自2015年1月20日美國總統奧巴馬高調宣布啟動(dòng)“精準醫療計劃(Precision Medicine Initiative)”以來(lái),全球范圍內掀起一股精準醫療熱。在國內,精準醫療也風(fēng)生水起,受到業(yè)
內學(xué)者、藥企代表、患者等相關(guān)人群的廣泛關(guān)注。精準醫療本質(zhì)上是一種更為精確的個(gè)性化醫療,非常適用于惡性腫瘤的臨床治療。而相對于其他精準醫療策略,精準細胞免疫(precision cell immunotherapy,PCIT)具有開(kāi)發(fā)周期相對較短、投入相對較低的優(yōu)勢,適合我國的國情,具有巨大的應用前景,有望成為我國惡性腫瘤精準醫療的一大突破口。
精準醫療是腫瘤臨床治療的必然趨勢腫瘤精準細胞免疫治療:,精準醫療(precision medicine)是通過(guò)基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫學(xué)前沿技術(shù),對疾病進(jìn)行精細分類(lèi)及精確診斷,從而對疾病和特定患者進(jìn)行個(gè)性化精準療的新型醫學(xué)概念與醫療模式。2011年,在“人類(lèi)基因組計劃”完成近10年后,這一概念由美國著(zhù)名基因組學(xué)家Olson博士在其參與起草的美國國家智庫報告《走向精準醫療》中首次提出。精準醫療模式集合了諸多現代醫學(xué)科技發(fā)展的知識與技術(shù)體系,體現了醫學(xué)科學(xué)發(fā)展趨勢,也代表了臨床實(shí)踐發(fā)展的方向,將帶來(lái)一場(chǎng)新的醫療革命并將深刻響未來(lái)醫療模式。正是基于此考慮,2015年1月20日,美國總統奧巴馬在白宮高調宣布啟動(dòng)“精準醫療計劃”,擬通過(guò)分析100萬(wàn)名志愿者的基因信息,研究遺傳性變異在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用,了解疾病治療的分子基礎,為藥物研發(fā)與患者“精準治療”明確方向,以推動(dòng)個(gè)性化醫療的發(fā)展,并希望以此“引領(lǐng)一個(gè)醫學(xué)新時(shí)代”。
在美國提出的精準醫療計劃中,惡性腫瘤的精準醫療是“重中之重”。美國國立衛生研究院下設的國家癌癥研究所,將接受重點(diǎn)資助開(kāi)展解碼腫瘤基因及開(kāi)發(fā)精準治療研究。那么,為什么要從腫瘤著(zhù)手開(kāi)展精準醫療計劃呢?誠然,這與當前日趨嚴峻的腫瘤防治形勢相關(guān),另一個(gè)重要的原因是提升 腫瘤療效的迫切需求。眾所周知,腫瘤本質(zhì)上是一種由一系列基因變異的積累導致的復雜遺傳疾病,這意味著(zhù)腫瘤的基因組是動(dòng)態(tài)變化的,且存在著(zhù)高度異質(zhì)性。不同的疾病進(jìn)展階段以及不同的腫瘤細胞可能攜帶不同的變異信息,從而對以大規模人群為基礎開(kāi)發(fā)和測試藥物的治療模式構成了顛覆性挑戰。據一項覆蓋9個(gè)國家和地區的1217例患者的泛亞洲科研顯示:如果沒(méi)有基因檢測鑒定相關(guān)的靶標卻接受了靶向治療,死亡風(fēng)險將增加185%。 而新一代測序技術(shù)能夠無(wú)假設、高分辨率地分析基因組,獲知這些不同的變異信息,能為制定更具針對性和有效性的防治措施提供準確依據,指導醫生對患者采取個(gè)性化用藥?;谏鲜鲈?,精準醫療模式已然成為癌癥治療刻不容緩的任務(wù),是惡性腫瘤治療的大勢所趨。
