CAR-T療法因其在白血病、淋巴瘤等癌癥治療中的光明前景而廣受關(guān)注。這種剛剛進(jìn)入市場(chǎng)的新型療法，通常需要向患者體內(nèi)注射上億個(gè)經(jīng)過基因工程改造的T細(xì)胞。然而，在今天發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員卻指出，幾乎是一個(gè)CAR-T細(xì)胞，就治愈了一位白血病患者。這一誕生于意外的發(fā)現(xiàn)，可能改變CAR-T療法的思路。

2013年一位罹患慢性淋巴細(xì)胞白血?。–LL）的78歲男性患者在賓夕法尼亞大學(xué)艾布拉森癌癥中心接受一項(xiàng)CAR-T療法的臨床試驗(yàn)。這項(xiàng)由CAR-T療法的先驅(qū)卡爾 · 朱恩（Carl June）教授和約瑟夫·梅倫霍斯特（Joseph Melenhorst）助理教授共同領(lǐng)導(dǎo)的研究，希望驗(yàn)證這種全新的癌癥療法在白血病治療中的效果。

CAR-T療法：癌癥治療新希望

CAR-T全名為嵌合抗原受體T細(xì)胞，是一類經(jīng)過基因工程改造，能夠特異性消滅腫瘤細(xì)胞的免疫細(xì)胞。在人體中，作為消滅腫瘤細(xì)胞的主要力量，T細(xì)胞在正常情況下處于平靜狀態(tài)。為了激活T細(xì)胞，另一類免疫細(xì)胞——樹突狀細(xì)胞從腫瘤表面或內(nèi)部提取某種蛋白并交給T細(xì)胞：“這就是你要攻擊的抗原”。樹突狀細(xì)胞發(fā)出的信號(hào)激活了T細(xì)胞，它們開始迅速增殖、殺傷腫瘤細(xì)胞。

然而，眾所周知的是，T細(xì)胞常常在與腫瘤細(xì)胞的較量中敗下陣來，這是因?yàn)?strong>腫瘤細(xì)胞有獨(dú)特的技巧來躲避攻擊。腫瘤細(xì)胞由正常細(xì)胞癌變產(chǎn)生，因而它們與正常細(xì)胞有著諸多相似之處。為了避免誤傷友軍，免疫系統(tǒng)演化出了一套保護(hù)機(jī)制：在檢測(cè)到特定抗原后，它們還要確認(rèn)對(duì)方表面含有兩類分子（綁定抗原的主要組織相容性復(fù)合體，即MHC；開火信號(hào)——共刺激配體），才會(huì)發(fā)起攻擊。這種保護(hù)機(jī)制給了腫瘤細(xì)胞可乘之機(jī)：它們可以停止產(chǎn)生這兩種分子，從而逃脫T細(xì)胞的查殺。

能不能對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行改造，讓研究人員自己為T細(xì)胞選擇目標(biāo)抗原呢？例如，讓T細(xì)胞檢測(cè)到抗原就直接發(fā)動(dòng)進(jìn)攻，而不需要等待開火命令？通過基因工程改造T細(xì)胞的想法由此誕生。20世紀(jì)末，朱恩等人開始研究向T細(xì)胞導(dǎo)入一種基因，這種基因可編碼一種名為嵌合抗原受體（CAR）的蛋白。CAR蛋白能與特定的抗原結(jié)合，讓T細(xì)胞跳過多余的辨別步驟，直接攻擊癌細(xì)胞。

抗原的標(biāo)準(zhǔn)顯而易見：癌細(xì)胞上有，而正常細(xì)胞沒有，從而避免誤傷正常組織。目前，研究人員找到的是攻擊目標(biāo)是某些白血病和淋巴瘤細(xì)胞攜帶的CD19表面蛋白。近些年來，CAR-T療法在臨床試驗(yàn)中對(duì)這些非實(shí)體瘤展現(xiàn)出了很好的效果。去年8月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了首款針對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL）的CAR-T療法，針對(duì)某些淋巴瘤的CAR-T療法也在今年5月剛剛問世。

51天：姍姍來遲的療效

CAR-T療法雖然療效顯著，但它伴隨著嚴(yán)重的副作用。當(dāng)過多的T細(xì)胞被同時(shí)激活，一種名為“細(xì)胞因子釋放綜合征”的副作用有可能是致命的。因此，研究人員在臨床試驗(yàn)中的藥物用量控制上需要格外謹(jǐn)慎?；颊咄ǔＰ枰来谓邮?組劑量遞增的藥物注射，以盡可能減輕副作用。在賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)院，故事中的這位患者正按照這一步驟接受治療。注射了第一階段低劑量的藥物后，患者出現(xiàn)了典型的細(xì)胞因子釋放綜合癥，由于劑量有限，其病情持續(xù)發(fā)展。70天后，第二階段中等劑量的注射如期進(jìn)行。

