CAR-T細胞療法經過10年左右的發展，已經革新了急性淋巴細胞白血病等惡性血液腫瘤的治療。自2017年美國FDA批准全球首款CAR-T療法上市以來，全球已有5款 CD19 CAR-T和1款BCMA CAR-T療法獲批，累計適應證包括急性淋巴細胞白血病、瀰漫性大B細胞淋巴瘤、原發縱隔B細胞淋巴瘤、套細胞淋巴瘤、濾泡性淋巴瘤和多發性骨髓瘤。
然而，對比在血液腫瘤治療方面取得的驚人戰績，CAR-T細胞療法在對抗實體瘤方面仍面臨多重挑戰，進展緩慢。
從作用機制方面來看，CAR-T需要識別癌細胞上的一個特定靶點才能殺死癌細胞，然而，癌細胞並不是都有這樣明確的靶點，或者一些癌細胞會想方設法把這種靶點“藏起來”。
8月30日，最新發表在Cell雜誌上的一項研究中，來自賓夕法尼亞大學Perelman醫學院的一個科學家團隊揭示，RN7SL1，一種天然存在的RNA，能夠啟用機體自身的天然T細胞，來搜尋逃避CAR-T細胞識別的癌細胞。這一發現有可能會改善實體瘤的治療。CAR-T先驅Carl H. June教授及Perelman醫學院的放射腫瘤學教授Andy J. Minn博士是這篇論文的共同通訊作者。
“CAR-T細胞通常像是‘孤軍’，因此在對抗實體瘤時殺傷力有限，但如果我們給CAR-T配備了合適的‘武器’，那些CAR-T無法殺傷的癌細胞可能就無處可逃了。”Minn博士說道。
Minn博士及其合作伙伴給CAR-T找到的第一種“武器”是一種內源性RNA，即起源於機體自身細胞的RNA，具體稱為RN7SL1。RN7SL1是一種高度結構化的非編碼RNA，存在於所有細胞型別中，從人類到細菌進化保守。在穩態條件下，RN7SL1作為蛋白質翻譯的關鍵支架發揮作用。在發揮這種作用時，許多RNA結合蛋白會保護RN7SL1不被胞質RNA模式識別受體（pattern recognition receptors, PRRs）識別；然而，在病理條件下，與RNA結合蛋白相互作用的減少使RN7SL1變得不受保護，並透過外泌體等胞外囊泡（EV）分泌。因此，這種未受保護的RN7SL1會模擬病毒RNA啟用炎症反應。
在該研究中，科學家們發現，當CAR-T細胞透過胞外囊泡（EV）將RN7SL1遞送到腫瘤中後，RN7SL1會模仿病毒RNA。就像病毒感染後一樣，機體免疫系統的一個分支——先天免疫細胞會在檢測到由CAR-T遞送的RN7SL1後“啟用”。然後，這些先天免疫細胞可以刺激機體內的T細胞，動員它們加入抗癌戰鬥。
但是，像CAR-T一樣，機體內天然的T細胞也需要癌細胞上有明確的靶點才能進行識別和發動攻擊，因此，科學家們其實還讓CAR-T細胞攜帶了第二種“武器”——外來抗原，這些抗原被“塗”在癌細胞表面，供機體內的天然T細胞識別。
具體來說，研究發現，相比腫瘤細胞，DC和髓系細胞會優先攝取RN7SL1，進而增強內源性免疫。轉移後的RN7SL1可限制骨髓來源的抑制性細胞（MDSC）的發育，降低髓系細胞中TGFβ的水平，促進具有共刺激特徵的DC亞群。進而，內源性效應記憶和腫瘤特異性T細胞也會擴增，共同對抗實體瘤。
除了幫助招募機體的天然免疫系統，該研究表明，RN7SL1還能夠改善CAR-T細胞自身的功能。RN7SL1促進了CAR-T細胞的增殖以及效應記憶表型的分化。表達RN7SL1的CAR-T細胞持續時間更長，能更好地浸潤到腫瘤中，具有更強的抗腫瘤功能。
