GD2成為CAR-T治療致命腦干腫瘤熱門靶點
2018-01-30 00:00
近日，斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項研究表明，工程化人免疫細胞可以在小鼠模型中擊敗致命的小兒腦腫瘤(兒童彌漫性腦橋膠質(zhì)瘤,DIPG)。研究人員將工程化T細胞注射到小鼠體內(nèi)，工程化T細胞識別癌細胞并成功清除了小鼠的腦干腫瘤。目前，研究人員正在將這一發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向人體試驗。
這項研究于4月16日在線發(fā)表在《Nature Medicine》雜志上，值得一提的是，這是首次在腫瘤小鼠中根除重癥腦干腫瘤—兒童彌漫性腦橋膠質(zhì)瘤(DIPG)。每年，DIPG會影響全國幾百名學(xué)齡兒童，且中位生存時間僅為10個月，不存在所謂的“治愈”。
但斯坦福大學(xué)的研究團隊卻發(fā)現(xiàn)，在腦干植入人類DIPG(神經(jīng)膠質(zhì)瘤)的小鼠中，使用一種稱為嵌合抗原受體T細胞或CAR-T細胞的工程化免疫細胞能夠消除這種腫瘤，僅留下廖廖無幾的殘余癌細胞。
作為該研究的高級作者，神經(jīng)病學(xué)助理教授Michelle Monje說：“我對這種方法的效果感到驚喜，靜脈注射CAR-T細胞，能夠追蹤到大腦并成功清除腫瘤。這比我預(yù)想的結(jié)果，要明顯好很多。”
在治療結(jié)束后，研究人員通過免疫染色檢查小鼠的大腦時，與接受對照處理的小鼠中的數(shù)萬個癌細胞相比，接受CAR-T治療的小鼠體內(nèi)平均僅剩余幾十個癌細胞。
該研究的另一位資深作者Crystal Mackall博士說：“作為一名專注于癌癥免疫治療的醫(yī)生，讓我真正興奮的是在建立一種腫瘤的同時能夠讓它消失。在動物研究中，我們通常可以減緩腫瘤的生長，縮小腫瘤或防止腫瘤形成。但是，我們并不是經(jīng)常性地根除已建立的腫瘤，而這正是臨床應(yīng)用中所需要的。”
另外，在保證有效性的同時，安全性方面的問題也不容忽視。在該研究中，部分小鼠經(jīng)歷了危險水平的腦腫脹，這是由工程化細胞引發(fā)的免疫反應(yīng)的副作用，對此，研究人員補充道，將這種方法轉(zhuǎn)化到人體臨床試驗，需要非常的謹慎。
藏而不漏
在研究一開始的時候，科學(xué)家們篩選了人類DIPG腫瘤培養(yǎng)物的表面分子，而這些分子可以作為CAR-T細胞的靶點。目前，已經(jīng)應(yīng)用于人體的CAR-T療法中，需要提取患者自身的免疫細胞，然后將其工程化改造為攜帶攻擊癌細胞表面抗原的CAR-T細胞，然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，發(fā)揮攻擊并清除癌細胞的能力。
Monje的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種糖分子GD2，其在80％的病例中，在DIPG腫瘤表面上富集。且研究小組發(fā)現(xiàn)，過量的糖表達是由相同的突變引起的，這種突變導(dǎo)致了大多數(shù)DIPG腫瘤的生長，即H3K27M突變。而對于GD2在其他一些癌癥形式中的高水平表達，科學(xué)家們已經(jīng)知道幾十年了。但是在DIPG腫瘤中的發(fā)現(xiàn)，卻相當(dāng)令人驚訝。Mackall表示，“她藏而不漏，我們不知道。”
基于以上發(fā)現(xiàn)，Mackall的團隊已經(jīng)設(shè)計出一種方法來制造攻擊GD2的CAR-T細胞，且目前，類似的抗GD2 CAR-T細胞正在其他一些癌癥的臨床試驗中進行測試。在培養(yǎng)皿中，Mackall的CAR-T細胞殺死了培養(yǎng)的攜帶H3K27M突變的DIPG細胞。且如果培養(yǎng)的細胞被遺傳修飾以停止表達GD2，則CAR-T細胞不再有效。調(diào)整到不同分子靶點的其他CAR-T細胞也無法殺死DIPG癌細胞。
