NEJM：胰腺癌治疗突破！T细胞受体疗法让肿瘤长期深度缓解

文章转载自：NEJM医学前沿

胰腺癌是恶性程度最高、最致命的癌症之一，原因包括确诊时已是晚期、手术时肝脏和其他部位已有微转移以及放化疗效果不佳。胰腺癌常携带KRAS突变，因此靶向突变KRAS表达的基因疗法成为研究热点。

2022年6月2日，《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表美国Rom Leidner和Eric Tran团队应用T细胞受体（TCR）基因疗法治疗胰腺癌肺转移患者的研究。研究者对患者自体T细胞进行基因工程改造，使其表达对特定HLA和肿瘤内突变KRAS具有特异性的两种不同TCR，之后将T细胞回输到患者体内，结果表明患者肺部转移灶明显缩小，6个月时缩小幅度达到72%，并且在该论文提交时患者缓解仍然持续。

该文共同通讯作者Eric Tran曾是TCR T疗法开拓者、美国国立癌症研究所Steven Rosenberg团队成员，而Rosenberg也是此项研究的合作者之一。

《NEJM医学前沿》特邀北京大学第一医院杨尹默和田孝东教授解读此项研究。为帮助读者理解TCR T最新概念，NEJM主编Eric Rubin和责任编辑Elizabeth Phimister特别撰写评论，指出该研究”令人兴奋、不容错过“。我们在此发表全文翻译。今天公众h推文第二条发布NEJM同期配发的社论，分析TCR T治疗胰腺癌的潜在价值，并推测作者团队对另一例胰腺癌治疗失败的可能原因。

通讯作者 田孝东，杨尹默 北京大学第一医院外科

胰腺癌是威胁人类健康的最致命癌症之一，具有早期诊断困难、手术切除率低、对放化疗不敏感等特点，预后极差，总体5年生存率仅为10%左右。

近年来针对实体肿瘤的免疫治疗方兴未艾，然而胰腺癌采用传统免疫检查点抑制剂的治疗效果普遍较差。这一方面与胰腺癌较低的肿瘤突变负荷（TMB）有关，另一方面胰腺癌组织间质异常丰富，肿瘤微环境呈免疫抑制状态，导致肿瘤组织中对新抗原具有反应性的肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）相对缺乏，而识别新抗原的TIL是实体肿瘤免疫应答的关键介质。尽管胰腺癌细胞的TMB普遍偏低，但超过90%的胰腺癌存在KRAS驱动基因突变，因此以KRAS突变为靶点的靶向治疗、肿瘤疫苗或过继性免疫细胞治疗是近年研究的热点。

2022年6月2日出版的《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表了美国Earle A. Chiles研究中心Rom Leidner等的研究结果，该研究应用能够靶向识别KRAS G12D突变肿瘤新抗原的T细胞受体（T cell receptor，TCR）嵌合型T细胞（TCR T）成功治疗了一例转移性胰腺癌患者[1]。

该胰腺癌肺转移患者接受了一次16.2×109个经过基因工程改造的自体T细胞回输治疗，这些T细胞被设计成可以克隆表达2种异基因的TCR，其MHC基因型限定为HLA-C* 08:02，同时具有KRAS G12D突变响应性，能够靶向识别KRAS G12D突变肿瘤产生的新抗原。体外实验证实这种改造过的T细胞对KRAS G12D突变具有高度特异性，当使用KRAS G12D突变多肽片段或RNA在体外刺激时，可以诱导T细胞分泌高水平的效应细胞因子，如γ-干扰素和肿瘤坏死因子（TNF，图1）。

图1. 受到野生型或突变型KRAS G12D多肽或RNA体外刺激时，T细胞分泌的γ-干扰素和肿瘤坏死因子

该患者经过治疗后肺部肿瘤明显缩小，达到客观缓解，治疗后1个月时肺转移灶缩小了62%，6个月时达72%（图2）。回输的T细胞在体内持续存在，1个月时占循环中所有T细胞的13%，3个月时占3.3%，6个月时仍有2.4%。在治疗后3个月时，患者外周血中的改造T细胞在体外仍具有KRAS G12D突变响应性，能够在KRAS G12D突变多肽片段刺激下产生γ-干扰素和TNF，表明其免疫效应持续存在。

图2. 治疗前以及治疗后85天和176天的胸部CT结果。

与靶向肿瘤细胞表面蛋白的嵌合抗原受体（CAR）修饰的T细胞（CAR T）不同，TCR T细胞疗法能够识别与细胞表面免疫相关蛋白结合的蛋白片段，靶向通常在细胞内表达的蛋白，因此能够靶向肿瘤细胞内部的KRAS G12D突变。

