近年來(lái)，基于患者的自身免疫系統(tǒng)的CAR-T療法，以其出眾的療效，已然成為抗癌領(lǐng)域中一顆耀眼的新星。隨之而來(lái)的問(wèn)題是，如何通過(guò)進(jìn)一步的細(xì)胞分型，使患者獲益率更高、承受的副作用更??？在細(xì)胞分型、基因表達(dá)中有著廣泛應(yīng)用的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了選擇。那么，單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)在CAR-T療法中的應(yīng)用現(xiàn)狀怎樣？國(guó)內(nèi)外該研究領(lǐng)域發(fā)展到何種程度？?jī)煞N技術(shù)的結(jié)合在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域又有著怎樣的應(yīng)用前景？為此，測(cè)序中國(guó)專訪了耶魯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系終身教授樊榮。樊榮教授是利用單細(xì)胞分析解析CAR-T細(xì)胞活性的專家，采訪中，樊榮教授帶我們重走了單細(xì)胞測(cè)序與CAR-T療法的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合之路。

單細(xì)胞測(cè)序助攻CAR-T療法

2017年12月，《科學(xué)家》雜志（The Scientist）評(píng)選出了2017年度的十大醫(yī)療技術(shù)發(fā)明，其中位列榜首的是IsoPlexis公司的IsoCode芯片和IsoLight平臺(tái)。一個(gè)星期之后，F(xiàn)ierceBiotech也授予其“2017年技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”。這套系統(tǒng)能夠同時(shí)捕獲成千上萬(wàn)個(gè)單細(xì)胞的完整生物分子和功能信息，包括動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)免疫T細(xì)胞以及分析患者個(gè)體的整體免疫功能特征，能夠更好地分析癌癥患者對(duì)免疫療法的治療反應(yīng)，提早預(yù)測(cè)包括細(xì)胞免疫療法在內(nèi)的抗癌免疫療效。憑借這項(xiàng)獨(dú)一無(wú)二的技術(shù)，IsoPlexis在2017年獲得了B輪1350萬(wàn)美元融資。

樊榮教授，正是這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者，同時(shí)他也是IsoPlexis的聯(lián)合創(chuàng)始人。

早在單細(xì)胞測(cè)序和免疫治療遠(yuǎn)不似如今紅火時(shí)，樊榮教授便投身于此。2006年，在加州大學(xué)伯克利分校取得化學(xué)博士學(xué)位后，他來(lái)到加州理工學(xué)院進(jìn)行博士后的深造。在與眾多合作者的交流探討中，他得知，腫瘤異質(zhì)性正是該領(lǐng)域科研成果在臨床診療應(yīng)用轉(zhuǎn)化中的一大阻礙。為了深入探究腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境、免疫細(xì)胞之間交流的模式，樊榮教授全身新投入到研發(fā)新的單細(xì)胞分析技術(shù)中?！巴ㄟ^(guò)單細(xì)胞水平的檢測(cè)，預(yù)測(cè)腫瘤的發(fā)展趨勢(shì)，我們就有機(jī)會(huì)從整體水平上為患者制定更好的治療方案?！狈畼s教授談道。

在2017年4月的AACR年會(huì)上，IsoPlexis公布了與Kite Pharma公司合作研究的數(shù)據(jù)。該研究利用IsoPlexis公司的IsoCode芯片檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)，檢測(cè)到CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品治療前的效力與治療后癌癥患者的客觀反應(yīng)具有顯著相關(guān)性。研究人員利用該平臺(tái)分析了20例利用CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品治療的非霍奇金淋巴瘤病例，并捕獲了確定每種產(chǎn)品的PSI或細(xì)胞功能特征和強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

