改造你的免疫細胞:CAR-T療法

活化的T細胞扮演細胞免疫中的諸多角色,其中細胞毒殺 (cytotoxic)T細胞,可以辨識異常的細胞並且釋放細胞毒素去消滅它。

癌細胞透過一些機制去隱藏其特徵,假裝自己是良民,躲避身體自己的免疫偵查,然後繁殖擴大。

分離出病患血液中的T細胞,並將其基因編輯改造讓它表面表現出CAR的結構 (雷達),待其複製擴增到一定數目後 (約十七天時間),再回輸病患體內去辨識殺死癌細胞。

2017年8月及10月,諾華的Tisagenlecleucel (Kymriah)和凱德製藥的Axicabtagene ciloleucel (Yescarta)陸續核准上市。

目前美國FDA核准前者使用在ALL、DLBCL;後者使用在large B-cell lymphoma上。

編按:CAR-T = Chimeric antigen receptor T-cell therapy (嵌合抗原受體 T細胞療法)

作者:張庭嘉




急性淋巴性白血病 (ALL)是兒童最常見的惡性腫瘤,佔兒童惡性腫瘤的四分之一,西方人盛行率是東方人、黑人的兩倍以上。

B cell ALL幾乎青一色發生在6歲以下兒童 (佔四分之三),另外一個高峰在60歲以後,男生稍多於女生;precursor T cell ALL則多發生在青少年甚至成年後,男女比例為2:1。

ALL臨床表現

常見臨床症狀是肝脾腫大 (palpable liver or spleen)、蒼白、發燒和瘀青。另外還有淋巴腫和骨骼肌肉疼痛。

不過有6%的兒童被診斷時是完全沒有症狀的。[2]

血中白血球數值可以偏低、正常或暴高,一般小於30,000/uL預後較佳。

八成以上的患者在誘導化療 (induction chemotherapy)後可以達到第一次complete remission (CR),但即便接下來接受鞏固性、維持性化療,只有不到半數的人可以達到長期的leukemia-free survival,大部分的人最終都會再復發。

甚至有高達20%者一開始化療效果就不好。

ALL的診斷

診斷仰賴周邊血液、骨髓、淋巴結或侵犯組織的型態和免疫表現型。

依據 FAB合作小組 (French-American-British cooperative group)公布的形態學分類標準,可以將淋巴芽細胞分成L1、L2、L3;

L1病人最多 (85%),L2次之 (14%),L3最少 (僅1%),L1預後最佳,L3預後最差。

如出現Auer rods則為AML,非ALL。

不過形態學分類對病程及治療意義不大,在此不贅述。

CBC中blast cells > 20% (WHO定義)、> 30% (FAB定義)為leukemia,落在5-20%則為MPD/MDS。

流式細胞術 (flow cytometry)和細胞化學特性 (cytochemistry)可用以確認為淋巴群系 (lymphoid lineage)、排除骨髓群系 (myeloid lineage)。

Cytochemistry的結果中,一般ALL blasts是MPO陰性、TdT陽性的;AML則剛好相反,MPO陽性、TdT陰性。

AML和ALL比較:

  • AML: cytochemistry: MPO(+); flow cytometry: CD 31 & CD33 (myeloid lineage) Glycophorin A(GPA) (M6) CD 41 (M7)
  • ALL:  cytochemistry: TdT(+); flow cytometry: CD 19 (precursor B-cell) CD 2, 3, 5, 7 (precursor T-cell)


另外flow cytometry中,B細胞系列會表現出B cell markerscell markers如CD19、cytoplasmic CD79a、cytoplasmic CD22 (cell markers要大於20%才有意義),雖然這些B cell markers並不專一於B細胞系列ALL,僅能支持這樣的診斷。

CD3在B細胞系列中必須是陰性的,不過有些個案呈現出CD13、CD33並不能因此排除ALL診斷。

T細胞系列呈現cytoplasmic or surface CD3陽性 (T cell antigen),並且沒有B細胞的antigens。




以下為2010年內科網路繼續教育試題個案:(28歲女性,發燒三週及右頸腫塊來急診)


