1. 个性化靶向新生抗原自体免疫 T 细胞注射液(Neo-T 注射液)
项目背景信息及优势
1. 什么是新生抗原(Neoantigen)?
由肿瘤细胞基因突变所产生,能被免疫细胞所识别并能激活免疫系统的异常蛋白质就是 Neoantigen(新生抗原)。
2. Neoantigen 两个重大的特点:
1)肿瘤细胞特有,正常细胞没有,所以称为“新生”,或者也有学者建议翻译成“癌 生”。
2)一个肿瘤细胞所携带的基因突变可能是成百上千个,所产生的异常蛋白也可能是数十甚至数百个,但是并不是所有的异常蛋白都能激活免疫系统,只有那些能激活免疫系统的,才能被称之为“抗原”。
3. 相比于常规治疗方法,基于 Neoantigen 的 Neo-T 注射液的独有优势:
1)特异性强、副反应低。Neo-T 注射液靶向的 Neoantigen 是肿瘤所独有的,免疫原性比癌-睾丸抗原等其它肿瘤相关抗原更强;同时 neoantigen 是肿瘤特异性标识,不出现在体内的其他器官上,靶向 Neoantigen 的 Neo-T 注射液在强效抗肿瘤的同时,不会引起重要器官如心、肝、肺等的致命性毒性,也就避免了免疫相关不良反应的发生。在 Neo-T 注射液早期的探索性临床试验中没有出现 3~4 级的严重不良反应,2 级不良反应也只出现了 3 次。目前的免疫治疗,无论是 PD-1 抗体还是 CAR-T,都比较容易发生免疫相关的副作用,究其原因在于它们所针对的靶点并不是肿瘤所独有的。比如,肿瘤细胞会通过 PD-1 和其受体 PD-L1 的结合来逃避免疫系统的清除,心脏、肺、肾脏等器官也可通过这个分子机制来避免免疫损伤,一旦 PD1 抗体阻断结合,肿瘤细胞被清除的同时,其他器官也可能同时出现免疫损伤。而 CAR-T 常用的几个靶点,靶向 CD19 会导致 B 细胞缺乏,靶向癌胚抗原(CEA)会导致肠炎和腹泻,靶向 HER2 可能诱发心衰等等。
2)靶向性强、有效率高。Neo-T 注射液可同时靶向肿瘤多种新生抗原,一方面可克服肿瘤的异质性,另一方面也让肿瘤难以产生耐药性。在 Neo-T 注射液早期的探索性临床试验中,8 位晚期实体瘤患者接受了 Neo-T 注射液治疗,其中 2 人评估部分缓解(PR),3 人疾病稳定(SD),3 人疾病进展,疾病控制率达 62.5%,2 例缓解受试者 PFS 分别为 10.5 个月和 15 个月。而 CAR-T 注射液的单靶点治疗,肿瘤细胞容易通过突变逃避 CAR-T 的杀伤,造成耐药。比如 CAR-T 治疗 CD19 阳性的急性淋巴细胞白血病,有效率超过 80%,但约有一半的病例会在一年内复发。
