在醫(yī)學(xué)路上抒寫新時(shí)代的愛國志
——記首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院教授陳志國

□ 李明麗

今年8月19日，在第二個(gè)“中國醫(yī)師節(jié)”到來之際，李克強(qiáng)總理作出重要批示強(qiáng)調(diào)：更好發(fā)揮廣大醫(yī)務(wù)工作者主力軍作用，努力攻克癌癥等重大疾病和更多疑難雜癥。他要求，切實(shí)擔(dān)負(fù)起人民健康守護(hù)者、健康中國推動者、醫(yī)者仁心踐行者的重要使命，不斷增進(jìn)人民群眾健康福祉。這是新時(shí)代對廣大醫(yī)務(wù)工作者的新要求，有力地鼓舞了他們的工作斗志，增強(qiáng)了他們攻克重大疑難雜癥的信心。

身為建設(shè)“健康中國”主力軍中的一員，首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院教授陳志國也在“新要求”下備受激勵(lì)。他是神經(jīng)生物學(xué)/干細(xì)胞領(lǐng)域?qū)＜?，多年來一直致力于針對重大疾病的新技術(shù)研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化研究工作，已經(jīng)在帕金森、脊髓損傷、腫瘤的免疫治療等方面做出了眾多突破性成果?！皼]有全民健康，就沒有全面的小康”，正如我國千千萬萬的醫(yī)務(wù)工作者一樣，在新時(shí)代的號召下，在人們?nèi)罕娊】档男滦枨笙?，陳志國也正在醫(yī)學(xué)這條道路上，與時(shí)間競走，與死神斗爭，力求能用先進(jìn)的醫(yī)療技術(shù)解決廣大患者的病痛，真正實(shí)現(xiàn)“健康中國”的目標(biāo)。

從醫(yī)為夢，立足交叉學(xué)科研究重大疾病

位于瑞典首都斯德哥爾摩，地處波羅的海和梅拉倫湖交匯處的卡羅林斯卡學(xué)院是世界上最大最好的單一醫(yī)學(xué)院之一，也是世界醫(yī)學(xué)排名前十的醫(yī)學(xué)院。它承擔(dān)了瑞典全國43%的醫(yī)藥類學(xué)術(shù)研究，并擁有聞名于世的負(fù)責(zé)評審和頒發(fā)諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的諾貝爾委員會。在歷史上，人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域諸多革命性的突破誕生于此，包括血沉（ESR）的發(fā)現(xiàn)、伽瑪?shù)兜陌l(fā)明、線粒體疾病的開創(chuàng)性研究以及前列腺素的首次發(fā)現(xiàn)等。

這所享譽(yù)世界的知名學(xué)府是很多投身醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)子們所向往的地方，這其中當(dāng)然也包括陳志國。他從小喜歡生物，對于自然、對于生命懷抱著極大的好奇與敬畏。從考上大學(xué)以后，他就決心投身醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1999年，大學(xué)畢業(yè)的陳志國如愿進(jìn)入卡羅林斯卡學(xué)院進(jìn)行深造，他在該學(xué)院的學(xué)習(xí)分為兩個(gè)階段，第一階段他先學(xué)習(xí)了分子醫(yī)學(xué)，主要從事端粒酶的活性及調(diào)控研究；第二階段，他系統(tǒng)地研究了免疫系統(tǒng)的不同分支對興奮性神經(jīng)毒造成的海馬損傷的影響和作用機(jī)理，并在國際上首次用滴鼻灌注法在C57BL/6小鼠上建立了興奮性神經(jīng)毒誘導(dǎo)海馬損傷的模型。

現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因小鼠絕大多數(shù)都是C57BL/6背景，但是腹腔注射神經(jīng)毒的方法無法造成海馬損傷。經(jīng)過幾個(gè)月的苦思冥想和不斷嘗試，陳志國和他的同事想到了嗅球是一個(gè)不受血腦屏障保護(hù)的，能夠直接和外界發(fā)生聯(lián)系的特殊中樞神經(jīng)部位，通過鼻腔滴注可能有利于富集神經(jīng)毒并減少其對外周系統(tǒng)的副作用。通過實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)，果然滴鼻灌注法能有效地造模，并在不影響血腦屏障的情況下能造成海馬的損傷。這是該領(lǐng)域第一次成功在C57BL/6小鼠上造模,這一發(fā)現(xiàn)受到了同行的認(rèn)可和好評。