ALL的治療

誘導 (induction)治療的目標為誘導骨髓恢復正常功能:根除骨髓血液內leukemia cells (< 5% blasts)、臟器消腫、血球數正常 (CR);

兒童的ALL有高達80-90%治癒率,成人則只有30-40%而且容易復發;

不過具費城染色體 (Philadelphia chromosome) t(9,22)者例外,其在兒童ALL罕見 (< 5%),預後不佳,需使用針對BCR-ABL1的TKI:imatinibdasatinib。(內專愛考)

一般誘導化療組合包括:


  • Vincristine (每週IV注射持續3-4週)、每日口服類固醇、Asparaginase、小紅莓


編按:Asparaginase是大腸桿菌的產物,可使癌細胞無法獲得Asparagine這種非必需胺基酸 (癌細胞無法製造仰賴人體供給)產生毒性

無費城染色體ALL者,不論成人、兒童都有90%以上誘導化療後可達CR。

具費城染色體ALL者,使用誘導化療加imatinib,五年disease-free survival (DFS)約70%,與接受異體骨髓幹細胞移植者無統計上顯著差異。(65% sibling donor; 59% unrelated donor) [5]

ALL復發 (relapse)的CAR-T治療

誘導治療後,會接續鞏固治療 (約7個月)、維持治療 (約2-3年),期間每3-6個月須追蹤骨髓穿刺,至少兩年。

如能CR延續七至八年,則稱其為治癒 (cured),不再需要追蹤骨髓穿刺,但也有21年後再復發的個案。[6]

具費城染色體ALL者因治癒率低 (< 10%)、存活率低,會在第一次化療達CR後,即接受異體骨髓幹細胞移植 (allo-HSCT)。

CAR-T的雷達目標即CD 19,2017年Tisagenlecleucel被美國FDA核准使用在小於/等於25歲的B cell precursor ALL復發或治療無效的患者身上。

CR率可達83%,EFS和OS各有6、13個月;

當然治療前疾病負擔 (burden)低者 (< 5% bone marrow blasts)治療的EFS和OS可達11個月、超過20個月。

治療要小心cytokine release syndrome (CRS)及神經毒性,前者發生率高達85%,嚴重CRS者 (grade ⥸ 3)有26%;後者則嚴重者 (grade ⥸ 3)有42%;

前者通常發生較早 (中位數為使用後第3天),使用抗細胞激素可以控制,但後者發生較晚 (中位數為使用後第6天),目前沒有明確應對方法;

疾病負擔越高的發生機會越高。[7]

另外,CAR-T也會造成B細胞再生障礙 (B-cell aplasia),抗體製造不出來,可能需要終身注射免疫球蛋白,減少感染風險。

資料來源

1. UpToDate: Treatment of relapsed or refractory acute lymphoblastic leukemia in adults
2. Clarke RT, Van den Bruel A, Bankhead C, et al. Clinical presentation of childhood leukaemia: a systematic review and meta-analysis. Arch Dis Child 2016; 101:894.
3.Redaelli A, Laskin BL, Stephens JM, et al. A systematic literature review of the clinical and epidemiological burden of acute lymphoblastic leukaemia (ALL). Eur J Cancer Care (Engl) 2005; 14:53.
4.Dores GM, Devesa SS, Curtis RE, et al. Acute leukemia incidence and patient survival among children and adults in the United States, 2001-2007. Blood 2012; 119:34.
5. Schultz KR, Carroll A, Heerema NA, et al. Long-term follow-up of imatinib in pediatric Philadelphia chromosome-positive acute lymphoblastic leukemia: Children's Oncology Group study AALL0031. Leukemia 2014; 28:1467.
6. Navarro JL, de Blas Orlando J, Ríos Herranz E, et al. Philadelphia positive acute lymphoblastic leukemia 16 years after the apparent cure of acute lymphoblastic leukemia. New leukemia or late relapse? Haematologica 1998; 83:855.
7. Park JH, Rivière I, Gonen M, et al. Long-Term Follow-up of CD19 CAR Therapy in Acute Lymphoblastic Leukemia. N Engl J Med 2018; 378:449.

