第一个补丁
2018年诺贝尔医学奖颁给了美国的詹姆斯艾利森和日本的本庶佑,以表彰他们在癌症免疫疗法上做出的开创性工作。免疫疗法,是当年的十大科技突破之首。
艾莉森找到的CTLA-4蛋白是人类首个被发现的“免疫检查点”,也就是癌细胞和T细胞对的暗号。艾莉森提出了一种全新的对抗癌症思路,他设计了一种药物专门结合CTLA-4蛋白,破坏这个暗号系统,于是,T细胞就开始重新追杀癌细胞。
2011年FDA批准用于治疗晚期黑色素瘤的新药Yervoy,正是基于这个原理。
但事情很棘手,因为T细胞的CTLA-4蛋白被破坏,很多用CTLA-4暗号的正常细胞也被T细胞杀死了。很多患者得了严重的自身免疫缺陷疾病,癌症患者最忌讳的就是降低免疫力,这很容易引起癌细胞的反扑。
所幸,日本科学家本庶佑发现了另一个重要的暗号:PD-1。
PD-1是当前医学界大热的研究点,原因有二:第一,正常细胞不太喜欢用这个暗号;第二,癌细胞特别喜欢用这个暗号。
这还有啥好说的,2014年FDA批准了两个新药,欧狄沃和可瑞达,专门破坏T细胞上的PD-1蛋白,可以用来治疗:黑色素瘤、非小细胞肺癌、结直肠癌、肾癌、肝癌、胃癌……
一种药可以治疗这么多癌症,也就电线杆上的广告才敢说。不过PD-1的广告可不是贴在电线杆上的,而是美国前总统卡特的背书。
2015年8月,90岁高龄的美国前总统卡特诊断出黑色素瘤,这是一种恶性程度极高的癌症,晚期的五年生存率只有5%!90岁的高龄无法化疗,而且癌细胞已经扩散到肝脏和大脑,这情况,就是大罗神仙下凡,也只能准备后事了。
但奇迹就这么发生了,可瑞达治疗仅仅4个月后,卡特体内的肿瘤彻底消失了!现在已经过去了4年半,卡特依然活奔乱跳,最近有消息说,94岁的卡特和朋友们去猎火鸡而摔断了臀骨……癌症估计是痊愈了。
当然,不是每个人都像卡特这么幸运,晚期恶性黑色素瘤患者经过PD-1抑制剂治疗后,五年生存率只是提高到了30%-40%,而且有少部分患者出现了不同程度的免疫性炎症。因为很多用PD-1暗号的正常细胞也被T细胞杀死了,甚至还有万分之六的概率导致免疫性心肌炎,这是一种死亡率极高的疾病。
科学家又仔细研究了癌细胞对暗号的过程,发现癌细胞是产生了一种叫PD-L1的蛋白去结合T细胞上的PD-1蛋白,也就是说,癌细胞是用PD-L1蛋白对的暗号,这下就好办了。
2016年FDA批准了第一款PD-L1抑制剂,其原理是结合癌细胞的PD-L1蛋白,使癌细胞没法对上T细胞的暗号。话说,小盆友能分得清PD-1和PD-L1的区别吧。
截止2018年底FDA批准的PD-1/PD-L1抑制剂已经有6款了。除此之外,2018年12月中国国家药品监督管理局正式批准了国内首个自主研发的PD-1抑制剂,君实生物的拓益。和凯美纳一样,这也是中国医药界一个不小的突破。
PD-1/PD-L1抑制剂可以治疗几十种癌症,就是疗效仍不稳定,很多时候T细胞面对癌细胞还是有点发懵,可一旦有效基本就是治愈!本僧得强调一遍,一旦有效就是治愈,这是传统化疗药无法比拟的优势!