談及單細(xì)胞測(cè)序?yàn)榫珳?zhǔn)醫(yī)療帶來(lái)的貢獻(xiàn)，樊榮教授認(rèn)為主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面單細(xì)胞測(cè)序能夠幫助患者“量身定制”治療方案。由于腫瘤異質(zhì)性的存在，目前并沒(méi)有對(duì)所有腫瘤治療效果俱佳的藥物。而單細(xì)胞測(cè)序能夠鑒別出每一個(gè)腫瘤個(gè)體的特征，從而為患者找到最適合的治療方法。另一方面，單細(xì)胞測(cè)序的高分辨率能夠在早期找到低豐度的突變，使患者能夠在早期接受聯(lián)合用藥，以改善生存、延緩復(fù)發(fā)。這也是單細(xì)胞測(cè)序區(qū)別于其他測(cè)序技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步推進(jìn)

除了帶領(lǐng)IsoPlexis公司的團(tuán)隊(duì)，樊榮教授在國(guó)內(nèi)的另一個(gè)身份是新格元生物科技有限公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)家。這家位于南京的公司成立于2018年1月，現(xiàn)已獲得數(shù)千萬(wàn)元天使輪融資。如今，新格元生物正致力于將樊榮的原創(chuàng)海量單細(xì)胞微流控測(cè)序技術(shù)商業(yè)化，并開(kāi)發(fā)一系列海量單細(xì)胞測(cè)序在臨床診斷和腫瘤免疫方面的應(yīng)用。

“測(cè)序其實(shí)不再是難點(diǎn)，制備單細(xì)胞才是。測(cè)序可以在各種各樣的測(cè)序儀上完成，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)二代、三代測(cè)序儀也已經(jīng)研發(fā)并生產(chǎn)使用。困難在于如何制備單細(xì)胞并實(shí)現(xiàn)海量單細(xì)胞的測(cè)序。如果是一個(gè)一個(gè)地挑選細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。我們采取的辦法是構(gòu)建一個(gè)芯片，使其包含成千上萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)個(gè)只能容納單細(xì)胞的微型腔室。利用這種芯片，可以達(dá)到單細(xì)胞分離制備的目標(biāo)。目前，這種單細(xì)胞分離方法還有更多的潛力可以開(kāi)發(fā)。尤其是在降低價(jià)格方面的潛力還很巨大，如今這項(xiàng)服務(wù)的收費(fèi)是1700美元，如果成本能降一個(gè)數(shù)量級(jí)，基本上就可以往臨床推廣了?！狈畼s教授告訴測(cè)序中國(guó)。而通過(guò)產(chǎn)業(yè)化降低成本也是新格元公司正在進(jìn)行的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。同時(shí)，新格元也在進(jìn)行試劑的研發(fā)，以期掌控所有技術(shù)細(xì)節(jié)。

樊榮教授認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化之后，會(huì)比其他檢測(cè)產(chǎn)品更容易臨床推廣。他說(shuō)道：“在分散的臨床測(cè)試點(diǎn)或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院的條件下，單細(xì)胞測(cè)序難以實(shí)現(xiàn)。而新格元芯片操作簡(jiǎn)單，用戶可以在無(wú)需經(jīng)過(guò)大量訓(xùn)練的情況下使用。采集樣品后封凍，即可帶回檢測(cè)中心完成測(cè)序。此外，統(tǒng)一進(jìn)行檢測(cè)，也有利于質(zhì)量控制?！?br/>
目前，樊榮教授的實(shí)驗(yàn)室正在利用該單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)進(jìn)行單細(xì)胞蛋白組和轉(zhuǎn)錄組的分析工作。鑒于單細(xì)胞測(cè)序可以為改進(jìn)甚至重新設(shè)計(jì)CAR-T療法提供更多知識(shí)，目前已有多家制藥公司將該單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)用于CAR-T療法中單細(xì)胞蛋白的分析，嘗試在單細(xì)胞基因表達(dá)譜分析上拓寬應(yīng)用，以期更好地理解不同個(gè)體的腫瘤，對(duì)治療進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。

