǐng)略了CAR-T神奇多彩的一面，內(nèi)心是不是有點(diǎn)小激動(dòng)呢？不過(guò)呢，今天我們要改變一下畫(huà)風(fēng)，來(lái)聊一聊CAR-T的另一個(gè)略為沉重的話題——副作用，即安全性問(wèn)題。
隨著全球范圍內(nèi)眾多臨床實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，雖說(shuō)CAR-T在血液腫瘤乃至某些實(shí)體瘤上的成功和不俗表現(xiàn)大家都早已耳熟能詳，已經(jīng)不再是什么新鮮的事情；但是緣于眾多學(xué)者、醫(yī)生、患者、投資人的持續(xù)關(guān)注和大量資本的加入運(yùn)作，CAR-T免疫療法已迅速成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域炙手可熱的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)甚至重點(diǎn)突破方向，關(guān)于CAR-T的 “技術(shù)帖”、科普文也都如雨后春筍般大量出現(xiàn)，借助信息時(shí)代便捷的傳播途徑，關(guān)于CAR-T的知識(shí)已經(jīng)能夠快速、方便、廣泛地被人們獲取和掌握，以至于已經(jīng)出現(xiàn)這樣一種趨勢(shì)：一談細(xì)胞療法，必提CAR-T。
然而，就與人的做事準(zhǔn)則一樣，越是熱情高漲的時(shí)候往往就越需要保持清醒的頭腦，尤其是在今年8月31日，諾華CAR-T產(chǎn)品 Kymriah獲得FDA批準(zhǔn)上市的消息一經(jīng)放出，期待已久的人們頓時(shí)歡欣鼓舞，喜大普奔。誠(chéng)然，這是一個(gè)里程碑式的重大事件，標(biāo)志著一款真正意義上的治療性CAR-T產(chǎn)品正式上市銷(xiāo)售，造�；颊撸ūM管47.5萬(wàn)美金的價(jià)格也著實(shí)讓人一身冷汗，小編更是忍不住掂掂自己的錢(qián)袋夠不夠重~），這絕對(duì)是CAR-T短短幾年的發(fā)展史上值得濃墨重彩的一筆。但是，熱潮的背后，我們也要清醒地意識(shí)到這一新興抗癌神器在應(yīng)用的時(shí)候仍然存在著一些不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)！
典型的例子便是9月3日，也就是 Kymriah 獲批上市之后的第4天，Cellectis公司在研的通用型CAR-T產(chǎn)品UCART123在治療時(shí)出現(xiàn)1例患者死亡的事件，隨即被FDA暫停臨床試驗(yàn)！這一突如其來(lái)的消息無(wú)疑是潑在對(duì)CAR-T滿懷熱情的人們頭上的一盆冷水，使人們更清醒的認(rèn)識(shí)到了CAR-T療法還存在安全方面的考量。事實(shí)上，JUNO、Kite和Cellectis在針對(duì)不同類(lèi)型腫瘤患者的臨床治療上都先后出現(xiàn)過(guò)患者死亡的案例，因此，本期文章我們且不介紹CAR-T技術(shù)性的問(wèn)題和知識(shí)，而是結(jié)合CAR-T在臨床治療中普遍出現(xiàn)的安全性問(wèn)題做一推介，通過(guò)整合業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的觀點(diǎn)，使讀者明白這一領(lǐng)域大家最關(guān)心的是什么問(wèn)題，問(wèn)題從何而來(lái)？解決的思路是什么？畢竟，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，就是為了未來(lái)更好地解決問(wèn)題。
CAR-T應(yīng)用方面人們最為關(guān)注的點(diǎn)：首推安全性問(wèn)題！
據(jù)稱(chēng)，F(xiàn)DA在推薦和批準(zhǔn)CAR-T臨床應(yīng)用時(shí)首先考慮因素并非大多數(shù)人認(rèn)為的有效性問(wèn)題，而是安全性問(wèn)題�？梢�(jiàn)安全性對(duì)于一種CAR-T產(chǎn)品的重要性，甚至是其最應(yīng)具備的質(zhì)量保證。目前，比較公認(rèn)的影響CAR-T安全性問(wèn)題的因素主要有三個(gè)：
首先是細(xì)胞因子釋放綜合癥（CRS）——也稱(chēng)細(xì)胞因子風(fēng)暴；
其次是脫靶效應(yīng)，即on-target/off-tumor效應(yīng)；
最后是神經(jīng)毒性。
本文中，小編將圍繞這三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子來(lái)跟大家談?wù)凜AR-T的安全性問(wèn)題。
一、頭號(hào)風(fēng)險(xiǎn)——細(xì)胞因子風(fēng)暴（CRS）
