2017年注定是CAR-T治療里程碑式的一年。Novartis和Kite的CAR-T療法上市申請都遞交了，不出意外的話，今年CAR-T就會走上臨床。已經(jīng)處于優(yōu)勢地位的Novartis乘勝追擊，先是CTL019再次獲得「重大突破」稱號；近期，又與bluebird及Celyad達成合作協(xié)議，獲得CAR-T相關**使用權。
時至今日，幾乎已經(jīng)聽不到對CAR-T療法的質疑了。大家現(xiàn)在最關心的是，這個治療過程極其復雜的療法究竟如何落地，讓更多的普通患者受惠，畢竟一次治療費用高達數(shù)十萬美元，不是一般患者能承受的。
來自Fred Hutchinson 癌癥研究中心的Matthias Stephan博士另辟蹊徑，在CAR-T治療歷史上第一次實現(xiàn)在體內構建CAR-T細胞。從理論上講這種療法不僅大大簡化了CAR-T治療的流程，降低了治療風險，更重要的是這種方法會大大降低治療成本，讓CAR-T變得更親民。上個月中旬，Stephan博士團隊的這項研究刊登在著名期刊《自然 納米技術》上。
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| Matthias Stephan（圖片來自Fred Hutch官網(wǎng)） |
CAR-T治療在取得可喜成果的同時，也讓我們看到了它的問題和局限。
第一，治療過程相當復雜。該療法需要從癌癥患者的血液中提取T細胞，在實驗室中對其進行基因改造、培養(yǎng)，這個過程持續(xù)時間少則10天以內，多則3周以上[5]，然后再將其回輸?shù)交颊唧w內。
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| 傳統(tǒng)的CAR-T療法操作過程十分復雜 |
第二，化療增加了風險。為了給CAR-T細胞騰出空間，患者必須接受化療，這雖然能夠抑制癌細胞，但卻會“傷及無辜”，正常的免疫細胞也會遭到破壞。Juno公司的CAR-T臨床II期試驗中，兩名患者由于接受化療而導致腦水腫先后死亡[6]。
第三，治療成本之高絕非一般患者所能承受。英國有關分析機構稱，對于急性淋巴細胞白血病（ALL）的年輕患者，采用CAR-T治療的費用可能高達64.9萬美元[3]。
上面的三大問題主要是由T細胞需要在患者體外接受改造造成的。如果能有一種方法讓特定的T細胞在患者體內就變成「特種兵」CAR-T細胞，問題就迎刃而解了。
Stephan及其團隊作為CAR-T治療領域的老兵，在提升CAR-T治療效果方面頗有建樹。4月下旬，他們團隊還給CAR-T做了個支架，直接丟到實體瘤上，可以解決CAR-T治療實體瘤不好的問題。
這一次，他們打算通過納米載體將CAR基因運輸?shù)教囟ǖ腡細胞內。Stephan博士團隊的設計思路并不復雜。他們首先把包含CAR的基因片段和可以進入T細胞核里的物質連接，組成一個四周帶正電的納米團；然后再把帶負電的可以找到T細胞的物質包裹在這個納米團的外面。如此一來，在靜電引力的作用下，就形成了一個直徑在150nm左右的穩(wěn)定納米顆粒。
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| 攜帶CAR基因的納米顆粒制作流程 |
據(jù)Stephan博士報道，他們可以將這種改造T細胞的納米顆粒制成凍干粉，裝在玻璃瓶內，使用時只需溶解注射即可。
一旦完成靜脈注射，納米顆粒會特異性與T細胞結合，而不侵擾其他的細胞。納米顆粒被T細胞吞噬后，編碼CAR的基因在引導下，進入T細胞核。在這里，CAR基因編碼CAR，并把特異性識別癌細胞的CAR裝在T細胞表面，使其成為「特種兵」CAR-T細胞。在小鼠模型體內，Stephan博士發(fā)現(xiàn)經(jīng)過納米顆粒體內改造的T細胞可以在24到48小時內產(chǎn)生CAR。
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| 納米顆粒示意圖：黃色部分為分子標記，橙色部分能將CAR基因攜帶到細胞核，灰色螺旋部分是CAR編碼基因 |
研究人員首先在將納米顆粒與脾細胞一起培養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)攜帶CAR基因的納米顆粒確實能夠改造T細胞、使其表達CAR。接下來他們又將攜帶CAR基因的納米顆粒注入小鼠體內并對其進行了研究。發(fā)現(xiàn)在注射4h后，納米顆粒與外周循環(huán)中的T細胞發(fā)生了結合，并且在小鼠的脾臟、淋巴結和骨髓中分布最高。
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左圖：納米顆粒結合到T細胞表面 右圖：CAR基因整合和表達 |
之后，研究人員又對其毒性進行了測試。對小鼠各項指標進行檢測發(fā)現(xiàn)：注射納米顆粒的實驗組小鼠與注射磷酸鹽緩沖液的對照組小鼠相比并無差異。這表明納米顆粒是無毒的。
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| 實驗組和對照組血細胞計數(shù)和血液化學檢測結果無差異 |
他們采用淋巴瘤小鼠模型，對CAR納米顆粒治療與傳統(tǒng)的CAR-T（先進行化療再注射CAR-T細胞）療效進行了比較。實驗結果是可喜的：CAR納米顆粒治療與傳統(tǒng)的CAR-T治療效果相當。采用這兩種療法的小鼠生存期平均提高到了58天，中位生存期大約為兩周。
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| 納米CAR-T和傳統(tǒng)CAR-T療效相當：左為對照，中間為納米CAR-T，右為傳統(tǒng)CAR-T；深顏色是腫瘤區(qū)域 |
攜帶CAR基因的納米顆粒可以產(chǎn)生與目前采用的CAR-T療法類似的抗癌效果。這讓Stephan看到了希望：他將能給癌癥患者提供更溫和、更便宜和更簡單的免疫治療。不同于回輸CAR-T細胞，納米CAR-T細胞不依賴化療來清除體內的免疫細胞，相反，可用于納米顆粒靶向的T細胞越多越好。Stephan指出“我們使用的是患者體內的T細胞。創(chuàng)新點在于：理論上，這可能是不需要化療的淋巴瘤一線療法?！?/span>
鑒于納米顆粒成本低、易于構建，Stephan設想這將成為一種像化療那樣易于存儲和實施的治療方法。Stephan 稱“我們正在結合所有技術的優(yōu)點。未來某一天，在確診的當日，納米CAR-T療法可以成為備選療法之一，并且可以就近治療?！?/span>
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納米CAR-T治療示意圖：黃色圓球為納米顆粒，藍色圓球為T細胞，褐色圓球為腫瘤細胞 |
雖然該研究取得了很大成功，但是將這一方法用于臨床研究還有很多路要走。Stephan正在研究讓CAR基因在人體內轉移和表達更安全的新方法。他也在和公司合作以制備能夠用于臨床的納米顆粒。
Stephan認為癌癥免疫治療可能只是一個開始。理論上，納米顆?？梢员桓脑欤詽M足那些需要疫苗來激發(fā)免疫系統(tǒng)以抗病毒但卻等不了幾個月的患者的需求。他表示“我們希望這可以用于肝炎等傳染病。這可能是向患者提供其身體所缺受體的方法。只需要很少的經(jīng)過改造的T細胞就可以抗病毒?！?/span>