費城兒童醫(yī)院(Children's Hospital of Philadelphia，簡稱CHOP)是賓夕法尼亞大學(xué)派瑞曼醫(yī)學(xué)院的教學(xué)醫(yī)院之一，其專門設(shè)立了兒童癌癥腫瘤免疫治療計劃研究項目，應(yīng)用腫瘤免疫療法治療急性淋巴細(xì)胞白血病、霍奇金或非霍奇金淋巴瘤以及肉瘤已有多個臨床試驗正在開展。

研究領(lǐng)域主要集中在針對兒童急性淋巴細(xì)胞白血病的CAR-T(嵌合抗原受體T細(xì)胞)療法應(yīng)用。其中諾華公司CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品的全球首例臨床試驗，就是由該醫(yī)院的Stephan Grupp博士主導(dǎo)開展。

CAR-T技術(shù)在兒童患者

身上會取得更好的治療效果

現(xiàn)如今，工程化T細(xì)胞療法已經(jīng)在B細(xì)胞惡性腫瘤患者中表現(xiàn)出令人印象深刻的臨床治療效果。但值得注意的是，仍有許多患者由于體外擴增失敗而無法接受T細(xì)胞治療，而這是細(xì)胞治療的必要組成部分，也是其體內(nèi)活性的預(yù)測因素。CAR-T技術(shù)的研發(fā)人員也在進行多個方面的探索和技術(shù)改進，為了評估這些功能差異的生物學(xué)特征，賓夕法尼亞大學(xué)Nathan Singh和費城兒童醫(yī)院的Stephan A. Grupp、David M. Barrett博士，對兒童急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)和非霍奇金淋巴瘤(NHL)患者在化療期間的T細(xì)胞擴增潛能和記憶表型進行了研究。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Science Translational Medicine》上。

該研究團隊發(fā)現(xiàn)富含早期血液細(xì)胞譜系的T細(xì)胞群的患者在體外的擴增效果更好，并且與NHL患者相比，ALL患者具有更多數(shù)量的這種細(xì)胞，擴增能力也更強。此外，該團隊還進一步證實了早期血液細(xì)胞譜系會被環(huán)磷酰胺和阿糖胞苷化療選擇性地耗盡，而白細(xì)胞介素-7(IL-7)和IL-15具有能夠富集早期血液細(xì)胞譜系，挽救T細(xì)胞擴增的能力。因此，早期血液細(xì)胞譜系對T細(xì)胞適當(dāng)?shù)臄U增至關(guān)重要，通過T細(xì)胞采集或培養(yǎng)方法的時間來富集該細(xì)胞群，可以進一步增加受益于CAR-T細(xì)胞療法的患者數(shù)量。

綜上，研究人員通過對患者外周T細(xì)胞的系列分析，表明了先前接受的化療會使得嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞的擴增能力和其隨后在兒科癌癥中的臨床活性減弱。也就是說，尋找相對年輕的T細(xì)胞用于腫瘤免疫治療，會讓患者取得更大的獲益。而這也是為什么CAR-T技術(shù)在兒童患者身上會取得更好的治療效果。

特定類型的化療藥物

會影響CAR-T細(xì)胞的擴增能力

在即將到來的2018年AACR會議上，David M. Barrett博士將會宣布更進一步的研究結(jié)果。他表示，累積化療與工程化T細(xì)胞的擴增潛力下降相關(guān)。此外，特定類型的化療藥物(包含阿霉素或環(huán)磷酰胺)清除T細(xì)胞的spare respiratory capacity (SRC)或能量儲備是臨床表現(xiàn)不佳的前兆。

分析還表明，依賴于谷氨酰胺和脂肪酸途徑的T細(xì)胞具有良好的CAR-T細(xì)胞擴增潛力，而依賴于糖酵解的T細(xì)胞不適合制備CAR-T細(xì)胞。總的來說，新的研究結(jié)果強調(diào)CAR-T細(xì)胞療法在個體患者中的成功取決于起始T細(xì)胞的質(zhì)量。

Barrett說：“我們深入探討了為什么這些T細(xì)胞不能制造出好的CAR-T細(xì)胞，同時在研究什么是最好的起始材料，以便可以改變現(xiàn)有的方法，確保能夠制造出功能強大的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品，而不僅僅只適用于兒童白血病患者，也適用于潛在的實體瘤CAR，目前，我們正在朝著未來的這一發(fā)展方向而努力。”

