肿瘤治疗最新进展、免疫治疗、cart.ppt

癌症治疗发展史 及最新进展 主讲：赵昕 20160517 癌症 领域的两位顶尖 人物 Douglas Hanahan教授和 Robert Weinberg教授 在 2000 年出版 的 Cell 杂志 上联名发表了一 篇综述 文章 癌症的标志 （ Hallmarks of Cancer），提出了癌症的单克隆理论 。 这篇文章认为，所有恶性 肿瘤均开始于一个叛逆细胞（ Renegade Cell），这个细胞因为基因突变而 具备了 6 大特征，分别是刺激自己无限生长、不理会其他禁令、逃避细胞自杀机 制、躲过染色体端粒长度对细胞分裂次数的限制、发展出一套血液供应系统以维 持自己的生长，以及具备入侵到其他组织中去的能力。 背景介绍 但是 ，自这篇文章发表后不久后就有人 发现，肿瘤里的癌细胞不都是来自同一个克 隆，而是包含各种不同种类的癌细胞。这些 癌细胞除了源于基因突变以外，还包括基因 重组、片段缺失和 DNA 甲基化 等各种方式 。 更重要 的是，肿瘤当中甚至不光有癌细胞， 还混有大量健康细胞，所有这些细胞一起构 成了一个复杂的微环境，甚至体内的微生物 也会参与进来，共同构建了一个适合肿瘤 生 长的 复杂的信号 网络 。 背景介绍 在此 基础上有人提出，肿瘤的发生和成长完全符合达尔文提出的自 然选择理论，是一个不断进化的过程。具体来说，人体内的所有细胞就 像是一个个单独的生命，随时发生各种基因变异，这些变异赋予这些细 胞不同的性状，这些性状在体内被选择，分裂速度越快，同时又越善于 逃避免疫监督的细胞便越有机会活下来，最终成为癌细胞。与“进化论” 如出一辙，这个过程不断地重复，癌细胞逐渐获得了一个又一个独特的 性状，数量越来越多，肿瘤越长越大，就像某个物种被大自然选择一样 。 对抗癌症方法层出不穷 “聪明的”癌细胞 癌症治疗发展史 早期凭经验做手术切 除癌组织（只能用于 尚未扩散的实体肿瘤） 放疗、化疗（见效快、 杀敌一千自损八百） 抗癌靶向药物（作用 位点专一，但造价高、 适应症窄、耐药性） 免疫治疗（利用人体 自身的免疫系统去对 付癌细胞） 从 1970 年起， 第一个致癌基因（ Oncogene）被科学家 发现。 这 个基因一旦被激活，就会让正常细胞的分裂失去控制，成为癌细 胞 。 在 1984 年 ，第一 个肿瘤抑制基因（ Tumor Suppressor Gene） 被 科学家发现 。 自从找到 了致癌基因 和肿瘤抑制基因， 就 相当于找到了癌细胞和健康细胞 的 不同 之 处。这对开 发出只针对癌细胞 ， 同时 又不会伤害健康细胞 的抗癌 靶向 药 物奠定了基础。 抗癌靶向药物 癌症治疗发展史 早期凭经验做手术切 除癌组织（只能用于 尚未扩散的实体肿瘤） 放疗、化疗（见效快、 杀敌一千自损八百） 抗癌靶向药物（作用 位点专一，但造价高、 适应症窄、耐药性） 免疫治疗（利用人体 自身的免疫系统去对 付癌细胞） 1.细胞因子治疗（白介素、干扰素、 肿瘤坏死因子等） 2. 检查点阻断法（ Checkpoint Blockade） 3.过继免疫疗法 免疫治疗方法 背景 ： 1984 年，美国 科学家 Steve Rosenberg曾用 高剂量的白细胞介素 激活病人的免疫系统，在一部分癌症病人身上获得了成功 。与此同时 也 有人 尝试用干扰素来激活免疫系统，同样有少数癌症病人获益 。从此基 础学家进行了各种大量实验，发现了很多与癌症相关的细胞因子，为癌 症与免疫之间的联系奠定了基础。 Coussens L M, Werb Z. Inflammation and cancer. Nature, 2002， 420:960-867 Wang Y, Li G, Zheng G G, et al. Detection and sequencing analysis of IL-18 expression in J6-1 leukemic cells. Leuk Res. 2001, 25:273-.274 1.细胞因子 治疗 1996年，美国 免疫学 家 James Allison教授发现 CTLA-4 蛋白和 其他免疫活性 分子不一样，被激活后反而抑制了 T 细胞的 活性。（ 1996， science） 日本京都大学的本庶佑教授于 1992 年在 T 细胞表面发现了另一个具有刹车 的蛋白质，取名为 PD-1。之后，美籍华裔科学家陈列平教授于 1999 年发现 了和 PD-1 配对的受体蛋白，取名 PD-L1。发现当 PD-1 和 PD-L1 发生特异 性结合后， T 细胞便会启动自杀 程序。 药物研发： 虽然黑色素瘤病人极少，但名 为 Ipilimumab 的 CTLA-4 抗体 作为当时治疗黑色素瘤晚期唯一有效药，在 2013 年一年的 销售额高 达 9.6 亿 美元。另外一些制药厂也把 注意力放到了 PD-1 / PD-L1 通路上，至少有几 十种针对这一通路的单抗药物正在研发的过程中 。（ 2013 年底出版的 science 将这类基于检查点阻断的肿瘤免疫治疗药物评为年度十大科 学突破的首位，引起了广泛关注 。 ） 2. 检查点阻断（ Checkpoint Blockade） 原理： adoptive cell transfer therapy（ ACT），是指 从肿瘤患者中分离免疫活性细胞，在体外 进行修饰、 扩增 和功能鉴定，然后向患者转输，从而直接杀伤肿 瘤或激发机体的 免疫应答来杀伤 肿瘤细胞 。 a.非 特 异性过继免疫治疗 b.特异性过继免疫 治疗 3.肿瘤 过继免疫疗法 包括 淋巴因子激活的杀伤细胞（ lymphokine activated killer， LAK）疗法和细胞 因子介导的杀伤细胞（ cytokine induced killer， CIK）疗法 。 