打破CAR-T实体瘤魔咒,TCR-T踏上征途

两款CAR-T在中国的上市,让2021年成为中国细胞药品元年。

这一年,普罗大众在讨论120万一剂(第二款129万)的CAR-T,讨论最难治的病是穷病。而专业人士,更多在讨论CAR-T的治疗谱,讨论CAR-T的不足和前景。

CAR-T疗法已经成为广为业界所熟知的血液肿瘤免疫疗法,但最令业界一筹莫展还是实体瘤了。据统计,世界上90%的癌症都是实体肿瘤,只有10%是血液癌症。毫无疑问的是,CAR-T治疗在实体瘤方面的束手无策,让TCR-T走向攻克实体瘤的前台。

我们首先来看看几个实际的例子

2021年ASCO大会上,Adaptimmune宣布,他们的TCR-T细胞疗法Ⅱ期开放试验治疗29名晚期滑膜肉瘤,总体缓解率为41.4%(n=12/29),其中2例完全缓解(CR)、10例部分缓解(PR)、13例疾病稳定和4例疾病进展,疾病控制率为86.2%(n=25/29)。该公司宣布该药明年有望上市。

2021年10月,Immatics公司宣布,他们的TCR-T细胞疗法,在剂量递增临床试验的早期阶段就显示出抗癌活性。在包括非小细胞肺癌、头颈癌、黑色素瘤、卵巢癌和滑膜肉瘤等癌症在内,16例患者中有15例(94%)实现了疾病控制,14例患者(88%)观察到肿瘤缩小。研究人员还观察到,所有患者体内都有稳健的T细胞植入,在可评估的接受治疗中活检的患者体内,TCR-T细胞也有肿瘤浸润。

2020年国际肝病大会(ILC)上,首个抗肝癌TCR-T疗法,9名肝癌患者中1例患者CR(完全缓解),所有患者AFP水平均下降!

2020年ASCO大会,美国MD安德森癌症中心公布了新型过继性T细胞疗法,针对38名临床上可以说是没有任何标准治疗方案的极晚期患者,包括恶性程度极高的滑膜肉瘤、卵巢癌、头颈癌、胃癌、粘液样/圆形细胞脂肪肉瘤、非小细胞肺癌、膀胱癌、食道癌和黑色素瘤。试验结果显示,这些患者在接受细胞治疗后,产生了强烈的响应。9例患者(23.7%)病情缓解或肿瘤缩小,18例患者(47.4%)病情稳定。

特别是其中一位67岁的男性晚期滑膜肉瘤患者,接受细胞治疗12周后,最大的肿瘤病灶(155mm)缩小了45%,随着进一步的治疗,肿瘤缩小了71%。

那么,什么是CAR-T和TCR-T呢?

作为非常非常重要的过继性T细胞治疗的两个方向,CAR-T和TCR-T有着明显的区别。

TCR是一种T细胞特异性受体,通过自然产生的T细胞来识别抗原,而CAR是一种人工嵌合受体,结合抗原结合和T细胞激活功能。两者的典型区别,TCR需要MHC的表达,而CAR不需要。

但是,CAR只与细胞表面抗原结合,而TCR可以识别所有类型的肿瘤特异性蛋白,这类蛋白包括CEA,Her-2,CD19,gp100, MART-1, MAGA-A3, NY-ESO-1等等,这些在细胞内外的蛋白质显著增加了潜在的肽靶点的数量。



打个比方,CAR-T是把T细胞的狼牙棒换成了一把利剑,它把T细胞上TCR的“头”直接换成一个特异性的抗体。这样就可以让T细胞就在抗体的指引下直接攻击癌细胞。那么TCR-T就是将原来的狼牙棒给武装起来,让他更尖更硬更锐。让软下来的狼牙棒通过基因修饰的办法能重整旗鼓,杀伤癌细胞。

TCR和CAR的不同结构

相较于CAR-T疗法,TCR-T疗法在实体瘤治疗领域更具优势。在实体瘤的治疗中,TCR-T取得了优于CAR-T的治疗效果,当TCR-T与CAR-T同时对实体瘤发起攻击,CAR-T通常会在肿瘤外层附着而不向内部渗透,有效率较低。TCR-T由于本身就在人体内自然表达,完全人源化,所以不会引起机体的免疫排斥。同时,TCR-T细胞具有免疫记忆功能,可以在体内存活较长时间。就CAR-T而言,部分人为的基因改造在客观上也会消耗缩短CAR-T存活时间,影响治疗结果。预计将进一步推动TCR-T疗法市场增长。