在具體操作中,腫瘤精準醫療通??蓜澐譃橐韵氯壳夯驒z測,大數據分析和用藥指導。第一步,基因檢測是患者變異信息的獲知過(guò)程,如通過(guò)高通量測序方法獲得腫瘤單核苷酸有義突變、拷貝數變異、基因移位和融合基因等海量基因變異信息,該環(huán)節中相關(guān)檢測技術(shù)的精確性及所檢測對象(如腫瘤組織標本)所反映信息的全面性是關(guān)鍵。第二步,大數據分析是相關(guān)變異信息的解碼與提煉過(guò)程,即從海量的組學(xué)數據中抽絲剝繭、去粗存精,提取有 價(jià)值信息,發(fā)揮前后兩個(gè)環(huán)節之間承上啟下的作用,該環(huán)節相應分析模型與分析方法的精確性是關(guān)鍵。第三步,用藥指導是以大數據分析結果作為參考,制定因人因病而異的治療方案的過(guò)程;而治療的結果也可以反饋到第一個(gè)環(huán)節,通過(guò)新的環(huán)路保證治療能隨病情的變化而做出相應的調整。候選藥物可涵蓋所有類(lèi)型惡性腫瘤臨床用藥,甚至用于其他疾病治療的藥物。該環(huán)節中,可供選擇的治療藥物的豐富度直接關(guān)系到實(shí)施精準醫療治療的成敗。
精準醫療直指惡性腫瘤臨床治療的軟肋,其好處不言而喻,已在臨床治療中越來(lái)越顯現其價(jià)值。 然而,每個(gè)患者多個(gè)癌細胞在癌變過(guò)程中與之相關(guān)的基因突變位點(diǎn)有成千上萬(wàn)處,而其中起決定性作用的基因突變往往不足十處,如何從每個(gè)患者成千上萬(wàn)處體細胞突變中找到每個(gè)腫瘤細胞真正的阿喀琉斯之踵,即引發(fā)癌變的關(guān)鍵基因,并非是一件容易的事;由于腫瘤的異質(zhì)性,同一腫瘤患者不同癌細胞的基因突變并不一定相同,不同關(guān)鍵基因突變的隨機組合,導致癌癥治療難度大為增加;更為嚴重的事是癌癥細胞周期檢查點(diǎn)已破壞,各種新突變及融合基因仍在不斷累積,這些新突變及融合基因可能會(huì )破壞這些靶向藥物的靶點(diǎn)及其下游信號,從而使靶向治療藥物失效。因此,看似已抑制了關(guān)鍵基因,但癌癥細胞又建立新的關(guān)鍵基因并產(chǎn)生旁路。按精準醫學(xué)模式,希望將癌癥變?yōu)橐环N慢性病,但從發(fā)現靶點(diǎn)—使用靶向藥物—靶點(diǎn)突變或建立新旁路—癌癥復發(fā)—尋找新靶點(diǎn)—使用新靶向藥物,這種反復的貓捉老鼠的游戲,傳統藥物開(kāi)發(fā)手段難以開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足所有變異信息的治療藥物,同時(shí)腫瘤基因突變的速度可導致費盡心思尋找到的藥物在幾個(gè)月時(shí)間內失效,患者只能輾轉于不同藥物的變換,對患者家庭乃至整個(gè)醫療保險體系造成巨大經(jīng)濟負擔。腫瘤精準醫療的這一系統性缺陷應值得引起充分的重視。
精準細胞免疫治療是腫瘤精準醫療的重要突破口腫瘤精準細胞免疫治療:人類(lèi)的免疫系統具有高度的特異性,能正確區分 正常和惡性細胞,能以高度的敏感性和特異性識別 “非自我的”分子或細胞,功能正常的T淋巴細胞能 通過(guò)其細胞表面TCR受體(T cell receptor)正確識別 腫瘤細胞中“非自我”改變,清除腫瘤細胞。因而,從 這個(gè)意義上說(shuō),通過(guò)激活、修復、改構、甚至重建患者 抗腫瘤免疫細胞反應的治療方法,尤其腫瘤細胞免疫 治療,天然具有精準治療的特征。通過(guò)激活患者體內 殘存腫瘤特異性T細胞的治療方式,已被證實(shí)具有良 好的臨床療效。更值得慶幸的是,不同T細胞所 攜帶的TCR受體千差萬(wàn)別,具有高度的多樣性,為實(shí) 施針對不同腫瘤變異信息的精準醫學(xué)治療提供了足 夠的廣度。而且,免疫細胞來(lái)源于患者自體,作為一 種“活的藥物”,具有自主性與自我適應能力,能有效 縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。因而,精準細胞免疫治療有望成為 腫瘤精準醫療的一個(gè)重要突破口。
