揭开CD19分子的面纱
如果问到关注生物科技的朋友免疫细胞治疗最红关键词是什么，相信大家都会异口同声的说出“CAR-T疗法”。没错，嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）的临床试验成功确实让人振奋，直到今天，只要有CAR-T的临床进展都会刷爆朋友圈。
CAR-T之所以成功是源于宾夕法尼亚大学教授Carl H. June的临床应用。Emily Whitehead是一名晚期白血病患者，就是通过使用Carl June团队的CAR-T免疫疗法得到了治疗。
晚期白血病患者Emily Whitehead通过使用Carl June团队的CAR-T免疫疗法得到了治疗
成功的背后选择合适的靶点功不可没，这就是今天我们要科普的CD19分子。
CD19的综述
CD19是B细胞表面的跨膜蛋白，它与B细胞活化、信号传导及生长调节密切相关, 是B淋巴细胞表面的一种功能受体分子，在B细胞抗原受体(BCR)识别抗原时构成B细胞双重抗原结合模型,参与B细胞内Ca2+的转运，调节B细胞的活化与增殖。CD19作为重要标记物被广泛应用于白血病、淋巴瘤及免疫系统疾病的诊断和预后判断。同时利用CD19作为免疫治疗的一个重要靶点，新型抗体药物在治疗白血病和淋巴瘤方面，研发出包括非结合抗体、药物共轭抗体、双特异性抗体及嵌合抗原受体。
CD19的生物学功能
CD19分子是最早发现的B淋巴细胞表面标记之一，别名B4或Leu-12，于1983年被Naderl等人发现。其化学性质为跨膜糖蛋白，从骨髓B祖细胞即开始表达，持续整个B细胞成熟期，直至分化为浆细胞时消失，其主要条件B细胞活化和发育，并广泛分布在B淋巴细胞表面，是一种功能受体分子。此外，CD19还表达在恶性B细胞肿瘤细胞上和滤泡状树突状细胞上。在急性髓系白血病细胞上发现也有表达。而在粒细胞、单核细胞、浆细胞、T细胞及其他组织中则没有表达。
B细胞发育、活化过程所涉及的调节分子和具体环境尚未完全清楚，但研究表明，CD19与B细胞活化、信号转导及生长调节密切相关。其主要功能是CD21和CD81形成复合物，在B细胞抗原受体识别抗原时，构成B细胞双重抗原结合模型，参与B细胞内Ca2+的转运，调节B细胞的活化与增值。CD19还可通过mIgM的信号放大参与B淋巴细胞的发育和再生。
CD19的临床应用
1、淋巴细胞白血病及淋巴瘤的临床诊断
临床经常将CD19用于B淋巴细胞白血病及淋巴瘤的免疫分型，为临床诊断提供依据，虽然不知道CD19对B细胞癌变是否有直接影响，但它表达在多数B细胞瘤上，比如多数急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia, ALL）、慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphoblasticleukemia, CLL）和B细胞淋巴瘤。其中CD19表达水平从正常到高水平（80% ALL、88% B细胞淋巴瘤和100% B细胞白血病）。急性B淋巴细胞性白血病种CD19表达率最高，占100%。然而在其他B细胞恶性肿瘤上，CD19表达水平有减少的情况。
2、单克隆抗体的临床应用
B淋巴细胞的主要功能是产生抗体，对防御外源微生物以及自身的免疫调节起着重要作用。随着现代医学的进步，B淋巴细胞的这种功能可以用定期注射丙球蛋白代替。CD19分子作为B淋巴细胞表面发挥特异性信号转导的受体存在于正常B细胞成熟的各个阶段，在大多数的非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin lymphoma, NHL）、许多白血病包括急性淋巴细胞白血病（ALL）和慢性淋巴细胞白血病（CLL）等恶性B细胞上也高表达，目前已成为免疫治疗的一个重要靶点，即通过特异识别CD19分子的抗体，把能杀伤细胞的药物或免疫细胞带到B细胞上以杀伤B淋巴细胞，包括正常的和恶性的B细胞。其中，对恶性B细胞的杀伤，已达到治疗B淋巴细胞性白血病和淋巴瘤等血液系统的恶性肿瘤；而对正常B细胞的杀伤，可以通过补充丙球蛋白以恢复抗体的功能。