說(shuō)到CAR-T安全性，細(xì)胞因子風(fēng)暴是CAR-T 技術(shù)在臨床應(yīng)用中的難以避免的頭號(hào)風(fēng)險(xiǎn)。 由來(lái)：CAR-T技術(shù)的關(guān)鍵之處在于具備識(shí)別靶細(xì)胞表面抗原能力的嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor, CAR），T細(xì)胞利用CAR受體結(jié)合到靶細(xì)胞表面上的分子，而這種結(jié)合觸發(fā)T細(xì)胞內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生，強(qiáng)效地激活T細(xì)胞使它們快速摧毀靶細(xì)胞。而在這一過(guò)程中，CAR-T細(xì)胞大量擴(kuò)增，并釋放大量的細(xì)胞因子，所以CRS的反應(yīng)不但是CAR-T治療時(shí)的副作用，也是CAR-T治療腫瘤的療效的臨床表現(xiàn)。事實(shí)上，CAR-T誘發(fā)CRS是不可避免的，臨床上需要密切觀察，及時(shí)應(yīng)對(duì)，減低對(duì)患者的安全威脅。
圖1：CRS發(fā)生時(shí)，大量炎性細(xì)胞因子在短時(shí)間內(nèi)釋放（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
臨床案例：根據(jù)公開(kāi)報(bào)道稱(chēng)，CAR-T目前的致死事件主要還是CRS。血液腫瘤的CAR-T，無(wú)論是針對(duì)CD19、CD20還是CD123，從目前的臨床試驗(yàn)結(jié)果看基本上都會(huì)導(dǎo)致一部分患者CRS的發(fā)生，這是其治療的原理和部位決定的。之前JUNO公司JCAR015導(dǎo)致的患者死亡是因?yàn)榘┘?xì)胞進(jìn)入神經(jīng)中樞系統(tǒng)，CAR-T細(xì)胞在炎癥條件下也可以通過(guò)血腦屏障后與當(dāng)?shù)氐陌┘?xì)胞反應(yīng)引起局部CRS，導(dǎo)致病人腦水腫死亡。而此次Cellectis公司的患者死亡原因推測(cè)也是嚴(yán)重CRS導(dǎo)致的，但CRS爆發(fā)的原因，特別是快速進(jìn)展的原因仍是未解之謎，
推測(cè)除了是由于CAR-T細(xì)胞被強(qiáng)烈激活和快速擴(kuò)增外，還存在著其它的致病機(jī)制。尋找CRS的主要病因并對(duì)癥下藥，已成為克服CAR-T應(yīng)用安全性需要迫切解決的一大問(wèn)題。
解決方案：現(xiàn)在看來(lái)，在細(xì)胞免疫治療的過(guò)程中細(xì)胞因子的釋放是不可避免的，但是是否有方法或手段能夠減少細(xì)胞因子的釋放，或者說(shuō)減弱細(xì)胞因子風(fēng)暴的強(qiáng)度呢？目前，臨床上的解決方案不多，
①常規(guī)的注射IL-6中和性抗體；
②控制CAR-T細(xì)胞的輸注量也是行之有效的辦法；
③也有研究人員提出，在各種免疫療法中，尋找到腫瘤殺傷效果更突出、作用更持久的免疫細(xì)胞，有可能會(huì)減弱細(xì)胞因子風(fēng)暴的強(qiáng)度，緩解患者免疫細(xì)胞回輸后發(fā)熱、發(fā)燒的癥狀。然而怎樣篩選到這樣一些作戰(zhàn)能力強(qiáng)、作戰(zhàn)力持久的免疫細(xì)胞卻又是擺在研究人員面前的另外一道難題了。
二、致命副作用——脫靶效應(yīng)（on-target/off-tumor）
CAR-T治療過(guò)程中，除了作為頭號(hào)風(fēng)險(xiǎn)的細(xì)胞因子風(fēng)暴，脫靶（on-target/off-tumor）效應(yīng)也是CAR-T治療過(guò)程中致命的副作用。
由來(lái)：由于CAR-T抗原的靶向性非常強(qiáng)，無(wú)法區(qū)分表達(dá)相應(yīng)抗原的腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞，因此針對(duì)表達(dá)相應(yīng)抗原的腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞，都具有攻擊性。也正因此，與傳統(tǒng)抗體藥物相比，其on-target/off-tumor毒性會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的毒副作用。因此，這也要求CAR-T治療的靶點(diǎn)選取需要尋找更為嚴(yán)格的腫瘤特異性抗原作為靶點(diǎn)。
圖2：CAR-T細(xì)胞不識(shí)別腫瘤細(xì)胞上的抗原，轉(zhuǎn)而識(shí)別正常細(xì)胞抗原，造成脫靶效應(yīng)
臨床案例：但要找到如此強(qiáng)特異性靶點(diǎn)仍然困難重重，可能性也不大，目前臨床上所采用的大部分靶點(diǎn)仍然存在on-target/off-tumor效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。理想情況下的靶點(diǎn)抗原是特異性地僅存在于腫瘤細(xì)胞上，但實(shí)際上很多CAR-T細(xì)胞的靶點(diǎn)在正常組織細(xì)胞上也有表達(dá)，從而導(dǎo)致正常細(xì)胞也會(huì)受到CAR-T細(xì)胞的攻擊而損傷，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致病人死亡。例如針對(duì)CD19的CAR-T細(xì)胞治療，會(huì)導(dǎo)致B細(xì)胞發(fā)育不良，靶向Her-2的CAR-T細(xì)胞治療以及靶向MAGE-A3的TCR-T，都能導(dǎo)致腫瘤部位以外的其他組織或器官遭受攻擊，如心肺系統(tǒng)毒性。