本文定義的精準細胞免疫治療是通過(guò)高通量基 因測序及大數據分析,獲得針對癌細胞特異性新抗 原(neo-antigens)和具有高效應的精準T細胞(precision T cell for neoantigen,簡(jiǎn)稱(chēng)為PNA-T),富集 PNA-T細胞對腫瘤患者進(jìn)行精準免疫治療。涉及的 步驟(圖1)包括:(1)基因檢測:高通量基因檢測手 段獲取患者的癌細胞特有的基因變異信息(包括突 變、融合基因等),從中篩選出能高效激活免疫反應 的腫瘤特異性新抗原,這種新抗原可以來(lái)自細胞核、 細胞質(zhì)、細胞膜任何部位;(2)免疫靶點(diǎn)的篩選:根 據患者的主要組織相容性復合體(major histocom patibility complex,MHC)分型,尋找能引發(fā)強烈免疫 的新表位(neo-epitopes);(3)尋找并富集針對新抗 原表位的PNA-T細胞:主要通過(guò)負載新表位的樹(shù)突 狀細胞(dendritic cells,DC)刺激,標記后的MHC-新 表位耦聯(lián)體流式/磁珠分選富集PNA-T細胞,克隆 PNA-T細胞的TCR基因,通過(guò)轉基因修飾手段快速 獲得轉基因PNA-T細胞;(4)過(guò)繼細胞回輸治療:大 量擴增PNA-T細胞,實(shí)施過(guò)繼回輸治療,并跟蹤 PNA-T細胞的變化規律與腫瘤關(guān)系。因而,腫瘤精 準細胞免疫治療是更為個(gè)性化的免疫細胞治療技 術(shù),屬于第三代免疫細胞治療技術(shù)(三代免疫細胞 治療技術(shù)的比較見(jiàn)表)。
雖然腫瘤精準細胞免疫治療是一個(gè)新概念,但 該領(lǐng)域內研究者已進(jìn)行了一些探索研究。 2013年,rosenberg領(lǐng)導的團隊率先采用外顯子測 序技術(shù),鑒別在患者中表達的突變蛋白,并用一種 MHC分子-抗原表位親和力算法進(jìn)行模擬預測評 估,進(jìn)而合成候選的抗原表位,開(kāi)展免疫反應驗證。 通過(guò)此方法,研究人員能快速鑒別出了在患者腫瘤 細胞上表達,能被腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TIL)識 別 的 突 變 抗 原 。2014 年,Rosenberg團隊將該方法成功應用到臨床,他們 通過(guò)高深度外顯子測序技術(shù)、免疫反應功能驗證,篩 選出一位轉移性膽管癌患者的高頻突變基因,并鑒 定到其對應的TIL克隆,通過(guò)大量擴增該TIL克隆 并實(shí)施回輸治療,使患者的病情得到有效控制。 2014年底,另一個(gè)研究團隊聯(lián)合應用外顯子測序技 術(shù)、轉錄組測序技術(shù)、高通量蛋白質(zhì)譜分析技術(shù),及 MHC分子-抗原表位親和力模擬預測技術(shù),尋找到 能被T細胞識別從而高效激活免疫反應的多肽疫 苗,該個(gè)性化腫瘤疫苗兼具預防性疫苗與治療性疫 苗的效能。筆者研究團隊作為全國第一家獲得 細胞治療應用批文的單位,對精準醫療在免疫細胞 治療方向中應用的重要性具有深刻的體會(huì ),前瞻性 地開(kāi)展了精準細胞免疫治療的技術(shù)開(kāi)發(fā),搭建了高 通量測序平臺,采用了患者循環(huán)腫瘤細胞的富集與 單細胞分離技術(shù)、免疫新靶點(diǎn)的生物信息學(xué)篩選技 術(shù)等,為實(shí)施精準細胞免疫治療打下堅實(shí)的基礎。精準細胞免疫治療的大致流程 CTC:循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cell);ctDNA:循環(huán)腫瘤DNA(circulating tumor DNA);MHC:主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex)
