LAK疗法
LAK疗法是将外周血淋巴细胞在体外培养,经 IL-2 激活后扩增后回输至患者体内从而广谱地杀伤肿瘤细胞的治疗方法。LAK细胞是细胞因子激活的杀伤细胞,在 NK 细胞体外培养时在细胞因子诱导下形成能够杀伤对 NK 细胞不敏感的肿瘤细胞。其制备相对容易,但特异性差。
DC疗法
DC疗法是将患者自身的单核细胞提取出来,在体外增殖、培养、诱导生成DC细胞,让DC细胞负载相应的肿瘤抗原后回输患者体内,诱导机体产生特异性或非特异性的免疫应答,激活人体内的天然抗肿瘤系统,从而达到杀灭肿瘤细胞的作用。
NK细胞疗法
NK 疗法是将患者体内的NK细胞提取出来,利用细胞培养技术在体外大量繁殖后再回输患者体内从而发挥调节免疫反应直接杀伤肿瘤细胞的作用。NK细胞是人体防御体系的第一道屏障,杀伤活性无MHC限制,不依赖抗体,因此称为自然杀伤活性。NK细胞的作用机制为通过释放穿孔素、细胞因子等杀伤肿瘤细胞,活化的NK细胞可发挥调节免疫作用。
CIK疗法
CIK细胞疗法是将人的外周血单个核细胞在体外与多种细胞因子共同培养一段时间,获得大量T细胞后回输患者体内,从而精确地杀伤肿瘤细胞而不损伤正常组织。CIK 是人体外周血中的 T 淋巴细胞,膜表面标志为 CD3+和 CD56+,通过释放穿孔素 颗粒酶而直接杀伤肿瘤细胞,或是通过分泌多种细胞因子而间接杀伤肿瘤细胞。除此之外还能通过激活凋亡基因诱导肿 瘤细胞凋亡。
DC-CIK疗法
DC-CIK细胞肿瘤生物治疗是利用树突状细胞(DC)和细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)两种细胞联合治疗肿瘤。
TIL疗法
TIL细胞疗法是从肿瘤附近组织中分离出 TIL 细胞,加入IL-2进行体外大量扩增后回输到患者体内,从而扩大免疫应答治疗原发或继发肿瘤的方法。
CTL疗法
CTL细胞疗法是利用自身静脉血的淋巴细胞,在体外通过靶细胞抗原和淋巴因子的诱导,分化扩增成具有强大杀伤力的何为CTL细胞,再经静脉回输体内,从而有效的发挥免疫效应,达到清除病毒和杀伤肿瘤细胞的作用。
TCR-T疗法
TCR-T疗法是将患者体内的普通T细胞分离出来,利用基因工程技术引入新的基因使转基因T细胞表达能够识别癌细胞的TCR。回输到患者体内从而杀死肿瘤细胞的治疗方法。 TCR是T细胞表面的特异性受体,与CD3结合形成 TCR-CD3 复合物,通过识别并结合MHC呈递的抗原从而激活T 细胞。
CAR-T疗法
CAR-T疗法的原理与TCR 疗法相似,通过基因转导使患者的T细胞能够表达嵌合抗原受体CAR。将改造后的T细胞回输至患者体内后生成大量特异性识别肿瘤的CAR-T细胞,从而杀灭肿瘤细胞。CAR是T细胞表面嵌合抗原受体,能够以非MHC限制性的方式识别肿瘤细胞。
但Rosenberg很早之前就发现T细胞与其他类型的淋巴细胞在杀伤肿瘤细胞的能力上存在很大差异,比如上文提到的含有大量T细胞的TIL。而在2002年,该领域迎来了一个重要突破。
虽然TIL疗法治疗黑色素瘤患者有一定的疗效,但通常病人的响应时间比较短,而且回输至患者体内的细胞几天之后就消失的无影无踪,无法在患者的循环系统内找到他们的踪迹。
Rosenberg发现如果小鼠在回输免疫细胞之前进行预处理,清除小鼠体内的淋巴细胞,能够显著提高该疗法的疗效。其原理可能是清除了Treg,破坏了T细胞调控稳态,或消除了体内T细胞的功能抑制状态。该策略也在临床试验中得到证实:在转移性黑色素瘤患者回输具有杀伤肿瘤作用的T细胞之前,如果采用环磷酰胺和氟达拉滨进行预处理,能够显著延长回输T细胞体内的存活时间以及增殖能力,提高病人缓解率。
TIL疗法仅对黑色素瘤患者的疗效比较显著,但接下来出现的两项非常重要的疗法(TCR-T和CAR-T) 使免疫细胞疗法的治疗领域扩展到了其他癌症类型。之后如果有机会的话会对CAR-T 、TCR-T进行详细介绍,在此处仅简单介绍这两种疗法的主要区别。CAR-T、TCR-T疗法首先需要从病人体内提取T细胞,然后在实验室中对T细胞进行基因组修饰,使T细胞表面能够表达特定蛋白受体。TCR-T细胞表面的受体属于T细胞受体,能够通过结合MHC上的蛋白片段来识别抗原。而该蛋白片段来源于细胞内的抗原消化过程,所以TCR-T细胞能够识别细胞内存在的抗原,比如NY-ESO-1。而CAR-T细胞表面的嵌合抗原受体识别不依赖MHC,其作用机制与抗体与抗原的识别类似,能识别细胞表面抗体,比如CD-19。
85%的ALL儿童患者在经历2年的标准化疗之后可以被治愈,但有15%的患者即使使用最高强度的化疗方案也依然无法缓解病情。一开始Emily的医生以为她患的只是普通的白血病,然而在疾病复发之后医生意识到她的ALL并没那么容易治疗。