在NIH上注册的1007项免疫细胞临床试验中,其中CAR-T疗法为774项,TCR-T是153项,其他还有80多项试验包括CIK细胞(细胞因子诱导的杀伤细胞)、NK细胞(自然杀伤细胞)等。

2020年前逐年增长的CAR-T和TCR-T临床试验


CAR-T和TCR-T细胞免疫治疗产品的原理图


TCR-T和CAR-T的治疗流程


进一步谈谈T细胞和TCR

T细胞是我们细胞免疫中最重要的一类细胞,之所以被称为T细胞是因为它们成熟和分化的过程是在胸腺(Thymus)里完成的。

T细胞很像我们身体的“纪委”。它们在肌体内巡逻时,不断地和各种细胞进行“亲密”接触,以检查细胞是否正常。

而这种接触和检查工作主要是通过一种称之为“T细胞受体”来进行的,TCR就是T细胞受体T cell receptor的英文简称。

如果T细胞发现其中有变异的蛋白片段,就可能对细胞发起进攻,摧毁变异的细胞。这也就是我们免疫系统如何能够长期保持我们无癌生活的主要原因。

癌症发生说明我们的T细胞已经失去了识别癌细胞以及摧毁癌细胞的能力。而提高T细胞识别能力的关键就在于改进“T细胞受体”。

TCR-T疗法现在发展如何

TCR-T疗法,就是指通过向T细胞中转导嵌合抗原受体,来提高特异性识别肿瘤相关抗原的TCR的亲和力和免疫细胞的战斗力,使T淋巴细胞能够重新高效的识别靶细胞,在体内发挥较强的抗肿瘤免疫效应。

TCR-T疗法不仅能像化学治疗一样快速杀灭肿瘤,还可以避免疫苗和T淋巴细胞检查点疗法的延迟效应。

最早的TCR-T临床研究早自2004年就已在临床试验中注册,但道阻且艰,中间也经历了2009年TCR-T试验在结直肠癌中的失败以及2011年两个针对MAGE-A3的TCR-TS在实体瘤的失败。

就目前注册的临床试验而言,TCR-T所有已登记的临床研究都处于一期或二期,主要针对实体肿瘤,而不是血液肿瘤。最常见的是黑色素瘤(13%),其次是胃肠道癌(13%)、肺癌(8%)和几乎所有其他实体肿瘤。

TCR-T最常见的靶点是CTA(47%)和其他TAA(25%),癌病毒抗原占16%(HPV 9例,HBV 4例,EBV 3例,MCV 1例)

我们在利用TCR-T治疗中还有什么挑战?

前面讲了TCR-T在实体瘤上已取得一些进展,但是我们依然不能忽视TCR-T的现实困难,只有突破这些障碍,未来攻克肿瘤才更有希望。

靶点选择和优化:这是TCR治疗永恒的一个挑战,就是要解决TCR对肿瘤靶点的亲和力,另外TCR- T对回输数量的要求也更大。

肿瘤逃逸和抑制T细胞活化:TCR-T的活化依赖MHC-I类分子将肿瘤抗原呈递给TCR-T,但在肿瘤细胞中MHC常常表达下调或完全丧失,这时TCR-T就束手无策了,另外肿瘤还会抑制T细胞活化,这点也是TCR-T要提高临床疗效必须解决的问题。

个性化:由于人群中MHC的多样性,而TCR-T对肿瘤细胞的靶向杀伤需要MHC分子,因此TCR-T疗法无法研发出通用型TCR-T,患者费用会比较高这点也会限制了TCR-T的使用。

科学家们目前正在尝试各种新型开发策略,以增强过继转移的T细胞的持久性和扩展,从而增强TCR-T的治疗效果,包括改善体外培养条件、对T细胞的遗传修饰、患者预处理和协同治疗。


全球角逐TCR-T

目前,中国发起的CAR-T临床试验已经超过美国,而TCR-T的领域还是奋起直追,如下图。

《癌症通讯》(Cancer Letters)上公布了我国前几年的癌症患病率为556/10万人,以30万人民币费用,10%的治疗比例估算,中国CAR-T/TCR-T疗法的潜在市场空间超过2000亿元人民币。

对于TCR-T疗法,国内外已有数家企业布局研发,国外的领先企业有Adaptimmune、 Immuncore、Medigene、 Lion TCR、TCR2 Therapeutics、RootPath、Kite Pharma。国内的领先企业包括香雪制药(香雪精准)、恒瑞源正、优瑞科、药明巨诺、深圳因诺免疫、深圳宾德生物、可瑞生物等。

总之,TCR-T细胞治疗已经得到迅速发展,并且已经成为对付各种癌症,特别是针对实体肿瘤的一种很有前途的策略。


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