三代免疫細胞治療技術(shù)的比較腫瘤精準細胞免疫治療面臨的技術(shù)難點(diǎn)腫瘤精準細胞免疫治療:夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)如前所述,免疫治療的理想靶點(diǎn)具有區別于其 他靶向治療策略的特征:小分子靶向藥物注重的是 能有效干預對腫瘤細胞生長(cháng)、侵襲、轉移等細胞行為 至關(guān)重要的基因及調控通路,而細胞免疫治療的關(guān) 注點(diǎn)是其能否有效地被免疫系統識別,引起有效的 免疫反應.所以,同樣從基因檢測出發(fā),精準細胞免 疫治療的側重點(diǎn)具有其特殊性,目前仍有幾大技術(shù) 難題亟待解決。方便快速地獲取腫瘤患者的基因組變異信息
實(shí)際上,這是腫瘤基因檢測所面臨的共性問(wèn)題。 腫瘤基因檢測最直接的對象是患者原代組織標本, 但對于那些未進(jìn)行過(guò)手術(shù)的腫瘤患者,腫瘤標本不 易獲取,而活檢穿刺的技術(shù)雖已較為成熟,但患者接 受度相對較低,尤其對那些已發(fā)生多處轉移的患者。 即便之前留有標本,但往往是幾個(gè)月前甚至是幾年 前保存的局部標本,鑒于腫瘤基因組的動(dòng)態(tài)性與異 質(zhì)性,它們反映的信息已經(jīng)是過(guò)時(shí)的或者代表的信 息不全。循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cell,CTC)和循環(huán)腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)由 腫瘤發(fā)生的各個(gè)部位釋放入血,能良好地反映患者 整體的腫瘤負荷、惡性程度、轉移能力以及實(shí)時(shí)的基 因突變信息。因而,選擇CTC和ctDNA作為基 因檢測的樣品來(lái)源,可以保證腫瘤治療在取樣信息 上的全面精準,且與組織活檢相比具有檢查微創(chuàng )小、 無(wú)放射性污染、經(jīng)濟等優(yōu)點(diǎn),并允許對治療反應進(jìn)行 實(shí)時(shí)監測。
然而,如何獲取高純度的CTC細胞并進(jìn)行基因 測序,以及如何在外周血巨大噪音背景的情況下準 確檢測ctDNA是一項具有挑戰的工作。筆者研究 團隊通過(guò)分離介質(zhì)、抗體捕獲、熒光掃描顯微技術(shù)、 激光顯微捕獲等整合技術(shù)平臺可以高效獲得單個(gè)CTC細胞用于基因檢測;同時(shí)開(kāi)發(fā)了通過(guò)油滴PCR實(shí)現在一個(gè)油滴內單個(gè)CTC基因檢測技術(shù),以及利 用納米孔徑的芯片進(jìn)行ctDNA的腫瘤突變基因檢 測技術(shù)。發(fā)展類(lèi)似于CAPP-Seq的超靈敏測序方 法,可以實(shí)現100%地檢出2~4期NSCLC患者50%的ctDNA,可以特異性(96%)檢出等位基因突變,并將錯 誤率降低至約0.02%水平。這類(lèi)技術(shù)平臺有望利 用CTC和ctDNA進(jìn)行外周血腫瘤基因的精準檢測, 為精準細胞免疫治療提供可靠的檢測依據。
快速準確地篩選免疫細胞治療的適合靶點(diǎn)在腫瘤表觀(guān)遺傳修飾變異尚無(wú)法被有效利用的現實(shí)條件下,細胞免疫治療更多的著(zhù)眼點(diǎn)是腫瘤基 因組遺傳變異,而只有那些能形成新的氨基酸序列 且在腫瘤細胞中有效表達的變異信息才能被免疫有 效識別。因而,通過(guò)外顯子組測序探知腫瘤的基因 組變異信息,通過(guò)RNA轉錄組測序確定發(fā)生變異的DNA的轉錄情況,是尋找適合免疫治療新抗原的常 規方法。獲得一系列候選新抗原信息后,如何從中 篩選出能被抗原提呈細胞有效提呈的抗原,即新表 位是至關(guān)重要的一步。通常的觀(guān)點(diǎn)認為,能與MHC分子高效結合的抗原序列,能更好地形成MHC分 子-抗原復合物,從而具備更高的概率被提呈到細胞 表面,成為新抗原表位。因而,預測MHC分子與抗 原的親和力是該環(huán)節的關(guān)鍵要素。