THIS MONTH 肿瘤半月谈
作者：宸安生物? ? 时间：2019-03-04
科研新发现
PNAS：基于光流控的植入式CTC分选系统
本项研究中，系统引入了一种新元素：光。血液通过小鼠背上的导管连续抽出，流入CTC分拣芯片，血液流过仪器某处时，有两条紧密间隔的激光照射芯片的流动通道，可以根据CTC通过两光点的时间间隔，计算出细胞的速度，以便于精确捕获CTC。最后，将CTC回收到管中，剩余的血液从另一导管返回到小鼠体内。
研究人员向CTC中定向导入了tdTomato，一种能发出红色荧光的荧光蛋白。荧光蛋白是一种自体会发光的蛋白。将荧光蛋白特异性靶向导入动物的癌细胞，不仅极大的提高了识别癌细胞的特异性，还可以可以省略染色的步骤，避免背景值的影响。因此，只有tdTomato表达阳性的细胞才能被设备所识别捕获。
研究人员将捕获的CTC与原发肿瘤样本对比，发现CTC与小鼠肿瘤组织样本有相似的生物学特征，表明CTC在特定情况下可作为肿瘤组织的替代物。研究团队还表示，未来的工作将围绕CTC，原发性肿瘤和转移灶之间的关系的研究展开，探索CTC如何促成转移，以及作为生物标志物的用途。
光流控系统的组成和概貌
(DOI:?https://doi.org/10.1073/pnas.1814102116)
新发现：低剂量阿帕替尼可增强PD-1/PD-L1疗效
研究人员在小鼠实验中研究了不同剂量的阿帕替尼作用下TEM的动态变化，发现低剂量的阿帕替尼（60mg / kg）注射后肿瘤体积逐渐减少，组织缺氧显著缓解，CD8+ T细胞浸润明显增加，实现免疫抑制性的TEM的重塑。而在高剂量和中等剂量下，虽然阿帕替尼对肿瘤生长的抑制更明显，但CD8+ T细胞浸润却明显降低，还加重了组织缺氧，使得TEM不利于PD-1/PD-L1单抗治疗。也就是说，只有低剂量的阿帕替尼才有利于PD-1/PD-L1单抗发挥最佳疗效。
研究人员指出，低剂量阿帕替尼是通过大量增加TEM中T淋巴细胞的浸润，同时有效降低β-转化生长因子（TGF-β）水平来重塑TEM，从而为PD-1/PD-L1单抗提供大显身手的“舞台”。随后的细胞株和小鼠实验中，研究人员将低剂量阿帕替尼与PD-L1联合治疗，证实该疗法可显著延缓肺癌小鼠肿瘤生长，减少转移灶数量，延长了肺癌小鼠的存活期。
更重要的是，在一项IB期肺癌临床试验中，低剂量阿帕替尼与PD-L1单抗联合治疗后显示出明显的抗癌活性，患者的总体缓解率达55.6%，疾病控制率达到了88.9%！这就证实了低剂量阿帕替尼是扩大PD-1/PD-L1单抗疗效的极佳选择！
阿帕替尼联合PD-1/PD-L1单抗对NSCLC的治疗效果喜人（DOI:?10.1158/2326-6066.CIR-17-0640）
Nature丨科学家首次全面测序人体免疫系统关键元件
作为一项大型多年计划的一部分，这项工作旨在确定人们应对和适应各种疾病能力的基因基础。通过对成人和婴儿人群的这些受体进行测序，研究人员发现了令人惊讶的“重叠”，这可能为跨人群疫苗或疗法提供新的潜在抗体靶点。这项研究由范德堡大学医学中心和圣地亚哥超级计算机中心领导。这项成果的取得也得益于生物学研究与高性能前沿超级计算机的结合。
人体免疫系统比人类基因组大数十亿倍，虽然人类基因组计划对人类基因组进行了测序并开发出了新的基因组学工具，但并没有揭开人类免疫系统的规模和复杂性的奥秘。“人类免疫学和疫苗开发领域的一个持续挑战是，我们没有关于正常健康人体免疫系统的全面参考数据，”论文通讯作者、范德堡大学疫苗中心主任James E. Crowe, Jr.博士表示。“在当前时代以前，人们认为不可能完成这样的项目，因为理论上免疫系统是如此之大，但这篇新论文表明，我们有可能定义很大一部分，因为每个人的B细胞抗原受体库出乎意料地小。”