利用小鼠模型，研究者發現，經RN7SL1和外來抗原武裝後的CAR-T細胞透過招募機體自身的免疫系統阻止了腫瘤復發。因此，科學家們認為，改造CAR-T細胞以遞送RN7SL1和外來抗原到腫瘤中可能有助於對抗實體瘤逃避CAR-T細胞的常規手段，進而提高療效。
總結來說，這項研究表明，多裝甲的CAR-T細胞能夠有效浸潤腫瘤，啟用髓系細胞和DC細胞，併為腫瘤微環境提供抗原，在CAR抗原缺失或丟失的危情下，啟動內源性T細胞來清除實體瘤。
“我們的最新方法，既利用CAR-T細胞來抗癌，也增強了內源性T細胞的功能，同時針對了實體瘤常見的抑制性機制，因此，可能是改善實體瘤治療響應的一種有效的組合方法。”Carl H. June教授總結道。
專家點評
藝妙神州 創始人兼CEO
何霆博士
何霆博士，畢業於清華大學，癌症藥物研發專家，北京藝妙神州醫藥科技有限公司創始人兼CEO。作為主要發明人擁有10餘項技術專利，先後在國內外頂尖學術期刊發表10餘篇癌症和基因細胞技術研究論文。作為嘉賓多次受邀出席國內外重要學術和產業會議。榮獲北京市科技新星、北京市海英人才、北京市雛鷹人才、中關村高階領軍人才、中關村高聚工程領軍人才、DeepTech生命科學年度創新人物等榮譽，入選MIT“35歲以下科技創新35人”中國榜單、《財富》“中國40位40歲以下的商業精英”榜單。
何霆：CAR-T技術對白血病和淋巴瘤等血液瘤展現出了良好的療效，但在實體瘤治療中遇到了很大瓶頸，療效不佳。CAR-T治療血液瘤和實體瘤有很大不同，對於血液瘤，CAR-T比較容易接觸到腫瘤抗原，腫瘤病灶位於血液迴圈和淋巴迴圈等適宜CAR-T擴增的環境中，因而CAR-T進入患者體內後能有效擴增至足夠殺傷和清除腫瘤細胞的數量；而對於實體瘤，CAR-T與靶抗原的結合受到其在腫瘤組織浸潤的限制，很難在外周接觸到充足的腫瘤抗原而啟用和擴增，真正浸潤到腫瘤組織的CAR-T也通常會因數量有限導致在其殺傷腫瘤細胞的同時“耗竭殆盡”，無法實現有效且持久的抗腫瘤效果。此外，實體瘤的抗原表達異質性強，CAR-T往往無法靶向所有腫瘤細胞，狡猾的腫瘤細胞還會將抗原丟失，逃避CAR-T的殺傷，因而實體瘤的治療僅靠CAR-T單槍匹馬很難實現良好的效果，需要調動機體的免疫系統，與CAR-T團隊作戰，共克腫瘤。
Carl June教授團隊發表在Cell上的報道，正是巧妙地實現了這個設想，他們將傳統的CAR-T裝配了RN7SL1 RNA，CAR-T能將RN7SL1 RNA透過外泌體等囊泡形式分泌出去，將其遞送給體內的抗原呈遞細胞（APC），進而促進APC活化和成熟，裝配了RN7SL1 RNA的CAR-T具有更優的擴增和記憶細胞分化特性；如果將CAR-T同時裝配RN7SL1 RNA和腫瘤抗原肽，則能活化APC和調動機體內的T細胞識別腫瘤，協助CAR-T殺傷腫瘤，更重要的是能清除CAR-T靶點陰性的腫瘤細胞。這項研究正是針對實體瘤免疫抑制性強、靶點表達異質性、以及CAR-T擴增能力不足的問題，以CAR-T為載體進行巧妙設計，引入機體內先天免疫細胞和T細胞活化元件，在臨床前模型中有效提升了CAR-T的療效，這樣的設計值得我們學習。
