理解CAR-T细胞治疗成功和失败的原因
本文节选自对宾夕法尼亚大学Jan Joseph Melenhorst博士的专访。详细内容请参考原文。
能介绍下您目前的工作内容吗？
JJM：我们目前正在进行一些旨在增强CAR T对某些白血病的效力的项目。我们发现在慢性淋巴细胞白血病(CLL)中，CAR-T细胞治疗的疗效在很大程度上取决于T细胞本身的质量。我们现在有证据表明肿瘤在抗肿瘤反应中也扮演着重要的角色；为CAR-T细胞提供次最佳的刺激，并可能同步可驱动T细胞扩增的关键细胞因子。
除此之外，我们已经将对生产前T细胞的观察扩展到了其它CAR-T细胞处理的白血病，并且发现，生产前细胞的记忆功能是CAR-T治疗成功的关键组成部分。
最后，我们正在研究T细胞中与TET2途径相似的某些途径 - 换句话说，我们正在研究表观遗传调控因子以及它们是如何影响CAR-工程T细胞的抗肿瘤功效的。
到目前为止，对您来说，在CAR T 领域学到的最重要的经验教训是什么?
JJM：在过去的十年里，我们所见证的是，利用病人自身的免疫细胞来制造CAR-T细胞是非常有效的 - 这一概念已经得到证实。然而，对不同恶性肿瘤的不同应答率仍知之甚少。基于我之前的评论，我们现在看到的是，除了CAR-T细胞效力的驱动因素外，T细胞的生物学是一个重要的影响因素。这里的意思是，我们应该以我们在细胞生产研究中确定的细胞开始我们的生产过程。
其次，我们从自己和其他人的研究中了解到，存在可溶性介质，如细胞因子、细胞因子受体等，会造成毒性和不良反应，如细胞因子释放综合征(CRS)。我们开始了解这些可溶性介质从何而来，以及它们是哪些途径的一部分。我们正在研究如何贯通这些途径，使这些疗法更安全，更可预测。
第三个教训是，T细胞的质量比数量更重要，这才是成功的关键。更高的剂量不一定会带来更好的疗效；回输的细胞类型更为重要。这也意味着我们可以改变生产过程，潜在地缩短培养的持续时间。两年前，我们在《Cancer Immunology》上发表了这方面的研究，其他人也做了类似的研究，证实了这一观察结果。
在细胞免疫肿瘤学领域，就您期望它们产生的影响而言，是否有任何特殊的新兴模式脱颖而出?
JJM：从我们的免疫学研究，我们已经了解了大量导致成功或失败的影响因素，和决定因素。我们还了解到，通过将CAR-T疗法与小分子等其它药物相结合，我们可以增强效力，扩大我们可以治疗的患者群体 - 我认为这是CAR-T细胞免疫疗法的下一个迭代。
宾夕法尼亚大学的Saar Gill和David Porter以及Cameron Turtle和他在西雅图的团队的研究表明，你可以安全地将CD19特异性CAR-T细胞与小分子ibrutinib（伊布替尼）结合，ibrutinib可以抑制CLL。根据试验的设计，如果患者预先接受药物治疗以减少肿瘤负荷，这可能会增强T细胞的功能。我认为这是小分子和CAR-T细胞之间协同作用的一个很好的例子，我们已经看到其它研究小组关于检查点抑制和CAR-T细胞之间类似的协同作用的报道，包括我们自己和Stephen Schuster博士的合作工作。
我想补充的是，我们对这些细胞进行工程处理以及培养它们的方法现在更注重于保存记忆功能。在保存这些质量方面，我们和其他人使用的细胞因子和介质与之前所做的不同。
在细胞免疫治疗领域，您是否看到了一些特别迫切的转化CMC问题，行业团体应该优先考虑这些问题吗?
JJM：我们面临着许多问题，其中之一就是供应链本身。在美国和欧洲，许多研究小组仍然在培养基中使用血清以培养细胞，而中国已经开始使用无血清培养基生产细胞。在我看来，如果我们想要针对各种适应症的全球化疗法，我们就需要有一种使用无血清培养基的生产工艺，并尽可能减少培养基的使用量和缩短整个过程。我们还需要努力确保管线安全 - 当前的新冠病毒疫情确实暴露了供应链中的一些薄弱环节；这种情况需要改变。
然后是生产过程的精简化。各种机构都在进行自动化工艺的相关工作，并可能产生一种在一个”盒子”里就能完成的工艺。这可以更容易地推广 - 目前，生产非常集中，但在我看来，我们应该致力于分散式生产。
我们已经从一系列的血液恶性肿瘤中吸取了教训，即免疫细胞在这些患者中，由于各种原因，包括在疾病过程中肿瘤介导的抑制以及潜在的治疗前毒性，对CAR T细胞的性能有极大的影响。有些患者没有合适的细胞来产生临床响应。在这种情况下，我们应该寻求使用通用供体CAR - T细胞。这不仅是因为患者的细胞性能不佳，也是出于经济性的考虑，即生产这些细胞要便宜得多，而且细胞也更容易获得。
展望未来，您认为细胞免疫治疗CMC领域的最大突破在哪里?
JJM：我们刚刚发表了一篇论文，描述了使用CRISPR/ Cas9编辑患者的免疫细胞，通过敲除了名为PD1的检查点调节因子，使它们更不容易受到肿瘤和/或肿瘤微环境的负调控。我认为这是细胞生产的一个突破。使用这种肿瘤抗原特异性T细胞受体工程处理的细胞具有一定的持久性，使用CAR - T细胞也可进行类似的工艺。
在提高工艺效率和精简性方面，正如我之前提到的，关键是要知道作为生产起始点，需要哪些细胞群体，并了解如何通过优化培养条件和所用的培养基，最好地保存所需的质量。
您觉得自己的工作下一步会走向何方？
JJM：我的实验室是一个转化科学实验室，主要致力于了解是什么因素推动了成功和失败，以及我们给予患者的治疗药物的毒性的关键组成部分。最终的目标是提供安全、有效且具有一致关键质量属性的抗肿瘤T细胞。我认为我们比人们想象的更接近目标，但所有这些都始于精心设计的相关研究，然后是解开人类T细胞的机制基础。
我们去年开始的另一个研究方向是了解工程过程的生物学。当我们用慢病毒载体对T细胞进行工程处理，把CAR插入基因组时，我们已经知道插入本身可能会导致基因功能的中断。这样做时，它可以通过增强或降低T细胞的效力来影响T细胞。我们现在正在使用先进的技术，通过体外和体内评估管线，在数百名患者身上研究这些整合位点。最终，我希望能够发现新的基因并操纵它们的表达，从而进一步提高抗肿瘤疗效。
原文：Understanding the drivers of success and failure in CAR T cell therapy, Cell& Gene Therapy Insights 2020; 6(6), 721–725. DOI: 10.18609/cgti.2020.083
相关阅读：