据VUMC官网报道，该研究对3个成年人进行了白细胞分离、克隆，并测序了约400亿个细胞，并对循环B细胞抗原受体的基因片段组合进行了测序，达到了前所未有的测序深度。同时，研究人员还对3名婴儿的脐带血进行了测序。研究的目的在于收集少数个体的大量数据，而不是以传统模式收集许多个体的少数数据。
3个成年人体内免疫细胞的亚型重叠分析
（DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-0934-8）
涉嫌图片造假，脑癌CAR-T疗法论文遭Nature撤稿
该声明指出，由于图片和基本数据问题，论文作者无法证实研究结果，Nature撤回了于去年9月5日在线发表的脑癌CAR-T疗法重磅研究论文。目前进入该论文页面已显示文章被撤回。
据悉，本次被撤回的研究论文由美国贝勒医学院肿瘤学家Nabil Ahmed和埃及肿瘤学家Heba Samaha共同领导完成。其中，Heba Samaha为第一作者，Nabil Ahmed为通讯作者。该研究报道了一种新的针对脑癌免疫治疗的T细胞输送系统，可跨越血脑屏障靶向脑部肿瘤。该研究当时一经发布就引起了极大地关注，各大学术网站、杂志等新闻媒体都对其进行了报道。免疫疗法已经在癌症、感染和自身免疫疾病的临床试验中显示出强大的应用前景。但由于血脑屏障的存在，普通免疫疗法的T细胞无法到达脑部，脑部肿瘤就成了免疫治疗领域的一个难题。本次Nature?撤回的这项研究论文，曾被认为首次将T细胞合理改造，使其跨过血脑屏障靶向脑部肿瘤，对脑部肿瘤的研究治疗具有重要意义。
但好景不长，就在该论文发表几周后的2018年10月，Pubpeer上就开始出现关于图片处理问题的评论，并迅速引起了业内人士的关注。澳大利亚国立大学遗传学家Gaetan Burgio对此发表过一篇广泛流传的推特评论。他指出：“在该论文中发现的所谓图片复制的程度‘非常特别’。如果查看PubPeer的评论就会发现，很多人认为论文中的数据存在问题······原始数据与文章中的图片不符。”
Gaetan Burgiode 推特评论
Nature丨纳米孔技术打造便携肽段质谱仪
制造更小的孔是一项挑战。“孔是由许多单体组成的，因此我们最初修改了这些单体之间的相互作用，但这没起作用。将单体与构成膜的大量脂类混合，反而形成的小孔比例更高，这让Maglia团队有了修改膜之间相互作用的思路。”
有史以来最小的孔
然后，Maglia团队制造出了漏斗状的孔，在其狭窄的一端只有0.84纳米，这是有史以来最小的生物孔。“下一个挑战是确保肽能通过孔，无论其化学成分如何，”Maglia解释说。“这些孔带有负电荷，这是它们正常工作所必需的。”
不同尺寸的纳米孔的测量表明电流与肽通过的质量成线性关系。这些肽段的长度从4到22个氨基酸不等。氨基酸丙氨酸和谷氨酸之间的差异可以在这个系统中检出，这意味着纳米孔质谱仪的分辨率大约是40道尔顿。“传统质谱仪的分辨率要好得多，但是我们能把它的分辨率提高到这种程度，它就已经能在蛋白质组学研究中起作用了，”Maglia说。“我们还有很多方法能继续改进，比如用人工氨基酸设计纳米孔，在溶液中使用不同离子，改变温度等方法来降低噪音干扰。”
当肽段进入纳米孔时会根据质量改变通过纳米孔的电流
（DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-08761-6）
八种核苷酸也可组成双链DNA，重新定义自然界遗传语言
根据2月22日发表于《科学》杂志的一篇文章，研究人员通过将四种合成核苷酸与天然存在于核酸中的四种核苷酸相结合，突破性地创造了具有“八字母”的DNA分子结构，名为“Hachimoji（日语‘八’和‘字母’）?DNA”。这是科学家首次创造出一种合成的“八字母”遗传语言，该分子结构和功能与天然的DNA分子相似，可以储存信息甚至被转录成RNA。研究人员表示，这种“八字母”DNA分子的信息存储能力是天然核酸的两倍，可能存在广阔的生物技术应用前景。此外，这一结果也扩大了可能支持生命的分子结构范围，包括整个宇宙的生命，表明了更广泛的化学物质可以支持生命。