考題 ACADD EABCA EDB

1. 血液抹片看到Auer rods時,即可診斷
A AML
B ALL
C aplastic anemia
D Thalassemia

2. 做cytochemistry時,ALL blast cells會染出:
A MPO(+)、TdT(+)
B MPO(+)、TdT(-)
C MPO(-)、TdT(+)
D MPO(-)、TdT(-)

3. ALL 在下列哪個年齡層常見?
A 1~19歲
B 30~45歲
C 46~60歲
D 60歲以上

4. ALL 常見的臨床表現為:
A weakness and fatigue
B bleeding
C fever
D all of above

5. CNS prophylaxis (Triple Intrathecal Therapy)不包括哪種藥物?
A Methotrexate
B Hydrocortisone
C Cytarabine (Ara-C)
D Vincristine

6. 下列哪些因素會影響ALL病人的預後?
A 年齡
B 白血球數
C CNS involvement
D Immunophenotype
E 以上皆是

一位 24 歲女性病人,因發燒及皮膚瘀血而到急診。血液資料顯示:Hb 6.8 g/dL, PLT 12 k/ μL , WBC 150200/ μL 。白血球分類顯示:blast 90%, segmented neutrophil 2%, lymphocyte 5%。她的骨髓抺片如 附圖 A 及 B 所示:附圖 A 中仍殘存一些 neutrophil 及 myelocyte;而附圖 B 是 myeloperoxidase staining, 除了箭頭所指的殘存正常細胞外,餘均呈陰性反應。骨髓細胞之免疫分型如附圖 C 所示。請問這位 病人最有可能患了下列那一種病?(附圖 C 之免疫分型,是依據 CD45/SS LOG 中所 gating 起來的細胞,以紅色點標示)

【題組】 7
(A) Acute lymphoblastic leukemia, B lineage
(B) Acute lymphoblastic leukemia, T lineage
(C) Acute myeloid leukemia, M0
(D) Acute myeloid leukemia, undifferentiated

【題組】 8 承上題,下列何種免疫分型對這位病人的骨髓細胞,最有可能是陽性的?
(A) Cytoplasmic CD3
(B) Cytoplasmic CD79a
(C) CD14
(D) CD33

9. Tyrosine kinase inhibitors Imatinib (Glivec)主要是針對下列何種染色體變異的治療?
(A) t(8;21)
(B) t(15;17)
(C) t(9;22)
(D) inv(16)

10. 標靶治療藥物Tyrosine kinase inhibitor, Imatinib, 對下列何種急性淋巴芽細胞白血病(ALL)有效?
A. B-lineage ALL with t(9;22)
B. B-lineage ALL with t(4;11)
C. CD19 positive B-lineage ALL
D. CD20 positive B-lineage ALL
E. CD3 positive T-lineage ALL

11. 下列藥物與其作用機轉的配對,何者有誤?
A. Bortezomib : proteosome inhibitor
B. Imatinib : tyrosine kinase inhibitor
C. Ruxolitinib : JAK inhibitor
D. Azacitidine : demethylation agent
E. Ibrutinib : anti-CD30 antibody

12. 下列各惡性血液疾病與標靶治療的配對,何者有誤?
A. Diffuse large B-cell lymphoma : rituximab
B. Acute promyelocytic leukemia : arsenic trioxide
C. Multiple myeloma : bortezomib
D. Myelofibrosis : azacitidine
E. Acute lymphoblastic leukemia with t(9;22) : imatinib

13. 癌症的標靶治療(targeted therapy)藥劑,通常針對特定的訊息傳遞路徑或分子標靶進行抑制,以達到治療癌症的目的。 下列治療藥劑與分子標靶(molecular target) 的配對,哪些正確? (1) Erlotinib 與 EGFR (2) Ipilimumab 與 CTLA-4 (3) Imatinib 與 Bcr-Abl (4) Vemurafenib 與 B-Raf (5) Rituximab 與 CD30
A. (1)+(2)+(3)+(5)
B. (1)+(2)+(3)+(4)
C. (2)+(3)+(4)+(5)
D. (3)+(4)+(5)
E. (2)+(4)+(5)

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