此前作者团队在1例转移性结直肠癌患者的TIL中发现了靶向KRAS G12D的HLA-C*08:02限制性TCR T，使用这种KRAS G12D响应性TCR-T回输治疗达到了使肿瘤客观缓解的效果，认为这种KRAS G12D响应性TCR T治疗有望应用于表达HLA-C*08:02和KRAS G12D突变的恶性肿瘤。

KRAS基因突变存在于超过90%的胰腺癌细胞，是胰腺癌最重要的驱动突变，其中KRAS G12D的突变率达45%左右。本研究使用KRAS G12D突变的肿瘤新抗原作为TCR-T作用的靶点，有望为更多的胰腺癌患者带来生存获益。

TCR T治疗依赖于患者的特异性HLA基因型。本研究中使用的KRAS G12D特异性TCR受到HLA-C*08:02的限制，文中指出仅有约8%的白种人和11%的黑种人表达此种基因型，这大大限制了其潜在应用范围。目前针对不同类型KRAS突变体和不同HLA基因型的TCR T治疗均有研究开展，大多处于临床前研究阶段，未来可能惠及更多的胰腺癌患者。

细胞因子释放综合征是该疗法最致命的并发症之一，这是因为大量转导T细胞被激活后导致细胞因子过度分泌，严重者可引起急性呼吸窘迫综合征和多器官衰竭等，甚至危及生命。本例患者在治疗前采用联合应用托珠单抗（一种免疫球蛋白受体的单克隆抗体）和环磷酰胺等免疫调节剂预处理的方法，成功预防了细胞因子释放综合征的发生。

在讨论中作者提到另一位同样以TCR T治疗的胰腺癌患者治疗前未采取托珠单抗预处理，导致患者输注后发生了3级细胞因子释放综合征和2级神经毒症事件，可见治疗相关毒副反应仍是TCR T治疗需要重点关注的问题。另一方面，在输注后1个月的影像学检查结果显示尽管肺转移灶略有缩小，但其肝脏病变仍处于稳定状态，提示该疗法的有效性以及对靶器官肿瘤微环境的要求等仍需进一步研究探索。

总之，该研究开拓了针对胰腺癌KRAS G12D热点突变的新的TCR T治疗方法，并在1例转移性胰腺癌患者的临床治疗中取得了较好疗效，为后续研究奠定了重要基础。我们期待未来进行前瞻性临床试验确定该疗法的治疗潜力，为更多晚期胰腺癌患者带来生存获益。

靶向肿瘤的细胞毒性T细胞

世上没有比为不治之症找到潜在新疗法更令人兴奋的事情了。因此，《新英格兰医学杂志》本周发表的一篇论文不容错过——文中两例接受治疗的转移性胰腺癌患者有一例达到了缓解。嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法的要素是该疗法的关键，但两者有一个根本区别。为了理解其原理，我们先讲讲CAR T细胞（见关键概念）。

关键概念

T细胞裂解

细胞毒性T细胞识别并杀伤其他细胞（例如受感染细胞或肿瘤细胞）的过程。识别过程是由T细胞受体（位于T细胞上）和HLA I分子呈递的“外来”或突变肽（位于受感染细胞或肿瘤细胞上）介导。

嵌合抗原受体（CAR）T细胞

经过基因工程改造，靶向特定细胞表面抗原（例如肿瘤细胞表达的抗原）的T细胞。特异性靶向是由嵌合抗原受体（CAR）介导，该名称是因为它结合了抗体的特异性（细胞外部分）和T细胞受体的T细胞活化功能（细胞内部分）。它在T细胞表面的强制表达（通过遗传学手段）可增强特异性、功能和代谢。

人类白细胞抗原（HLA）I

一种在人类大多数细胞表面表达的分子。人类白细胞抗原（HLA I）与细胞内的肽形成复合物，并将肽“呈递”（给T细胞）。因此，它是启动针对受感染细胞或肿瘤细胞的T细胞免疫的关键组成部分。

KRAS信号传导

KRAS（胞质分子）在细胞增殖通路中发挥“开关”作用的过程，上述通路始于生长因子（或其他蛋白质）在细胞表面与受体相结合，终于促进细胞增殖的特定基因被激活。基因KRAS的致癌变异会产生开关永远处于“打开”状态的KRAS蛋白，导致不受控的细胞增殖和癌症。

细胞毒性T细胞如何发挥作用？

细胞毒性T细胞有几方面作用。其中之一是处理病毒感染，它们可识别受感染细胞并通过裂解的方式杀伤这些细胞（见关键概念）。有许多可影响细胞毒性T细胞杀伤能力的正面和负面因素。T细胞因其他细胞表面有一种特殊蛋白（称为HLA I）而识别这些细胞（见关键概念）。HLA I蛋白因人而异，但存在于大多数细胞。带有“外来”HLA蛋白的细胞被杀伤，这一过程是移植排斥反应的主要原因。