在论文发表后，诸多业内资深人士也对这项成果表达了由衷的赞叹。
“这真是一篇激动人心的论文……一项杰出的技术成就。它如此优雅地增加了DNA及RNA构建模块的数量，并大大扩展了核酸的信息密度。”来自美国西北大学的生物工程学家Michael Jewett并未参与这项研究，但对这项成就赞叹不已。
来自斯克里普斯研究所的Floyd Romesberg对此评价道：“Steve现在所展示的是，你可以将DNA的单位翻倍，并保持可预测的化学过程，我认为这是惊人的，这是一项里程碑式的成就。”他还补充道，这项研究表明，在地球上进化出的四种化学物质并没有什么特别的“魔力”或特殊含义。 “这是一个概念上的突破。”
美国里士满大学生物学家Eugene Wu也表示：“看到有人设计出这样一个系统，真是令人兴奋。它引人思考这样一个生命起源的问题：为什么这4个核苷酸形成了核酸？为什么不能是8或者其他数字呢？”
分别由8种核苷酸组成的DNA和RNA碱基对
（DOI: 10.1126/science.aat0971）
Nature丨中国科学家发现肝癌精准治疗新靶点
中国是肝病大国，同时也是肝癌大国。据统计，全球每年约有70万例左右的新发肝癌病人，其中35万例以上在中国。虽然手术治疗在早期可能是有效的，但5年总生存率只有50-70%。针对这群预后较差的早期肝癌患者，目前仍缺少有效的靶向治疗手段。因此，基于中国国情，寻找肝癌精准治疗的新靶点具有十分重要的现实意义。
该研究根据101例早期肝细胞癌患者癌症组织及配对癌旁组织样本的蛋白质组数据，将目前临床上认为的早期肝癌患者，分成三种蛋白质组亚型（S-I, S-II, S-III），而不同亚型的患者具有不同的预后特征，术后应采取不同的治疗策略。其中S-I亚型的肝细胞癌患者仅需手术，要防止过度治疗；S-II亚型的肝细胞癌患者则需要手术加其他的辅助治疗，而S-III亚型的肝细胞癌患者占入组人群的30%，术后发生复发转移的危险系数最大，可谓是最后的“硬骨头”。
研究人员首先在S-III亚型的蛋白质组数据里发现，胆固醇代谢通路发生了重编程。早期肝癌患者在血胆固醇浓度无明显升高的情况下，细胞内与胆固醇稳态相关的关键蛋白中，负责将胆固醇转变成胆固醇酯储存的甾醇O-酰基转移酶（Sterol O-Acyltransferase 1，SOAT1）其表达水平与肝癌患者较差的预后密切正相关。团队进一步证明，在系列肝癌细胞系中敲低SOAT1基因表达或用其小分子抑制剂处理系列肝癌细胞系，均可显著抑制其胞外胆固醇的摄入，进而减少细胞质膜上的胆固醇水平，使定位于细胞膜的与肿瘤发生发展密切相关的明星分子整合素家族的丰度显著下调，进而抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。
S-III亚型肿瘤中的标志性蛋白、通路及潜在药物靶点
（DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-0987-8）
Nature丨给T细胞解乏，CAR-T疗法进攻实体瘤
尽管像诺华的Kymriah和吉利德科学的Yescarta等CAR-T疗法已被证明对白血病、淋巴瘤等难治性血液肿瘤患者有效，但这种细胞疗法在面对实体瘤时却受到限制。重要原因之一在于，肿瘤微环境中的CAR-T细胞在持续抗原刺激下会变得反应迟钝，抑制受体越来越多，失去效应功能，也就是所谓的“T细胞衰竭”（T cell exhaustion）。然而，T细胞衰竭的确切分子机制并不清楚。