接下來，該團隊在腦干植入了人類DIPG腫瘤的小鼠中測試了GD2 CAR-T細胞，這是Monje實驗室開創(chuàng)的一個實驗系統(tǒng)。腫瘤建立后7-8周，每只小鼠接受一次靜脈內(nèi)注射GD2 CAR-T細胞，或作為對照治療，注射與不同靶標的CAR-T細胞。細胞能夠穿過血腦屏障，在接受GD2 CAR-T細胞治療的小鼠中，14天后檢測不到DIPG腫瘤，而接受對照治療的小鼠沒有出現(xiàn)腫瘤消退的跡象。
50天后，研究人員對小鼠進行安樂死處理并檢查了它們的腦部，使用免疫染色計數(shù)剩余的腫瘤細胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：用GD2 CAR-T細胞處理的小鼠，每只僅具有幾十個殘存的癌細胞，而每只對照小鼠則具有數(shù)萬個癌細胞。且在GD2 CAR-T處理的動物中，殘余癌細胞不表達GD2，表明了，這些殘存細胞不易受免疫療法影響，并且可能導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)。
聯(lián)合療法是趨勢
相關(guān)研究表明，發(fā)生在兒童脊髓和丘腦的膠質(zhì)瘤也表現(xiàn)出H3K27M突變，并且發(fā)現(xiàn)類似地的非常高水平的GD2表達。基于此，該研究小組還嘗試了將GD2 CAR-T療法用于植入人體脊髓和丘腦腫瘤的小鼠。實驗結(jié)果表明：GD2 CAR-T細胞能夠有效清除脊髓腫瘤。然而，一些具有丘腦腫瘤的動物死于CAR-T治療。研究人員報告說，由免疫細胞產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)引起的腦部腫脹，對于深藏在大腦深處的結(jié)構(gòu)—丘腦處存在特別的風(fēng)險。
Monje說：“雖然這種策略對于治療選擇很少的疾病是非常有前景的，但要牢記的是，這些腫瘤位于不穩(wěn)定的神經(jīng)解剖部位，它們不能忍受太多的腫脹，同時這些區(qū)域已經(jīng)被腫瘤擴展了。通過免疫系統(tǒng)對腫瘤進行任何有效的清除，理論上來說必定會引起炎癥反應(yīng)，這意味著會有一定程度的腫脹，而這是一個危險的情況。”
目前，該團隊計劃將這一CAR-T療法轉(zhuǎn)化到人體臨床試驗中去，并在開展試驗的同時，盡可能多的建立安全防護措施，以最小化受試者風(fēng)險。
Mackall表示：“這些CAR-T細胞非常有效，眾所周知，2017年，美國FDA已經(jīng)批準了一種CAR-T細胞產(chǎn)品治療小兒白血病。且在白血病中，這種有效性是一種轉(zhuǎn)化療法的原因，但它也是導(dǎo)致毒性的主要原因，畢竟找到一種有效的癌癥療法是非常困難的，更何況是完全沒有缺陷的癌癥療法。”
換句話說，那就是CAR-T細胞不能根除所有的癌細胞，因此研究人員認為這一免疫療法需要與其他治療方法結(jié)合使用。目前，Monje的研究小組也在研究治療DIPG的化療藥物。
Monje表示：“我不認為有一種策略可以治愈這種極具侵襲性和致命性的癌癥，但是，我認為CAR-T療法是DIPG治療難題的一部分，并且具有很大的希望。”
參考出處：
http://med.stanford.edu/
https://www.nature.com/articles/s41591-018-0006-x
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180416121624.htm