目前针对B系恶性肿瘤的治疗，已经有一些CD19特异性抗体治疗，包括非结合抗体、药物共轭抗体以及双特异性抗体CD19-CD3等。在体外实验、动物模型以及早期的临床实验中取得了较为理想的结果。Amgen 研制的抗 CD19的双特异抗体blinatumomab (blincyto) 已获FDA批准用于Ph 染色体阴性的 ALL 的治疗。
3、嵌合抗原受体CAR-T的临床应用
由于大多数抗体对肿瘤细胞的杀伤多是间接作用，还依靠T细胞等免疫杀伤细胞起作用。T细胞的表面有T细胞受体，象抗体一样，也能识别细胞表面的抗原，但这种抗原和抗体所识别的抗原不一样，主要需要一种称之为HLA的细胞表面分子的帮助。
以色列科学家Zelig Eshhar博士设计了用抗体的抗原识别区域置换T细胞受体的抗原识别区域，使得T细胞能直接识别抗体所识别的抗原并杀伤携带抗原的细胞。用重组DNA技术在T细胞中生产的这种现在称为嵌合抗原受体 (chimeric antigenreceptors, CAR)，并运用在临床治疗上。
Dr. Rosenberg 实验室在运用抗原特异T细胞受体基因修饰的T细胞进行治疗黑色素瘤取得成功以后，又进行了这种CAR-T 的临床试验。2010年Rosenberg 实验室第一次报道应用抗CD19 CAR-T细胞治疗应用于临床，并取得良好效果。选取一例患有晚期淋巴瘤病人并经过治疗达到缓解期，通过注射抗CD19 CAR-T 细胞，使病人长期处于淋巴瘤缓解期中，其中正常的CD19+的B细胞也长期被根除，证明抗CD19 CAR-T细胞发挥作用。Mihara等人还研究抗CD19 CAR-T和抗CD38 CAR-T细胞联合利妥昔单抗对非霍奇金淋巴瘤的治疗，发现在体外被改造的T细胞对非霍奇金淋巴瘤有很强的细胞毒作用，并且持续超过两个月。
2013年，James等人使用了来自于异体造血干细胞捐献者改造的抗CD19 CAR-T细胞，用于移植后B细胞恶性肿瘤的治疗，结果表明供体改造的同种异体T细胞使B细胞恶性肿瘤缓解，其中一位患有慢性淋巴细胞白血病（CLL）的病人获得持续完全缓解。这些结果都为临床使用嵌合抗原受体提供了有力证据。
广为人知的是宾夕法尼亚大学的Dr. June实验室对Emily Whitehead的治疗和新闻报道。随后Juno Therapeutics，Novartis, Kite Pharma等生物医药公司都开展了抗CD19 CAR-T的临床试验，运用病人自体的淋巴细胞制备CAR-T细胞进行临床治疗。
Cellectis公司研究基因编辑（gene editing）技术多年，并将该技术与CAR-T 技术相结合，先将T细胞的T细胞受体基因敲除，这样的T细胞对任何的异体细胞不会产生移植物抗宿主反应，然后把CAR基因导入到这样的T细胞中，并成功地应用于一例儿童白血病的治疗，这例病人的自体T淋巴细胞不能有效地扩增，只能用异体的T细胞生产CAR-T细胞为其治疗。这一实践为制造广泛适用的CAR-T细胞提供了尝试。
中国科学家也在肿瘤免疫治疗这一领域积极研究和探索着，中国人民解放军总医院已经开展了抗CD19 CAR-T临床试验，积累了丰富的临床经验。西比曼生物科技集团与中国人民解放军总医院开展了有效的合作，汲取了国际先进经验，正在全力冲刺肿瘤的免疫治疗。相信在不久的将来，中国生物医药科技公司一定会对中国乃至世界的CAR-T和肿瘤免疫治疗作出应有的贡献。
参考文献：
1、Anderson KC，Park EK，Bates MP，et al. Antigens on human plasma cells identified by monoclonal antibodies [J]. J Immunol，1983,130(3):1132-1138.
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3、Kochenderfer JN，Rosenberg SA. Treating B-cell cancer with T cells expressing anti-CD19 chimeric antigen receptors[J]. Nat Rev Clin Oncol，2013,10(5):267-276.
4、国际免疫学杂志2015年3月第38卷第2期 Int J Immunol，Mar.2015，Vol.38，No.2