CAR T细胞如何靶向肿瘤？

CAR T细胞有一个合成的“归巢”受体（CAR），它可通过该受体锁定特定靶细胞表面表达的特征性蛋白，从而识别特定类型细胞（参见关键概念）。该归巢系统以及启动T细胞增殖的元件由引入（转导入）细胞基因组中的基因编码。由此产生的CAR T细胞被回输到宿主体内后，可通过常规T细胞机制结合并杀伤特定细胞（例如B细胞淋巴瘤细胞）（图1）。然而，不同于在T细胞表面表达并与靶细胞上HLA I蛋白相结合的T细胞受体（TCR），CAR不存在必须与HLA I蛋白相结合这一限制条件。这一自由使其可以选择肿瘤细胞上的多种靶结构（即CAR结合的抗原）。

图1. 特异性靶向肿瘤。

Leidner及其同事描述了应用新型实验性疗法治疗两例患者的情况，该疗法特异性靶向患者的胰腺癌。他们应用两种构建体转导自体外周血单核细胞，每种构建体均包含载体和T细胞不同受体的编码基因（为简单起见，图A仅绘制了单一构建体和受体）。当这些T细胞受体被HLA I分子呈递时，它们只识别来自致癌性KRAS的肽段（图B）。（两例患者的肿瘤具有体细胞G12D突变，因此KRAS蛋白的第12位点甘氨酸被天冬氨酸取代。）回输后，观察到其中一例患者的肿瘤负荷降低，并且在回输后6个月时，这些经过基因工程的细胞在其循环T细胞中仍占2.4%。

该策略存在一个很大的局限性。CAR T细胞靶向的是结合在靶细胞表面的结构，因此CAR T细胞对靶细胞表面表达独特结构的肿瘤有效。然而大多数肿瘤并无独特的表面标志物，因此CAR T细胞只能用于一小部分肿瘤。

细胞毒性T细胞如何靶向病毒感染细胞？

当病毒感染细胞时，它们会产生许多病毒蛋白，其中大部分留在细胞内，直至组装完成的病毒被释放出（通常是通过裂解宿主细胞的方式）。因此，发现这些受感染细胞的唯一方法是能够识别细胞内蛋白。为应对这一情况，宿主细胞进化出“展示”机制，细胞内蛋白通过该机制被选取并展示在细胞表面。

这一过程如何发生？所有蛋白都经历特定裂解，所产生的肽段嵌入细胞内的HLA I蛋白，然后转运到细胞表面。之前属于细胞内蛋白的这些肽因此被“呈递”给T细胞。T细胞表面的TCR检查这些被展示的肽段，如果互补则与之结合。TCR与抗体有一些相似之处，即它们都具有高度多变性；作为整体，TCR可与大量不同抗原结合。然而，与抗体不同的是，每个TCR同时与肽和嵌入肽的HLA I分子结合。因此，TCR与靶细胞的结合受到该靶细胞上HLA I分子亚型的限制，所以该疗法的应用仅限于具有HLA I分子特定亚型的患者。

什么是KRAS，它如何成为靶点？

KRAS基因编码KRAS蛋白，该蛋白在细胞内发挥开关的作用，负责开启和关闭驱动细胞存活和增殖的通路（见关键概念）。当KRAS有活性时，这些通路也激活。KRAS的特定遗传变异（突变）导致蛋白的突变形式，这些突变体具有持续活性，就像永远卡在“开启”位置的悬臂式开关，这会增加突变细胞癌变风险。

在该研究中，研究者研发出两种TCR，每种与患者自身HLA I蛋白背景下不同的突变KRAS肽段相结合（但不与正常肽段结合）。患者T细胞经过这些TCR的编码基因转导，之后被回输到患者体内（图1）。像CAR T细胞一样，表达TCR的这些T细胞可在患者体内扩增并持续存在至少数月，发挥其抗肿瘤活性。

该方法有多大难度？

因为该方法高度个体化，因此并不容易。对于每种潜在抗原，必须制备对肽和“正确”HLA I分子均具有特异性的TCR。一些HLA I类型是许多人所共有，例如该研究使用的TCR可能用于多达10%的患者。然而，许多其他HLA I类型并非广泛共有，因此该方法通常需要高度个体化。

我们可否将该方法用于胰腺癌以外的疾病？

即使该方法只能治疗胰腺癌，它仍然令人兴奋。但突变的KRAS在许多肿瘤中都有表达。此外，几乎所有肿瘤都有由产生独特肽段的体细胞突变所决定。就原理而言，这些肽段都是可用于治疗的TCR的潜在靶点。

参考文献

1. Leidner R, Silva NS, Huang H, et al. Neoantigen T-cell receptor gene therapy in pancreatic cancer. N Engl J Med 2022;386:2112-9.