解決方案：①考慮到on-target/off-tumor效應(yīng)副作用的不可預(yù)知性，目前已有嘗試在CAR-T細(xì)胞中加入“自殺基因”（或“分子開(kāi)關(guān)”）來(lái)做到可控凋亡，即令其表達(dá)一個(gè)可通過(guò)外源物質(zhì)誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡信號(hào)。例如單純皰疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）可使細(xì)胞在接受更昔洛韋治療誘導(dǎo)下死亡。
②另一個(gè)解決的思路是設(shè)計(jì)雙特異性CAR分子，該種雙特異性CAR在T細(xì)胞活性被刺激之前需要存在兩種腫瘤抗原或存在一種腫瘤抗原，而不存在健康細(xì)胞抗原，以此來(lái)減少脫靶效應(yīng)。這種方法已初步表明能夠改善前列腺癌臨床前模型治療的特異性，而且Juno表示在過(guò)去幾年中一直在開(kāi)發(fā)雙特異性技術(shù)。
其次是，神經(jīng)毒性
神經(jīng)系統(tǒng)毒性的發(fā)生率比前兩者相對(duì)低很多。

由來(lái)：其產(chǎn)生的原因有多種，包括患者腦白導(dǎo)致的腦部CRS、CAR-T在腦脊液中的異常擴(kuò)增等，這些因素會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)強(qiáng)烈的治療副作用，包括意識(shí)混亂、失語(yǔ)癥、反應(yīng)遲鈍、肌陣攣、癲癇等，在大多數(shù)案例中該毒性是可控的，但嚴(yán)重時(shí)可引起腦水腫，導(dǎo)致病人死亡。
圖3：CAR-T細(xì)胞進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)，誘發(fā)劇烈炎癥，引起神經(jīng)毒性（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

解決方案：目前臨床上的應(yīng)對(duì)措施主要是將腦白排除后再進(jìn)行CAR-T輸注。如果發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)毒性，首選采用激素處理，因?yàn)閱慰诡?lèi)藥物無(wú)法快速穿過(guò)血腦屏障。


總而言之，細(xì)胞因子風(fēng)暴、脫靶效應(yīng)以及神經(jīng)毒性是CAR-T療法在應(yīng)用過(guò)程中最為常見(jiàn)也最為棘手的安全性問(wèn)題，是解決CAR-T療法安全性必須逾越的“三座大山”。盡管還有其他需要考慮的因素，例如異體T細(xì)胞移植過(guò)程中伴隨的移植物抗宿主�。℅vHD）風(fēng)險(xiǎn)，但是GvHD發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)極低，目前仍未有臨床證據(jù)顯示CAR-T治療中出現(xiàn)明顯的GvHD癥狀，因此，GvHD尚不足以成為影響CAR-T安全性的關(guān)鍵因素，但也不可掉以輕心，未來(lái)隨著通用型CAR-T領(lǐng)域的技術(shù)突破，這一問(wèn)題或許也會(huì)變成CAR-T安全性所要考慮的重要方向之一。但無(wú)論是哪一方向的問(wèn)題，相信都會(huì)在世界范圍內(nèi)眾多科研人員和醫(yī)務(wù)人員的不懈努力下逐一得到解決。必須看到，基因編輯技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)也正在迅速崛起并已在眾多領(lǐng)域大放異彩，CAR-T技術(shù)與基因編輯技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)甚至免疫檢查點(diǎn)阻斷技術(shù)的融合交匯正在成為可能，這種技術(shù)交叉也正在為以上問(wèn)題的解決提供全新的思路和眾多的可能性！
今天的話題就到此結(jié)束了，更多精彩內(nèi)容，別忘了繼續(xù)關(guān)注我們后期的欄目哦！


參考資料：
1.http://mp.weixin.qq.com/s/wV5CxjWnvDDG0ybSnyhLzQ
2.Chimeric Antigen Receptor– and TCR-Modified T Cells Enter Main Street and Wall Street
3.https://www.researchgate.net/publication/312663363_An_oxygen_sensitive_self-decision_making_engineered_CAR_T-cell
4. http://ir.bellicum.com/phoenix.zhtml?c=253830&p=irol-newsArticle&ID=2259637
5.http://www.businesswire.com/news/home/20170122005187/en/Cellectis-Studies-Safety-CAR-Architecture-Controlling-CAR
6.http://www.herosbio.com/news_view.asp?newsid=222