臨床轉(zhuǎn)化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

在單細(xì)胞測(cè)序與CAR-T療法結(jié)合的過(guò)程中，樊榮教授表示，CAR-T細(xì)胞的質(zhì)量控制非常重要。樊榮教授告訴測(cè)序中國(guó)：“制定行業(yè)規(guī)范是推動(dòng)整個(gè)行業(yè)發(fā)展進(jìn)步的必要條件，也是當(dāng)務(wù)之急。在新的時(shí)代，面對(duì)新的療法，我們需要積累大量數(shù)據(jù)，多開(kāi)展新的臨床試驗(yàn)，規(guī)范質(zhì)量控制，規(guī)范患者治療過(guò)程，幫助患者設(shè)計(jì)新的有效的免疫治療方案，幫助建立新的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。以前的藥物研發(fā)已經(jīng)有了很成熟的質(zhì)量控制體系，但CAR-T細(xì)胞的質(zhì)檢對(duì)于國(guó)內(nèi)外監(jiān)管部門仍是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。因?yàn)镃AR-T細(xì)胞是活的，怎樣對(duì)一‘活的藥’進(jìn)行質(zhì)量控制？更重要的是CAR-T細(xì)胞是針對(duì)患者個(gè)人設(shè)計(jì)的，存在較大的個(gè)體差異，這也是質(zhì)量控制的一個(gè)難點(diǎn)。”

除質(zhì)量控制外，團(tuán)隊(duì)合作也很重要。樊榮教授強(qiáng)調(diào)：“從醫(yī)院的角度來(lái)看，CAR-T免疫治療要由多個(gè)團(tuán)隊(duì)合作完成，多部門協(xié)同合作對(duì)于確?；颊呓邮茏罡哔|(zhì)量的護(hù)理，對(duì)于整個(gè)治療過(guò)程而言也很重要?！狈畼s教授透露，目前其研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)外研究機(jī)構(gòu)和臨床已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)合作，盡管尚未與國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)界開(kāi)展實(shí)質(zhì)性合作，但近年來(lái)國(guó)內(nèi)在CAR-T療法領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速，因此他對(duì)未來(lái)的國(guó)內(nèi)合作抱以期待。

精準(zhǔn)醫(yī)療的順利進(jìn)行還需要整合信息的支撐，同樣，樊榮教授認(rèn)為未來(lái)單細(xì)胞測(cè)序的工業(yè)化發(fā)展，基于中心法則的整合是關(guān)鍵。“中心法則有多個(gè)層面，每個(gè)層面都有無(wú)數(shù)信息需要在單細(xì)胞水平上測(cè)量分析。目前單細(xì)胞研究的火熱基本還是在科研領(lǐng)域，工業(yè)化和商業(yè)化只是剛剛開(kāi)始，現(xiàn)有產(chǎn)品多是圍繞單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄開(kāi)發(fā)。未來(lái)，能否延伸到蛋白功能以及細(xì)胞代謝，能否將各個(gè)層面的數(shù)據(jù)整合起來(lái)，形成一套各個(gè)領(lǐng)域都可以使用的解決方案，將是單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)商品化的關(guān)鍵?！?br/>
在完成工業(yè)化之后，臨床需求最為迫切的腫瘤應(yīng)該會(huì)成為單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)最先突破的領(lǐng)域。樊榮教授期望單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)能夠成為像PCR一樣日常使用的測(cè)序工具，能夠從科研工具成為早期篩查或臨床伴隨診斷方案工具，實(shí)現(xiàn)真正的臨床轉(zhuǎn)化。

十二年前，為了讓科學(xué)切實(shí)救治生命，樊榮教授從化學(xué)研究領(lǐng)域跨入到生物學(xué)領(lǐng)域。為使單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)與CAR-T療法真正實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化付出了巨大的努力，如今，他初心不忘，告誡學(xué)生：“在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域想要?jiǎng)?chuàng)立一個(gè)成功的公司，個(gè)人利益只是一小部分，真正應(yīng)該做的是為患者謀取最大利益?！?/p>