这项研究中，Anjana Rao博士与其同事发现一个转录因子蛋白家族在T细胞衰竭过程中发挥重要作用。在Rao博士此前的研究工作中，他们发现T细胞在对抗慢性病毒感染的情况下，一类叫作Nr4a的转录因子水平升高，并伴随着T细胞的免疫耐受。而在进入肿瘤的T细胞中，Nr4a蛋白会被另一种转录因子NFAF激活。这些结果提示，NFAF和Nr4a通路可能导致对抗癌细胞的T细胞发生衰竭。
值得一提的是，同期《自然》上来自卞修武院士、董晨教授等中国科学家的另一篇论文，也鉴定出转录因子Nr4a家族的Nr4a1是诱导T细胞功能障碍的关键调节因子。
“沿着NFAT和Nr4a信号通路，接下来的研究还可以探讨其他转录因子在T细胞衰竭中的作用。”这项研究的第一作者、博士生Joyce Chen说，“现在的结果或许给解决CAR-T疗法的T细胞衰竭问题打开了思路，为改进CAR-T疗法提供了潜在的新靶标。
缺少转录因子Nr4a的CAR T细胞在小鼠中起到了抑制肿瘤和延长生存的效果
（DOI: 10.1038/s41586-019-0985-x）
新产品与技术
康方生物抗PD1/CTLA4双特异抗体新药AK104 启动临床试验
这项试验主要评估AK104联合标准化疗一线治疗针对不可手术切除的晚期或转移性胃腺癌或胃食管结合部腺癌患者的有效性和安全性。胃癌是中国第二大常见癌症，我国40%左右的胃癌患者在确诊时已为晚期。这些患者的五年生存率不到10%，他们迫切需要更为有效的药物和治疗方案延长生命、改善生活质量。
以PD-1抗体为代表的免疫治疗正在成为改变肿瘤治疗领域规则的颠覆性新疗法，成为多种肿瘤治疗新的金标准。PD-1抗体和CTLA-4抗体在临床中联合使用，是目前为止唯一显示药效可能优于PD-1抗体单药的疗法。相较于PD-1抗体和CTLA-4两个抗体联合用药，AK104单药可同时阻断在肿瘤浸润淋巴T细胞上共表达的CTLA-4和PD-1免疫检查点蛋白，在保证药效的同时，能够大幅度降低患者的用药成本。AK104有望在日趋激烈的PD-1、PD-L1单抗产品竞争中脱颖而出，显示出更好的疗效、更广泛的适应性和更灵活的治疗手段，使更多的癌症患者受益。
政策与共识
德勤最新报告：大型药企研发回报率仅1.2%
根据德勤的预测，全球在医疗健康方面的消费呈迅速上涨趋势，预计在2018-2022年将以每年5.4%的复合年增长率（CAGR）增长，远远超过2013-2017年的2.9%的增长率。在2022年将超过10万亿美元。造成医疗健康消费迅速增长的原因是人类预期寿命的继续提升，和癌症、心脏病、糖尿病等非传染性疾病的增多。
2018到2024年，全球药物销售额的CAGR将为6.5%，驱动这一增长的主要因素是创新疗法的产生能够治疗关键性的未满足医疗需求，以及世界各地新的药品定价政策提高药品的可及性。
然而，据德勤的计算，12家大型生物医药公司通过药物研发创新获得的回报却降到了最近9年来的最低水平，在2018年只有1.9%，远远低于2010年的10.1%。推动一款药物上市的成本在2018年达到了创纪录的21.68亿美元。与之相比，小型的专科药开发公司的表现优于大型医药公司，它们2018年药物研发的回报预计达到9.3%。这些小型公司在开发新药和推动创新方面起到了不可忽视的作用。
生物技术产品（Biotechnology products），孤儿药和CAR-T疗法将是未来几年增长突出的领域。其中，孤儿药的市场份额预计在2024年将翻倍，占据整个处方药市场份额的20%。值得注意的是，新一代的基因和细胞疗法的增长速度将继续加快。CAR-T疗法市场预计在2018-2030年间将以51%的年增长率增长。对细胞和基因疗法的研发在美国和中国发展尤其迅速，目前有上百个临床试验正在进行中。
(来源：2019 Global Life Sciences Outlook Infographic)