隨著(zhù)MHC分子 的空間結構越來(lái)越清晰化、準確化,多種MHC分子- 抗原復合物的數學(xué)模型已被建立,通過(guò)計算機模擬 運算能預估出每種抗原與MHC分子的親和力數 值。但鑒于MHC分子亞型的多樣性,新抗原前后 氨基酸序列以不同組合、不同長(cháng)度形成表位的多樣 性,數據龐大,目前該預測方法仍不夠成熟,假陽(yáng)性 或假陰性仍普遍存在,需要后續耗時(shí)耗力的驗證工 作。因而,MHC分子與抗原的親和力的準確預估, 仍有待于通過(guò)數據的不斷積累、預測模型的不斷優(yōu) 化來(lái)實(shí)現。
高效尋找PNA-T細胞的TCR組學(xué)技術(shù)腫瘤精準細胞免疫治療最終的效應細胞是PNA-T細胞。然而,雖然正常人的TCR多樣性巨 大,但腫瘤患者經(jīng)過(guò)長(cháng)期的免疫編輯,或經(jīng)過(guò)其他非 特異性治療策略處理后,其TCR組多樣性較正常人 明顯降低,TCR多樣性的降低預示著(zhù)患者體內預留 的識別特定表位的TCR豐富度降低,即使經(jīng)過(guò)上述 兩個(gè)步驟成功尋找到合適的新抗原表位,但可能無(wú) 法在患者體內找到與之對應的PNA-T細胞(除非通 過(guò)轉基因TCR-T技術(shù)實(shí)現),精準細胞免疫治療仍 將以失敗告終。因而,除了對腫瘤變異信息進(jìn)行高 通量檢測分析外,還需從免疫T細胞角度進(jìn)行考 量,通過(guò)高通量測序的方法評估腫瘤患者體內是否 存留能對腫瘤抗原起反應的PNA-T細胞。目前,利 用TCR組學(xué)高通量測序技術(shù)可以較為準確地獲得 患者的TCR多樣性數據,可以分析腫瘤患者和正常 人之間TCR多樣性的差異。但由于TCR與表位的 作用并不是一一對應關(guān)系的,即同一個(gè)TCR可以結 合不同的表位,而同一個(gè)表位也可能被不同的TCR所識別,顯然它們之間親和力會(huì )有所差異。而且TCR組庫測序得到的是大量單獨的α鏈和β鏈信 息,這些α鏈和β鏈理論上可以通過(guò)不同的組合構成千差萬(wàn)別的TCR。因而,以目前的技術(shù)水平仍難 以解析出哪個(gè)TCR-T細胞具有識別特定抗原表位 的功能??梢灶A想,如果通過(guò)技術(shù)進(jìn)步以及抗原表 位-TCR配對大數據的積累,能最終實(shí)現獲得針對特 定抗原表位,能快速地鑒別出哪些T細胞攜帶的TCR基因能對其有效識別并發(fā)揮治療作用,那么將 大大縮短腫瘤免疫治療的開(kāi)發(fā)進(jìn)程,為患者的治療 贏(yíng)得寶貴的時(shí)間,并可以通過(guò)測序或數字PCR等手 段檢測體內這一群或者單個(gè)PNA-T細胞的克隆增 殖情況,實(shí)時(shí)監測治療的獲益情況。筆者所在團隊 正致力于發(fā)展基于CTC和ctDNA為樣本來(lái)源的腫 瘤抗原測序技術(shù)以及TCR組庫的測序技術(shù),包括通 過(guò)油滴技術(shù)實(shí)現高通量的單個(gè)T細胞的微乳滴PCR(emulsion-PCR,emPCR)測序來(lái)獲得α鏈和β鏈的匹配信息,以此打開(kāi)篩選特定抗原反應性TCR受體的方便之門(mén)。
新表位特異性PNA-T細胞的富集與擴增實(shí)施精準細胞免疫治療的最后階段是PNA-T細胞克隆的富集與擴增,有三個(gè)策略可供選擇:(1) 將新表位負載到患者自體的DC細胞中,然后應用 成熟的DC刺激相應的PNA-T亞群特異性增殖。該 策略的優(yōu)點(diǎn)是相對成熟,但由于涉及DC的抗原負 載、DC內的抗原加工、DC對T細胞的提呈等一系 列過(guò)程,各個(gè)環(huán)節的技術(shù)障礙均會(huì )影響相應T細胞 的富集效率;且DC細胞擴增不易,導致該流程耗費 時(shí)間較長(cháng)。(2)PNA-T細胞的直接分選。