這項研究還有一些問題需要後續深入研究，比如裝配後的CAR-T如何在體內有效調動機體免疫，分泌出的RN7SL1 RNA是否會影響腫瘤細胞以及機體內其它正常細胞，以及這種裝配RNA的CAR-T的成藥性如何等。
何霆：CAR-T想要在治療實體瘤方面有實質性進展，需要從以下多個方面進行突破：
1）創新的靶點發現和篩選技術。CAR-T的有效治療依賴於腫瘤細胞表面特異表達其識別的靶點抗原，而實體瘤通常表達的是腫瘤相關抗原，而非腫瘤特異抗原，且抗原在腫瘤組織中的表達也具有異質性，如果能篩選到表達譜優異的細胞膜表面腫瘤抗原，將對CAR-T的開發大有裨益。
2）創新的CAR設計和篩選技術。CAR包含抗原識別區域、鉸鏈區、跨膜區和訊號區等結構域，我們需要針對每種實體瘤的病理特徵和靶點抗原特性，對CAR的各元件進行精細設計和篩選，必要時對CAR-T裝配有力的“武器”，使CAR-T能更有效和持久地與腫瘤細胞戰鬥；此外，新型的高通量和有效的臨床前評價模型的開發，對CAR-T的研發也至關重要。
3）科學合理的聯合治療策略。實體瘤的治療極其複雜，CAR-T單槍匹馬，往往與腫瘤細胞兩敗俱傷，如果能針對實體瘤的病理特徵、CAR-T的作用機理和問題，找到與CAR-T優勢互補的治療藥物，有可能是CAR-T治療實體瘤的一個突破口，未來免疫檢查點抑制劑、靶向治療、溶瘤病毒、mRNA疫苗等都是CAR-T聯合治療研究的選擇方向。
4）先進穩定的CAR-T製備工藝。相比於血液瘤，實體瘤CAR-T治療通常需要很高的回輸劑量，這對CAR-T製備工藝提出了更高的挑戰。CAR-T製備工藝的持續改進是實現實體瘤CAR-T臨床應用的重要基礎。
何霆：藝妙神州在實體瘤CAR-T方面的佈局，主要圍繞中國人群高發的惡性消化系統腫瘤及無有效治療手段的神經系統腫瘤，目前均處於臨床前研發階段。其中進展較快的是靶向肝癌的CAR-T，這款產品主要在CAR設計上實現了創新，我們針對肝癌免疫抑制性強和CAR-T擴增能力弱的問題，採用了公司自主研發的新型訊號域，能顯著提高CAR-T的體內持續性，該CAR-T在荷肝癌小鼠模型中顯示出持久的腫瘤清除效果，目前正在開展研究者發起的臨床試驗。
何霆：新靶點的發現、適應症的深入研究、創新CAR設計的嘗試、科學的評價模型的研發將會助力篩選出更安全有效的CAR-T；免疫檢查點抑制劑、溶瘤病毒、mRNA疫苗以及其它CAR-T聯合治療策略的開發，將會助力CAR-T找到一個實體瘤治療的突破口；科學合理的產學研醫合作，將會助力滿足臨床需求和成藥性的CAR-T研發。我相信隨著新技術的研發和業界同仁的努力，未來3-5年CAR-T治療實體瘤一定會取得突破，至少能在一部分腫瘤患者中實現有效治療。
參考資料：
[1] Lexus R. Johnson et al. The immunostimulatory RNA RN7SL1 enables CAR-T cells to enhance autonomous and endogenous immune function. Cell(2021).
[2] Engineering CAR T Cells to Deliver Endogenous RNA Wakes Solid Tumors to Respond to Therapy（來源：Penn Medicine）