行业新闻
默沙东3亿美元收购 Immune Design
Immune Design是一家后期免疫治疗公司，采用新一代体内方法，使身体的免疫系统能够对抗疾病。该公司的专有技术GLAAS?和ZVex?旨在激活免疫系统产生和/或扩展抗原特异性细胞毒性免疫细胞的天然能力，以对抗癌症和其他慢性疾病。
收购前，Immune Design 已经建立一套独特的癌症免疫和辅助系统，旨在改善疫苗的研发，增强预防感染的能力。默克研究实验室总裁Roger M. Perlmutter博士说：“这次收购建立在默克公司行业领先的项目之上，该项目利用免疫系统的力量来预防和治疗疾病，我们看好他未来的应用前景。”
“默克拥有丰富的发现和创新历史，我们都知道他在开发有意义的治疗药物和疫苗方面有着良好的发展史，我们相信，通过我们本次协议，我们已经达成一致目标，未来将我们的技术和能力定位于领先的、研究驱动的生物制药公司，使其长期发展并获得成功，同时也创造了股东价值。”Immune Design总裁兼首席执行官Carlos Paya博士说。
Immune Design研发管线（图片来源：Immune Design官网）
GE以214亿美元向丹纳赫公司出售生物制药业务
此次被剥离的生物制药业务是GE医疗旗下生命科学事业部的一部分。该业务在2018年的全球营收约为30亿美元，是全球领先的生物仪器、耗材和软件供应商，全方位支持生物制药企业的研发、工艺开发和生产制造流程。该业务包含了工艺层析硬件和填料、细胞培养基、一次性生物工艺技术、开发仪器和耗材以及客户服务。
现时生命科学事业部的另一部分业务——诊断药物仍将被保留在GE医疗的产品组合中。该业务为全球放射科客户提供造影剂和分子成像耗材，并与GE医疗的医学成像业务高度互补。GE的诊断药物每年在约9000万例患者诊断和治疗手术中被广泛使用。
罗氏官宣43亿美元收购Spark Therapeutics
据悉，此次罗氏将以每股114.50美元的价格（相当于上周五Spark收盘价溢价122％）收购Spark公司。Spark是一家专注于开发基因疗法的生物技术公司，其管线非常丰富，涵盖了遗传性眼病、血友病、溶酶体贮积症、神经退行性疾病等领域药物，掌握了包括了往眼部、肝脏、以及中枢神经系统进行基因疗法递送技术。作为收购回报，罗氏获得了FDA批准的第一款基因疗法Luxturna（2018年销售额2700万美元）和一些血友病候选药物等。此次合并已获得两家公司董事会的批准，预计将在2019年第二季度完成。此后Spark将继续作为罗氏下属的独立公司存在。
近年来，大型药企纷纷开始深度布局基因治疗领域，他们往往通过并购或合作的方式去补足基因治疗的版图。基因治疗和免疫治疗市场的广阔前景引发了制药巨头们的积极争夺。这也不难解释罗氏收购Spark的原因。作为基因治疗的先锋企业，Spark公司拥有目前市场上仅有的几种基因治疗药物之一Luxturna，该药物于2017年年底获批。Luxturna曾获得美国FDA颁发的孤儿药资格与突破性疗法认定，并授予其优先审评资格。FDA局长Scott Gottlieb博士曾给予Luxturna很高的评价，认为这是一款里程碑式的药品。
分析师认为，罗氏收购Spark的战略令人信服，基因疗法正是罗氏缺乏的一种关键治疗方式。Spark是唯一一家在美国成功实现遗传病基因疗法商业化的生物技术公司，其在罕见病、基因疗法上的优势有望给罗氏带来有益补充。罗氏竞争对手诺华在基因疗法领域雄心勃勃，在此之前拥有过Luxturna的权利，并于2018年斥资87亿美元收购美国公司AveXis，收购获得主要候选药物脊髓性肌萎缩症治疗Zolgensma（AVXS-101）正在接受FDA审查，并将于今年5月份收到最终决定，外媒预计该药物2024年的销售额将达到15.6亿美元。