通過(guò)在體 外合成HLA-抗原肽四聚體(HLA-peptide tetramer)能夠有效地被特異性T細胞識別,配合流式細胞分 選術(shù),可以從淋巴細胞中分選出抗原特異性的T細 胞克隆,再通過(guò)成熟的T細胞培養方案可大量擴增 相應的T細胞克隆。但分選流式儀器價(jià)格昂貴,細 胞通量有限,長(cháng)時(shí)間分選會(huì )影響細胞活力,對后續細 胞培養造成不良影響。為此,筆者實(shí)驗室建立結合HLA-抗原肽四聚體與免疫磁珠法的T細胞分選技 術(shù),有效提高細胞分選通量,且磁珠可通過(guò)后續切除 消除其對細胞的影響,整個(gè)流程符合臨床應用規范。 下一步將設法將該技術(shù)集成到單一儀器設備中,提 高操作的便捷性與穩定性。(3)通過(guò)轉基因修飾手 段,將克隆到的PNA-T細胞的TCR基因導入初始T細胞,使其快速具有識別并殺傷攜帶相應新表位的 腫瘤細胞的能力。
基于PNA-T細胞變化規律的療效的實(shí)時(shí)監控 技術(shù)療效評估是過(guò)繼細胞免疫治療的一大技術(shù)難 點(diǎn)。與其他治療方式不同,經(jīng)行過(guò)繼細胞治療后,腫瘤負載可能不會(huì )立即縮小,甚至可能暫時(shí)增大,不利 于臨床醫生對病情的準確掌控。因而,應用PNA-T細胞對腫瘤患者實(shí)施過(guò)繼細胞治療,在治療過(guò)程需 要跟蹤血液中PNA-T細胞及其來(lái)源記憶性T細胞 的數量變化,對比觀(guān)察其與腫瘤縮小或腫瘤復發(fā)、進(jìn) 展的關(guān)聯(lián)性,同時(shí)實(shí)時(shí)監控血液中CTC、ctDNA的含 量變化以及腫瘤新突變位點(diǎn)出現情況。通過(guò)數據的 積累,建立關(guān)聯(lián)PNA-T細胞體內動(dòng)態(tài)變化規律與患 者療效的數學(xué)模型,從而實(shí)現醫生能對病情實(shí)時(shí)作 準確判定甚至預判的目標,以作出相應治療對策的 調整,使患者能更好地獲益。
增強精準細胞免疫治療體內療效的輔助技術(shù)相對于體外培養條件,腫瘤部位存在抑制免疫 的微環(huán)境。例如,腫瘤細胞表面高表達的PDL1可 與T細胞表面PD1結合,使浸潤到腫瘤部位的T細 胞失能,這也是為何一些免疫檢查點(diǎn)(如PD1/PDL1、CTLA4)單抗能通過(guò)重新激活體內殘留的腫 瘤特異性T細胞,而在實(shí)體瘤的臨床治療中發(fā)揮良 好療效的基本原理。另一方面,T胞的持續發(fā)揮 作用,需要共刺激信號(T細胞第二信號)的輔助,回 輸后的T細胞如缺乏共刺激信號,將很快衰竭死 亡,這也是嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor,CAR)T細胞技術(shù)將第一信號與第二信號偶聯(lián)在同 一分子上的根本原因。因而,為有效提高精準細胞 免疫治療的療效,一方面可以通過(guò)免疫檢查點(diǎn)單抗 的聯(lián)合使用,阻斷腫瘤微環(huán)境對回輸后腫瘤特異性T細胞的不良干擾效應;另一方面,可以借助基因轉 染技術(shù),將相應的傳遞共刺激信號元件在體外導入 腫瘤特異性T細胞,從而延長(cháng)回輸后腫瘤特異性T細胞在體內的存活時(shí)間與治療作用。在此方面,筆 者團隊已建立一系列核心技術(shù),申請中國發(fā)明專(zhuān)利 5項(已授權1項),顯示出良好的應用價(jià)值。
精準細胞免疫治療與CAR-T細胞治療的比較腫瘤精準細胞免疫治療:在國際上另一種熱門(mén)的免疫細胞治療技術(shù)是CAR-T細胞治療技術(shù)。精準細胞免疫治療與它既 具有共性特征,也有其各自的特殊屬性,兩者具體比 較見(jiàn)表。