Emily的父母对她下一步治疗方案的制定感到万分忧虑,他们决定咨询其他医生的意见。然而费城儿童医院的Rheingold医生给出的治疗建议与Emily当时的主治医生一致:希望Emily能够进行下一轮更高强度的化疗。但Rheingold医生同时也说,如果他们想选择其他治疗方案的话她也能够帮助他们。
Emily的父母接受了他们的建议进行了化疗。但仅仅4个月之后Emily就出现第二次复发,并且病情迅速恶化。此时Emily的父母意识到他们必须更换主治医生,并寻找不同于普通化疗的、更加前沿的治疗手段。在确定无法进行骨髓移植之后费城儿童医院给出的建议是参加一项CAR-T疗法的临床试验。该疗法需要对T细胞进行基因改造使其能够识别CD19,在体外培养完成的T细胞回输至体内之后使这些T细胞能够识别B细胞表面的CD19,从而引发杀灭癌变B细胞的免疫反应。
在此之前已有3位成年病人被招募进入该临床试验,而且这几位患者对该疗法的响应非常好。但儿童患者对CAR-T疗法的效果如何却没有人知道。在与费城儿童医院的Rheingold和Stephan Grupp医生交流之后Emily的父母决定冒险让她参与该临床试验。如果这一次不成功,Emily大概就只剩下几个月的生命了。
4周之后,T细胞制备完毕。2012年4月17日,Emily成为第一个接受T细胞疗法治疗的儿科患者。Grupp医生计划分三次将CAR-T细胞输入她体内。在初次输入10%的T细胞之后的第二天Emily接受了第二次治疗,这一次医生向她体内输入了30%的CAR-T细胞。
Grupp医生说在回输T细胞的几天后Emily可能会产生类似流感的症状,之前的三位病人也产生了同样的反应。但令人意想不到的是,Emily的症状却比医生预想的要严重的多。
2012年4月18日,Emily接受了第二次治疗之后在父母的陪伴下开心的回到家中。晚上的时候Emily的心情特别好,还一直缠着她父亲Tom,想骑在他背上玩骑大马。但到了半夜,Emily忽然开始发烧。她的父母迅速将她送到费城儿童医院的急诊。之后医院迅速召集了多名医生机体会诊,而此时Tom站在一旁,看着自己的女儿手腕、大腿动脉以及颈动脉被切开,并插入17根IV管以维持她的生命。
2012年4月18日进行第二次治疗之后Emily回到家中
医生对Emily的父母说他们从未见过并且如此病重的病人,Emily大概挺不过这一晚了。虽然他们很清楚Emily的病情是由输入的T细胞导致的,但并不清楚她的体内到底发生了什么变化。Emily的妈妈坐在她的床边,安静的看着床边的呼吸机,她坚信不可能就这样结束,绝不可能。
此时Carl June的医护团队也没有放弃,加紧进行另一次血液检查以明确Emily体内的免疫反应。检查结果令医生们感到非常诧异,Emily体内的IL-6高出正常值近一千倍。医生们推测IL-6正是导致Emily病情如此严重的原因。幸运的是Carl知道如何应对,他的女儿因患有类风湿正在使用一款IL-6抑制剂tocilizumab。虽然tocilizumab从未被用于癌症患者的治疗,疗效和安全性难以保证,但即使用了tocilizumab,Emily的病情也没办法更糟糕了。
在Emily的治疗过程中,确实有极大的运气和偶然因素存在。在Grupp给Emily使用了tocilizumab之后,Emily的反应简直令人难以置信。ICU的医护人员说,他们从来没有见过如此病重的人能够在如此短的时间内快速恢复,几个小时内Emily的病情便迅速缓解。
一周之后Emily在她7岁生日的那天醒来。重症监护室的医护人员为她唱起了生日快乐歌。虽然闯过了鬼门关,但医生们依然不知道回输的T细胞是不是能够对她的癌症产生作用。
3周之后,医生们对Emily进行了骨髓检查,结果是阴性,Emily的白血病消失了。Grupp医生说,是CAR-T疗法救了Emily,但同时Emily也拯救了CAR-T疗法,如果Emily去世的话大概CAR-T疗法也不会存在了。
直到现在Emily的ALL依然没有复发。2015年1月27日,Emily的父母与Emily共同成立了EmilyWhitehead基金以支持儿科癌症的研究。2017年8月30日,FDA批准诺华的CAR-T疗法Kymriah上市(见:重磅!FDA正式批准诺华CAR-T产品上市!)。
很多制药相关行业的从业人员平常鲜有机会直接接触病人,但我想每个了解Emily故事的人都很难不被感动,每个知晓魏则西遭遇的人也很难不感到痛心。但在看到FDA批准Kymriah上市的消息后,有多少人希望国内的患者也能尽早受益,又有多少人在感叹中美细胞治疗领域的差距呢?
其实国内CAR-T领域的研究实力不容小觑,中国的CAR-T临床研究数量已经与美国并驾齐驱,成为世界第一梯队。