然而，一個(gè)月后，患者的狀況并沒有按照預(yù)想的方向發(fā)展。他的身上沒有出現(xiàn)細(xì)胞因子釋放綜合征，其病情也沒有得到好轉(zhuǎn)，這意味著CAR-T細(xì)胞沒有發(fā)揮作用。事實(shí)上，由于CAR-T可能在患者體內(nèi)無法增殖，或者腫瘤細(xì)胞有可能產(chǎn)生突變，CAR-T療法不能對(duì)所有患者起效。而幾乎所有取得療效的患者，都在一個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)癌細(xì)胞被抑制的現(xiàn)象。因此，人們當(dāng)時(shí)認(rèn)為，這位患者的治療可能以失敗告終。

在第二階段治療后的第51天，情況出現(xiàn)了變化。“直到治療后的第51天，這位患者才出現(xiàn)了細(xì)胞因子釋放綜合癥，這意味著CAR-T細(xì)胞開始活躍，抗癌效果或許開始出現(xiàn)。”梅倫霍斯特回顧了當(dāng)時(shí)的情況。隨后，CT影像結(jié)果也證實(shí)了梅倫霍斯特的猜測(cè)：患者體內(nèi)的腫瘤開始變小。確認(rèn)療效后，患者繼續(xù)接受了第三階段，也就是最高劑量的注射。幸運(yùn)的是，他的病情最終得到徹底的控制。5年后的今天，患者癌細(xì)胞消失，生存狀況良好。

意外：來自一個(gè)細(xì)胞的癌癥殺手

這位高齡患者幾經(jīng)波折，最終得以痊愈。這則抗癌故事以完美的結(jié)局收尾，但參與了這項(xiàng)試驗(yàn)的科學(xué)家，卻從這位特殊的CLL患者身上看到了新的疑問。為什么CAR-T療法在他身上延遲了至少20天才發(fā)揮作用？“從每一位患者身上，我們都可以學(xué)到很多東西。我們從病床旁回到實(shí)驗(yàn)室中，希望盡可能理解在他身上發(fā)生了什么。”朱恩說。

為此，賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員追溯了患者體內(nèi)CAR-T細(xì)胞的來源。結(jié)果令人驚訝：94%的CAR-T細(xì)胞都由一個(gè)CAR-T細(xì)胞增殖而來。也就是說，他的白血病幾乎是被一個(gè)細(xì)胞擊敗的。值得注意的是，在第二階段治療后一個(gè)月的那次檢查中，研究人員并沒有檢測(cè)到它們。但隨后，它在體內(nèi)繁殖了29代，最終清除了全部的癌細(xì)胞。

正如文章第一部分所介紹的那樣，研究人員通過改造患者的T細(xì)胞，使其能夠編碼嵌合抗原受體（CAR）、識(shí)別CD19蛋白。在操作過程中，編碼CAR的基因片段通過基因改造過的病毒，隨機(jī)插入患者的DNA中。而在這個(gè)特殊案例中，研究人員發(fā)現(xiàn)，CAR序列被意外插入了一個(gè)名為TET2的基因中。TET2的主要功能是調(diào)控血細(xì)胞的生成，并監(jiān)控其增殖速率。經(jīng)過這番操作，這個(gè)CAR-T細(xì)胞的TET2結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞開始迅速增殖并消滅白血病。而在腫瘤細(xì)胞被消滅后，這些CAR-T細(xì)胞含量回落，讓位于正常的T細(xì)胞。這也解釋了為什么患者經(jīng)過51天才見效：相比于多個(gè)CAR-T細(xì)胞同時(shí)發(fā)揮作用，由一個(gè)CAR-T細(xì)胞增殖至足夠多的數(shù)量，需要更長時(shí)間。

此前，人們對(duì)TET2的認(rèn)識(shí)集中在它對(duì)血細(xì)胞數(shù)量的調(diào)控，以及它的突變可能導(dǎo)致克隆性造血、進(jìn)而引發(fā)白血病。而在這項(xiàng)研究中，朱恩等人通過體外試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)TET2還與很多此前未知的功能有關(guān)。刪除TET2除了能讓T細(xì)胞迅速增殖，還幫助細(xì)胞維持在一種名為中央記憶的狀態(tài)，這種狀態(tài)下的T細(xì)胞能更準(zhǔn)確地定位腫瘤細(xì)胞。TET2的刪除還能減少T細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子，減輕那可能致命的副作用。

“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)著實(shí)令人震驚，它告訴我們，CAR-T療法的最小劑量可能只需要一個(gè)細(xì)胞?！边@篇論文的第一作者約瑟夫·弗拉耶塔（Joseph Fraietta）說。毫無疑問，這項(xiàng)研究對(duì)CAR-T療法的研發(fā)起到革命性的推動(dòng)作用。如果抑制TET2表達(dá)在增強(qiáng)CAR-T療效中的作用最終得到證實(shí)，CAR-T療法中的細(xì)胞用量將可能從目前的5000萬~5億減少至幾個(gè)。這將帶來等待治療時(shí)間的縮減，以及成本的降低。不過，研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)指出，由于TET2的突變可能導(dǎo)致白血病，因此在后續(xù)研究中需要重視潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

原始論文：Disruption of TET2 promotes the therapeutic efficacy of CD19-targeted T cells

參考：CLL patient goes into remission thanks to single CAR T cell Tumour tamed by transfer of one T cell

博科園-科學(xué)科普｜文： 吳非｜來自：環(huán)球科學(xué)ScientificAmerican/huanqiukexue