CAR是識別腫瘤細胞膜上腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated antigen,TAA)的單鏈抗體和胞內信號域 “免疫受體酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based action motifs,ITAM;通常為CD3ζ或FcεRIγ)”通過(guò)鉸鏈區相連構成的嵌合基因。將CAR基因通過(guò)基因轉導/轉染的技術(shù)導入患者T細 胞后,使其表達CAR基因,獲得的CAR-T細胞具有識別并攻擊表達相應TAA的腫瘤細胞的能力。因 而,CAR-T技術(shù)本質(zhì)是通過(guò)基因轉染手段快速獲得 腫瘤殺傷性T細胞的方法。由于CAR-T細胞所識 別的是腫瘤細胞表面的蛋白,而非與MHC分子結 合形成MHC-抗原復合物從而被提呈到細胞表面的 抗原,因而可繞過(guò)T細胞的MHC分子限制性。而 且,CAR-T技術(shù)通常將T細胞的第一信號與第二信 號偶聯(lián)到同一分子結構中,使CAR-T細胞具有更強 的自主性,基本無(wú)需其他類(lèi)型免疫細胞的輔助即可 發(fā)揮治療作用。鑒于CAR-T技術(shù)的精妙設計,其具 有廣闊的應用前景。
精準細胞免疫治療與CAR-T技術(shù)所采用的效 應細胞均是患者自體的T淋巴細胞,不同之處在于 所針對的靶點(diǎn)類(lèi)型的差別:精準細胞免疫治療瞄準 的是患者特有的新抗原(即腫瘤特異性抗原),這些 新抗原與MHC分子結合形成MHC-抗原復合物后 被提呈到細胞表面,在被提呈前,這些抗原可以分布 在細胞各個(gè)位置,包括細胞核、細胞質(zhì)、細胞膜上,可 選擇范圍更廣。所以,不管是效應細胞本身還是所 針對的抗原,精準細胞免疫治療均是個(gè)性化的。CAR-T技術(shù)所針對的靶點(diǎn)是表達在腫瘤細胞膜上 的腫瘤相關(guān)抗原,可供選擇的范圍較窄,特異性相對 較差;但這一抗原可以是一類(lèi)患者群體中普遍存在 的抗原靶點(diǎn),如表達于B細胞淋巴瘤細胞表面的CD19蛋白。因而,CAR-T技術(shù)所選用的效應細胞 來(lái)源是個(gè)性化的,但治療靶點(diǎn)是非個(gè)性化的,無(wú)需通 過(guò)高通量的檢測手段配合。
通常情況下,精準細胞免疫治療策略是從患者 自體T細胞群體中尋找到天然存在的、能針對新抗 原的腫瘤特異性T細胞,歸根到底采用的是未經(jīng)人 工改造的天然免疫細胞;而CAR-T技術(shù)涉及轉基因 過(guò)程,是人工改造的腫瘤特異性T細胞。目前,轉 基因修飾技術(shù)多采用慢病毒載體系統,慢病毒為RNA病毒,其規?;a(chǎn)及病毒穩定性均面臨諸多 技術(shù)障礙。為解決該難題,筆者實(shí)驗室已研發(fā)出一 套高效的非病毒載體系統,該非病毒載體比慢病毒 載體具有更高的轉染率,具有易于規?;a(chǎn)及穩 定性高的特點(diǎn),將為CAR-T技術(shù)的廣泛臨床應用鋪 平道路。
精準T細胞(PNA-T)免疫治療與CAR-T免疫治療的比較結語(yǔ)腫瘤精準細胞免疫治療:夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)隨著(zhù)人們對惡性腫瘤認識的不斷深刻,已經(jīng)越 來(lái)越意識到實(shí)施腫瘤精準醫療的必要性與迫切性。 而相對于其他基因檢測指導下的個(gè)性化治療方式, 精準細胞免疫治療作為一種“活的藥物”,為快速制 定針對特定新抗原表位的治療方式提供足夠的廣度 與可行性。因而,有理由相信,精準醫學(xué)的“重中之 重”是腫瘤精準醫學(xué),而中國的腫瘤精準醫學(xué)突破 口在于腫瘤精準細胞免疫治療。隨著(zhù)精準細胞免疫 治療各項配套技術(shù)的日趨成熟與完善,它將在惡性 腫瘤治療中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。(轉載于生物谷)