更重要的是,与癌症的这场战争中,人类终于看到了胜利的曙光,虽然只是曙光。
第二个补丁
科学家除了对“能对暗号的癌细胞”穷追猛打,对“不放信号的癌细胞”也没有手软。
这类癌细胞因为不发出MHC信号而躲过了免疫系统的检查,于是,科学家就把免疫细胞提取出来,直接人为加上一套新的识别系统,使其能找到不放MHC信号的隐藏癌细胞,这就是:嵌合抗原受体T细胞免疫疗法,简称CAR-T。
美国小女孩Emily是全球第一个试验CAR-T疗法的儿童,这也让CAR-T名声大噪。
2012年6岁的Emily在急性淋巴性白血病两次复发后,已是回天无术,濒临死亡。宾夕法尼亚大学的科学家在征求家人同意后,死马当活马医,采用了当时并未被批准的CAR-T疗法。
他们在癌细胞表面发现了一个特殊的蛋白:CD19蛋白,于是科学家提取了Emily的免疫细胞后,加上了一套能识别CD19蛋白的系统,体外培养增殖后,再重新注入体内。
然后,重回体内的T细胞开始疯狂攻击任何带有CD19蛋白的细胞,激烈的战斗使Emily身体状况更加危急,靠着呼吸机熬过了2周。
随后医生给艾米丽使用了免疫抑制药物,终于让发狂的T细胞冷静了下来。仅仅几个小时,Emily的情况迅速好转,在第二天的7岁生日时醒了过来。再一检查,体内的癌细胞已经完全消失。
直到现在,癌症一直没有复发,Emily每年都会拿着一块“cancer free”的牌子来纪念这个奇迹。
2017年FDA正式批准了首个CAR-T疗法。
CAR-T疗法斩获虽丰,但癌细胞还是顶住了攻势,因为像CD19蛋白这样的靶点并不好找。Emily的癌症是淋巴B细胞癌变引起的,而人体细胞只有淋巴B细胞才有CD19蛋白,所以科学家才会把CD19蛋白作为靶点。可这样会误伤正常的淋巴B细胞,所以Emily必须要注射免疫球蛋白来维持免疫力。
CAR-T疗法对淋巴B细胞引起的急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤比较显著,还有一些不太成熟的研究:以ERRB2为靶点治疗肺癌,以前列腺特异性抗原为靶点治疗前列腺癌,以CAIX为靶点治疗肾癌,以Lewis Y为靶点治疗卵巢癌,等等,要走的路还很长。
CAR-T目前无法为人类取得彻底胜利。
再打第二个补丁
顽强的科学家再次发动了新一轮攻势。
癌细胞其实有很多异常蛋白,这些蛋白若是单独出现,早就被免疫系统收拾干净了,正如进入体内的感冒病毒。但是因为有癌细胞的庇护,这些异常蛋白的MHC信号被屏蔽了。
这一轮进攻重点是:解除癌细胞的屏蔽。
科学家把癌细胞提取出来后,找出那些异常蛋白,然后人工合成,再把这些裸露的异常蛋白注入体内。这个工作极其复杂,复杂到本僧都不想多说。
这些异常蛋白大摇大摆进入体内,没了癌细胞庇护,自然不可能躲过免疫系统的侦查,很快蛋白特征就汇报给了总部。接着,T细胞大军出征,攻击任何带有这种蛋白特征的入侵者。于是,一脸懵逼的癌细胞就糟了池鱼之殃。
这过程和疫苗原理有几分类似,被称为“个性化癌症疫苗”,但其实这不算疫苗。
美国波士顿达纳-法伯癌症研究所和德国缅因兹大学,首次在临床试验中使用癌症疫苗治疗取得成功,两组团队的研究成果同时发表在2017年7月的《自然》上。
一共有19位黑色素瘤患者参与试验,美国科学家为每位患者找到了20多种异常蛋白,德国科学家则找到了10多种异常蛋白,将这些蛋白重新注入人体后,激发了T细胞的强烈应答。
19位患者中,12人肿瘤完全消失且无复发,3人在接受辅助治疗后肿瘤也完全消失,1人肿瘤明显缩小,还有3人实在是病情过于严重。
这无疑让人类战胜癌症的曙光又多了几分。
攻守之势异也
癌细胞和免疫系统的对抗很像是电子对抗,双方都在破解对方的密码。
靶向药是我们破解了癌细胞的密码,所以癌细胞只要更改密码就会产生耐药性,搞得我们很被动。
免疫疗法则刚好相反,癌细胞破了免疫系统的密码才发展成癌症,当我们更改了免疫系统的密码,T细胞又重新杀得癌细胞丢盔弃甲。
不过,就是太贵了,听说五百万级别......
最新战况
人类对癌症的第一波总攻可谓气势汹汹,攻城掠地,战功硕硕,但殊死搏斗的癌细胞也爆发出了惊人战力。
2019年3月《自然》杂志为我们呈现了最新战况。在美国小女孩Emily身上创造奇迹的CAR-T细胞免疫疗法遭遇了有史以来最激烈的反扑,复发案例屡见不鲜。
你绝对想不到,狡猾的癌细胞将CD19蛋白这个靶点转移到了T细胞身上,使得T细胞自相残杀,直至消耗殆尽,残存的癌细胞趁机再度壮大。
现在,科学家又在谋划新一轮的反攻方案。加州大学已经从免疫系统里又找到了一位战力爆表的盟友:自然杀伤细胞。这哥们儿已经展现出比T细胞还要强大的潜力,很可能是下一次进攻的主力之一。
战略相持
无论悲观者把癌症描绘得多恐怖,也无论乐观者把免疫疗法说得多神奇,本僧个人以为,人类与癌症的这场战争至少是进入战略相持阶段了,人类虽然收复了很多阵地,但依然有不少啃不动的硬骨头。
本文特意加了很多时间点,仔细看看这些时间点,我们可以明显感受到人类对抗癌症时那种蓬勃向上的气象!
为什么我总是呼吁大家热爱科学,今天总算找到了最硬的理由:将来有一天,当我们遭遇癌症的时候,你就会从心底里期盼,期盼科技能发展得再快一点!也许多活一天,就能听到人类反攻的号角:死神,再见!