對此，AACR主席Michael Caligiuri博士評價道，這項研究為免疫療法、免疫腫瘤學(xué)和精準(zhǔn)醫(yī)療的交叉解決腫瘤臨床問題提供了良好范例。

在這項最新的研究中，他們對免疫應(yīng)答和免疫療法進行分析，以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題以及如何解決這些問題，在這種情況下，研究人員發(fā)現(xiàn)了無法正常工作的T細(xì)胞，Barrett博士使用基因表達(dá)譜分析并找到一條途徑(一種能量通路)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞似乎是被腫瘤或化療所耗盡。基于此，研究人員可以預(yù)測更精準(zhǔn)的治療效果，也就是“誰能做得好，誰不能。”

在CAR-T細(xì)胞療法的早期臨床經(jīng)驗中，Barrett及其同事注意到從某些患者收集的T細(xì)胞出現(xiàn)了“耗竭”的現(xiàn)象，不能在生產(chǎn)過程中存活或在輸注給患者后表現(xiàn)不佳。而研究人員先前在《Science Translational Medicine》上的報道，已經(jīng)表明了更年輕的T細(xì)胞表現(xiàn)最好，以及那些接受少次化療或者沒接受過化療的患者。

為研究導(dǎo)致T細(xì)胞質(zhì)量低的因素，研究者前瞻性收集了157例急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)，慢性骨髓性白血病、霍奇金和非霍奇金淋巴瘤(NHL)、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、骨肉瘤、橫紋肌肉瘤、腎母細(xì)胞瘤，或尤因肉瘤患者。并在診斷時和每個化療周期后進行細(xì)胞的采集。

實驗室分析使用了一種經(jīng)過驗證的正常人T細(xì)胞模型，結(jié)果顯示所有的T細(xì)胞樣本都有較低質(zhì)量的擴增潛能，除了來自于ALL或Wilms腫瘤(腎母細(xì)胞瘤)患者的T細(xì)胞。隨后的分析顯示，隨著總化療次數(shù)的增加，所有樣本的擴增潛力持續(xù)下降，尤其是小于3歲的兒童。

體外試驗表明，含阿霉素和環(huán)磷酰胺的化療方案對T細(xì)胞的毒性特別大，這些化療藥物攻擊細(xì)胞的能量發(fā)生器-線粒體，對此，Barrett解釋說，線粒體的破壞導(dǎo)致了細(xì)胞的SRC(spare respiratory capacity)耗竭。

然而，這并不能解釋為什么一些T細(xì)胞在化療前有較差的CAR潛能。另外的實驗室研究表明，具有較差的CAR潛力的T細(xì)胞傾向于依靠糖酵解作為能量源而不是脂肪酸。

Barrett及其同事利用T細(xì)胞的實驗室模型發(fā)現(xiàn)，他們可以“強制”糖酵解偏向的T細(xì)胞使用脂肪酸來獲得能量，至少是經(jīng)歷過化療的T細(xì)胞。但相關(guān)細(xì)胞的代謝途徑偏好的發(fā)現(xiàn)尚未從癌癥患者中獲得的T細(xì)胞得到證實。

Barrett說：“起始材料質(zhì)量的根本差異可以解釋為什么CAR-T細(xì)胞療法在大約90％的兒童ALL患者中產(chǎn)生客觀反應(yīng)，相比之下，在成人NHL患者中，相同的CAR-T細(xì)胞卻只有約50％的反應(yīng)率”。此外，這項研究結(jié)果還表明了，開發(fā)能夠有效治療實體瘤的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品可能需要不同的生產(chǎn)或加工策略。

綜上所述，這項最新的研究為CAR-T技術(shù)在更多類型的癌癥治療中的應(yīng)用提供了重要的支持，可能會擴大患者的受益范圍。

參考出處：

http://www.aacr.org/Newsroom/Pages/News-Release-Detail.aspx?ItemID=1153#.Wq9EYN-WbIU

https://www.medpagetoday.com/meetingcoverage/aacr/71827

DOI: 10.1126/scitranslmed.aad5222

http://www.aacr.org/Funding/Pages/Stand%20Up%20To%20Cancer/david-m-barrett.aspx#.Wq8QOd-WbIV