LAK疗法是利用白细胞介素 2（ IL-2）刺激外周血淋巴细胞免疫活性细胞，这些细 胞主要是由很多种淋巴细胞组成的混合体，包括 NK细胞和 T淋巴细胞，在体外对肿瘤 具有 HLA（ human leukocyteantigen，人类白细胞抗原）非依赖型的杀伤 作用。 CIK是将 人外周血单个核 细胞在 体外用多种细胞因子 (抗 CD3mcAb. IL-2, IFN-, IL-1a等 )共同培养一段时间后获得的一群异质细胞。其中 CD3+和 CD56+细胞 是 CIK细 胞群体中 主要的 效应细胞，被 称为 NK样 T淋巴细胞，兼具有 T淋巴细胞强大的抗瘤活 性 和 NK细胞的 非 MHC(主要组织相容性复合体 )限制性杀瘤优点。 a.非 特 异性过继免疫治疗 包括肿瘤浸润性淋巴细胞（ tumor infiltratinglymphocytes， TIL）治疗， T 细胞受体（ Tcell receptor， TCR）基因治疗，嵌合抗原受体治疗（ chimeric antigen receptor， CAR）等。 TIL治疗： 是从肿瘤组织中分离出来的淋巴细胞，经离体培养，由 IL-2诱导而 成，具有特异性肿瘤杀伤 活性 TCR治疗 ： 利用 分子生物学的手段克隆肿瘤特异性 T细胞的 TCR，并通过构 建含 TCR的病毒载体，把 TCR转入正常的 T细胞中，使这些 T细胞因携带肿瘤特 异性 TCR而成为特异性肿瘤杀伤细胞 。 CAR-T细胞治疗：主要特点是通过基因修饰获得携带识别肿瘤抗原特异性受 体 T细胞的个性化治疗方法。 b.特异性过继免疫治疗 与 传统的 T细胞识别抗原相比，经 CAR识别肿瘤抗原无须主要组织相 容性复合体限制，同时 CAR可以通过增加共刺激分子信号从而增强 T细 胞抗肿瘤的杀伤性，因此 CAR-T细胞可以克服肿瘤细胞下调主要组织相 容性复合体分子和减少共刺激分子表达等免疫逃逸机制 。 CAR-T细胞技 术已经发展 出 4代 ，第 1代 CAR在胞内只有个细胞 CD3受体的信号 区；在此基础上第 2代增加了 1个共刺激分子信号；第 3代增加了 2个共刺 激分子信号。 CAR-T细胞治疗 j 将自体 T细胞 结合 CD19靶向的嵌合抗原受体慢病毒 载体 (CTL019) 注 入 复发或难治性 ALL患者 (30名患者 ) (0.76 X 10620.6 X 106 CTL019 Cells/kg） 检 测 CTL019 T cells 免疫应答 毒性效应 扩增数 持久性 Figure 2.Ashows the results of detection of CTL019-positive T cells detected by means of flow cytometry in peripheral-blood samples. B. shows the KaplanMeier curve of the time to the first confirmed negative measurement in peripheral blood and bone marrow. C. shows measurements of CTL019 gene-modified T cells in peripheral blood as assessed by means of quantitative real-time polymerase-chain-reaction (PCR) assay. A. shows the results of testing to detect the percentage of CD19-positive lymphocytes in peripheral-blood samples by means of flow cytometry. B. shows a KaplanMeier curve of the time to either CD19 positivity or relapse. A. shows peak levels of interleukin-6 in the first 28 days after infusion of CTL019 cells in patients with severe cytokine-release syndrome as compared with patients with cytokine-release syndrome that was not severe. B. shows the severity of cytokine-release syndrome according to the baseline disease burden in bone marrow after chemotherapy and before infusion (in the pediatric trial only). 1.嵌合抗原受体 -抗 CD19修饰的 T细胞疗法 对治疗 复发和难治型 ALL有效 。 研究 中 30位接受此类治疗的急性淋巴细胞白血病病人中，有 27位病人 其癌症 迹象消失，完全缓解率达到 90%，多数持续性长达 24个 月， 6个月无症状 生 存率为 67%。 2. CTL019细胞治疗与高 缓解率有关， 即使对干细胞 移植 失败 的患者也有效 。 文献结论 目前， CAR-T 细胞治疗最大的副作用是发生细胞因子释放综 合征，被注入的 T 细胞释放大量细胞因子，可能导致危险的 高热和急剧的血压下降，一些患者可能需要采取额外的处理 措施 。 过继免疫细胞疗法具有高度的肿瘤抗原特异性，但这类疗法 也面临着一系列挑战，诸如肿瘤细胞特异的抗原往往非常少， 输入体内的 T 细胞存活期短，活化的 T 细胞也很难进入肿瘤 组织和免疫抑制性的肿瘤微环境 等。 需要 改善： 1.如何将免疫治疗与靶向药物优化运用？ 2.如何找到一个特殊的生物标记物， 来快速挑选 出最适 合接受免疫治疗的病人？