客观日本

日本阪大动物验证血癌全新免疫细胞治疗成功

2017年11月15日 生物医药

据大阪大学11月7日新闻稿报道,该校医学系研究科保仙直毅准教授(呼吸器与免疫内科、保健学科癌干细胞调控学)、熊ノ郷淳教授(呼吸器与免疫内科)和蛋白质研究所高木淳一教授(分子创制学)领导的团队通过小鼠实验证实,有活性结构的β7整合蛋白(Integrin β7)在多发性骨髓瘤中具有高度特异性表达,可以作为CAR-T细胞治疗的新靶点。该成果已在最新一期《Nature Medicine》上发表【1】。

我们在10月31日的《日本细胞治疗新星Metcela会是下一个Kite吗?》中已提到,美国食品药品监督管理局在八月和十月先后批准了分别针对急性淋巴球性白血病和非霍奇金氏淋巴瘤的两款免疫细胞疗法。而Kymriah和Yescarta两款细胞治疗都是采用了目前最受瞩目的新型技术:CAR-T。

CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy,嵌合抗原受体T细胞免疫疗法)属于精准个体化治疗方式,主要包括1)患者T细胞采集分离、2)CAR-T细胞制备、3)CAR-T细胞体外扩增培养、4)CAR-T细胞回输四大步骤。其中嵌合抗原受体(CAR)是CAR-T的核心部件,包括肿瘤相关抗原(tumor-associated antigen, TAA)结合区(通常来源于单克隆抗体抗原结合区域的scFV段),胞外铰链区,跨膜区和胞内信号区。CAR经过基因工程技术构建并被转染到T细胞后,通过CD3z链和共刺激分子CD28介导激活T细胞,使后者精准识别并杀死或抑制肿瘤细胞【图1】。其中肿瘤细胞特异性靶点的选择对于CAR的有效性以及转基因T细胞自身的安全性来讲是至为关键的决定因素。

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图1 CAR-T细胞治疗流程

多发性骨髓瘤(Multiple myeloma, MM, myeloma, plasma cell myeloma, Kahler's disease)是一类浆细胞癌变后的恶性血癌,可导致骨质破坏和骨髓衰竭。浆细胞是B淋巴细胞发育到最终功能阶段负责产生抗体的免疫细胞。因此世界卫生组织(World Health Organization, WHO)又称其为浆细胞骨髓瘤,归类到B细胞淋巴瘤。淋巴瘤(Lymphoma)又称淋巴癌,除了多发性骨髓瘤外,淋巴瘤主要分为两大类:霍奇金氏淋巴瘤(HL)和非霍奇金氏淋巴瘤(NHL)。

据国际骨髓瘤基金会(international Myeloma Foundation)统计,目前全球约229,460多发性骨髓瘤病例,并以年均114,250例的速度增长,是目前全球第二大血癌。日本目前约有18,000例患者。虽然多发性骨髓瘤对很多细胞毒性药物敏感,但复发率极高,很难完全治愈。上述Kymriah和Yescarta两款细胞治疗以CD19作为靶点,对血癌的治疗取得了突破性的惊人疗效,并最终通过FDA审批。因此同为血癌/淋巴癌的多发性骨髓瘤,理论上讲也可以开发出类似的CAR-T细胞疗法。寻找骨髓瘤细胞表面特异性表达的抗原(潜在靶点)便成为该疗法能够顺利推进最首要的一环。

保仙直毅准教授领导的研究团队首先从抗体入手,从能与骨髓瘤细胞结合的10,000多个单抗中鉴定出一个即能结合骨髓瘤细胞又不识别正常血液细胞的抗体--MMG49。随之发现骨髓瘤细胞表面与MMG49抗体结合的是β7整合蛋白。并且发现虽然β7整合蛋白在正常淋巴细胞上也有表达,但一般以非活性构象存在,不与MMG49抗体结合。β7整合蛋白在多发性骨髓瘤细胞表面不仅高表达,而且大多是保持在活性构象状态。由于是以活性构象下暴露出的抗原决定簇(图2,红五星标示)作为特异性靶点的MMG49抗体互补位为模板,运用基因工程技术制备了相应CAR-T细胞。在接下来的小鼠动物实验中,基于MMG49的CAR-T细胞特异性识别排除小鼠体内骨髓瘤细胞,没有显示对正常细胞造成损伤。

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图2 以β7整合蛋白活性构象为靶点的MMG49 CAR-T细胞治疗

该鼓舞人心的动物实验结果,给正在饱受病魇折磨的骨髓瘤患者投来了一线曙光。研究团队正在积极筹备,计划在2019年开始展开相关临床试验。

文/客观日本编辑部
图/大阪大学11月7日新闻稿

相关文献:
【1】 Naoki Hosen, Yukiko Matsunaga, Kana Hasegawa, etc. The activated conformation of integrin β7 is a novel multiple myeloma–specific target for CAR T-cell therapy. Nature Medicine. published online 6 November 2017; doi:10.1038/nm.4431.

相关链接:
大阪大学针对多发性骨髓瘤的全新CAR-T细胞治疗开发(日语)[网页]
《日本细胞治疗新星Metcela会是下一个Kite吗?》[网页]