在美國留學(xué)期間留影

在這一模型的基礎(chǔ)上，陳志國和他的同事又系統(tǒng)地研究了免疫系統(tǒng)的不同分支在神經(jīng)毒造成海馬損傷的過程中所起的作用。他們發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞、B細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、年齡等因素均能對海馬損傷產(chǎn)生影響，其中T細(xì)胞有加重海馬損傷的作用。經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞產(chǎn)生的IL-12是一個(gè)關(guān)鍵因子：將IL-12敲除后海馬損傷減輕。由于在此之前很少有人關(guān)注免疫系統(tǒng)對神經(jīng)毒造成的海馬損傷的影響，更沒有人系統(tǒng)地研究該過程中不同的免疫分支的作用，所以陳志國和他的同事所做的研究工作對該領(lǐng)域有一定的開拓性貢獻(xiàn)。

2004年，陳志國從卡羅林斯卡學(xué)院博士畢業(yè)后前往美國斯坦福大學(xué)從事研究工作。他深入研究了先天免疫系統(tǒng)在神經(jīng)干細(xì)胞移植過程中的作用，并發(fā)現(xiàn)了有效的藥物能夠顯著提高干細(xì)胞移植的效果；作為核心人員參加了美國國家衛(wèi)生院和加州再生醫(yī)學(xué)學(xué)院的科研項(xiàng)目，積累了豐富的科研經(jīng)驗(yàn)。

“博觀而約取，厚積而薄發(fā)”，經(jīng)過10多年的海外學(xué)習(xí)與工作積累，陳志國自2010年回國后在包括干細(xì)胞治療帕金森病、免疫細(xì)胞抗腫瘤等治療領(lǐng)域取得了一系列重要成果。他說道：“在端粒酶方面的研究主要與腫瘤相關(guān)，后來的研究其實(shí)就是神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)的交叉研究，所以在國外的留學(xué)和工作經(jīng)歷為我回國后在這3個(gè)學(xué)科上的交叉研究打下了很好的基礎(chǔ)。”

砥志研思，推動CAR-T技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用

2017年，美國FDA批準(zhǔn)了兩款以B細(xì)胞表面受體CD19為靶點(diǎn)的嵌合抗原受體修飾性T細(xì)胞(CAR-T)產(chǎn)品上市，分別是Kymriah應(yīng)用于兒童和青年成人的難治/復(fù)發(fā)急性B淋巴細(xì)胞白血病(r/rBALL)和Yestacata應(yīng)用于彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBL)的治療。這兩款產(chǎn)品使用的CAR受體均是基于以小鼠來源的CD19特異性單鏈抗體可變區(qū)(scFv)構(gòu)建的。截至2019年，我國國家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品審評中心（CDE）受理的CAR-T類新藥申請也已經(jīng)達(dá)到13項(xiàng)，其中12項(xiàng)是關(guān)于以CD19分子為靶點(diǎn)，且使用小鼠來源scFv構(gòu)建的CAR修飾性T細(xì)胞生物制劑的申請。由此可見，CAR-T已經(jīng)成為免疫抗腫瘤治療領(lǐng)域中極具應(yīng)用潛力的新型細(xì)胞類生物制劑。

雖然鼠源性CD19CAR-T在r/rB-ALL的臨床治療中表現(xiàn)出了令人振奮的臨床療效，但是隨著受試者使用數(shù)量的增加，其臨床應(yīng)用的瓶頸也日益凸顯。一方面，根據(jù)最新的研究表明，接受Kymriah治療達(dá)到完全緩解（CR）的r/rB-ALL患者中，12個(gè)月的復(fù)發(fā)率為30%～50%,另外大約10%～20%的受試者在第一次輸注鼠源性CD19CAR-T時(shí)未能達(dá)到完全緩解。對于該部分患者，尤其是CD19陽性復(fù)發(fā)的患者，重復(fù)輸注鼠源性CD19CAR-T后的響應(yīng)率非常低。