4. Neo-T 注射液是如何生产制备进而实施给药治疗的呢?
1)个性化肿瘤新生抗原的筛选鉴定;
2)体外制备出靶向肿瘤新生抗原的 Neo-T 细胞,再回输患者体内。其中,筛选鉴定个性化肿瘤新抗原是决定治疗成败的关键,需要通过比较精细严密的生
物信息学技术来完成,主要包括以下 3 个步骤:
1)肿瘤基因组测序获得突变位点:针对患者的肿瘤细胞和正常组织进行 DNA 水平和RNA 水平测序,利用自主搭建的高性能的专业生物信息分析流程鉴定出肿瘤组织内具有主克隆优势的肿瘤基因组突变。
2)预测新生抗原:通过自主研发的抗原亲和力预测软件 PSSMHCpan 和 Mutilpan,以及抗原呈递能力预测软件 EPIP,筛选获得新生抗原。
3)鉴定新生抗原:在蛋白水平上通过海量的肿瘤基因组突变数据库和高敏感的的质谱分析仪测定新抗原在肿瘤细胞表面的表达。运用高效的体外细胞功能试验进行验证,鉴定出具有免疫原性的肿瘤突变抗原肽,并应用于特异性 T 细胞扩增培养。
5. 国内外开展的临床研究
在细胞制备过程中,利用全外显子组鉴定肿瘤特异性变异和抗原,该生物信息方法在临床中已经使用过,而且相应地进行肿瘤特异性治疗也取得了不错的疗效,举例如下。Rosenberg 在 2013 年报告过该方法,一例黑色素瘤患者进行特异性细胞治疗后截止报道经历了 7 年的完全缓解,并且在患者外周血中能持续监测到特异性 T 细胞存在达 5 年之久;Rosenberg 在 2014 年的Science 杂志上也报告,应用基因组测序技术与细胞免疫治疗结合的方法治疗肿瘤患者获得了较好的临床效果,其中一例胆管癌患者生存期超过 5年,体内肿瘤病灶消失;2015 年的 Science 杂志也刊发了 3 个黑色素瘤患者进行特异性细胞免疫治疗,第 1例患者病情持续完全缓解,没有出现复发或代谢性转移;第 2 例患者接收治疗后肿瘤组织缩减 30%并且没有新发病灶,在后续治疗中病情一直维持稳定;第 3 例患者治疗后病情持续稳定,截止报道前没有出现肿瘤组织增大。
2017 年,科学家 Patrick A. Ott 等在 Nature 杂志报道了他们开发的基于每位受试者的肿瘤特有基因突变的个性化疫苗,在黑色素瘤受试者中取得了良好的效果。六位肿瘤已经出现转移的黑色素瘤受试者在接受治疗 32 个月后,体内均无肿瘤存在。这些疫苗在受试者体内引起了强烈的 T 细胞免疫反应,同时也没有严重的副作用。在这个过程中,有两位病情最严重的受试者出现过短暂的复发。后续给这两位受试者使用了 PD-1 免疫检查点抑制剂,体内复发的肿瘤再次完全消失了。科学家 Ugur Sahin 等(2017 年)也在 Nature 杂志报道了开发的一种基于 RNA 的癌症新抗原疫苗。他们对 13 位晚期黑色素瘤受试者注射了针对包含 10 种新抗原的疫苗。在 26 个月后,其中 11 位受试者体内没有肿瘤迹象,这包括了 1 位出现短暂复发的受试者,同样在接受了 PD-1 抑制剂后肿瘤再度消失。一年后,这两个团队的癌症疫苗又都在肿瘤突变负荷较低,的新抗原较少的胶质母细胞瘤中获得了成功。2020 年,美国的 Lakshmi Srinivasan 等人又在黑色素瘤、非小细胞肺癌和膀胱癌患者中联合使用癌症疫苗和 PD-1 抑制剂,获得了持久的特异性抗肿瘤免疫反应。
6. 目前 Neo-T 注射液临床试验情况
目前,全球已经有多家科技公司专注于 Neoantigen 技术的优化并推进临床研究。我国华南地区最好的肿瘤医院中山大学附属肿瘤医院与华大基因合作也正在开展肿瘤新生抗原的临床试验。通过对患者的肿瘤组织和血样进行测序,得到肿瘤特异性的异常蛋白,之后模拟这些异常蛋白被呈递到细胞表面的过程,筛选出具有强亲和力和高呈递性的肿瘤新生抗原。然后利用这些新生抗原去刺激和扩增从患者体内分离的T 细胞,获得靶向新生抗原的特异性 T 细胞(Neo-T 细胞)再回输患者体内,进行肿瘤治疗。在早期研究者发起的探索性临床试验中,8 位晚期实体瘤患者接受了 Neo-T 注射液治疗,其中 2 人评估部分缓解(PR),3 人疾病稳定(SD),3 人疾病进展,疾病控制率达 62.5%。而且试验中没有出现 3~4 级的严重不良反应,2 级不良反应也只出现了 3 次。
目前,Neo-T 注射液临床研究已获得国家食品药品监督管理局批准(受理批号: CXSL1900109)和医院伦理委员会批准,已于 2020.12.25 日在研究中心中山大学附属肿瘤医院启动,正在国内开展 I 期注册临床研究。中山大学附属肿瘤医院是位居中国前三甲的肿瘤中心,在新药临床研究和免疫细胞治疗方面积累了丰富的经验。华大基因是全球最大的基因组学研发机构,凭借其在二代测序和生物信息学技术方面有着独特优势,开发出快速鉴定及验证肿瘤新生抗原的技术平台和用肿瘤新生抗原诱导患者自体细胞毒性淋巴细胞的技术平台。中山大学附属肿瘤医院和华大基因的合作为完成本项目提供了有力保障,为肿瘤患者打开另一道希望之门。