陳志國團(tuán)隊(duì)在前期的研究也表明，接受過鼠源性C D19C A R-T治療緩解后復(fù)發(fā)的患者，接受二次輸注時(shí)鼠源CAR-T的體內(nèi)擴(kuò)增能力顯著降低，且體內(nèi)的腫瘤殺傷活性顯著降低，無法有效地降低受試者腫瘤負(fù)荷。雖然臨床前利用人源化免疫重建小鼠建立的動物模型的研究中也觀察到二次輸注鼠源CD19CAR-T后，小鼠的CR時(shí)間顯著縮短，但是對這一現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制還尚不明確。所以，這也表明了鼠源性CD19CAR-T無法進(jìn)行重復(fù)輸注，且一旦復(fù)發(fā)，受試者可選擇的治療手段將更為有限，大大降低了受試者臨床獲益的概率。

另一方面，由于鼠源性CD19CAR的scFv區(qū)域?qū)θ梭w是一種異源性蛋白，因此，免疫原性排斥是其臨床應(yīng)用的另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。雖然目前開展的臨床試驗(yàn)中鮮有患者因輸注鼠源性CD19CAR-T發(fā)生移植物抗宿主病（GvHD）的報(bào)道，但是陳志國團(tuán)隊(duì)的前期研究表明，患者接受鼠源性CD19CAR-T后，體內(nèi)會產(chǎn)生抗小鼠scFv的免疫球蛋白類抗體，這些患者在緩解后的一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生了CD19陽性復(fù)發(fā)。陳志國介紹說，免疫排斥可能是鼠源性CD19CAR-T治療緩解后導(dǎo)致CAR-T維持性降低/喪失，從而引起復(fù)發(fā)的重要原因之一。

因此，如何進(jìn)一步提高CD19CAR-T臨床療效的持久性，進(jìn)一步提高CAR-T在體內(nèi)的穩(wěn)定性，降低其被清除的可能性，是CAR-T臨床應(yīng)用中亟待解決的重要科學(xué)問題。此外，進(jìn)一步闡明CAR-T在體內(nèi)的抗腫瘤免疫相關(guān)的藥理機(jī)制以及機(jī)體免疫系統(tǒng)、腫瘤微環(huán)境、CAR-T之間的相互作用網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的分子調(diào)控機(jī)制，也對CAR-T產(chǎn)品的進(jìn)一步臨床應(yīng)用的推廣具有重要的科學(xué)意義。

針對這些問題，陳志國率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款具有體外選擇性擴(kuò)增能力的人源化CD19CAR-T（CD19hsCAR-T）。CD19hsCAR采用人源化CD19特異性scFv作為CAR受體分子的抗原結(jié)合區(qū)，同時(shí)引入具有選擇性擴(kuò)增活性的篩選肽，一方面通過人源化scFv降低了鼠源性CD19mCAR的免疫原性，提高了CAR-T臨床應(yīng)用的安全性和重復(fù)輸注后的有效性；另一方面，利用篩選肽的選擇性活化功能,特異性地?cái)U(kuò)增CAR陽性T細(xì)胞，提高了終產(chǎn)品CAR-T的純度，并增加了終產(chǎn)品中中央記憶型T細(xì)胞（Tcm）的比例，提高了CAR-T進(jìn)入體內(nèi)之后抗腫瘤活性和持久性，延長其臨床療效。

目前，在北京市老年病醫(yī)療研究中心專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的資助下，陳志國團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了臨床前研發(fā)及I期臨床試驗(yàn)。臨床前研究結(jié)果顯示，CD19hsCAR對人CD19的親和力比已上市的鼠源性CD19mCAR（Kymriah）高6倍，其體外殺傷活性和體內(nèi)抗腫瘤活性也顯著優(yōu)于CD19mCAR-T。此外，團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步研究表明,體外的特異性活化可以提高CD19hsCAR-T終產(chǎn)品中Tcm的比例,有可能進(jìn)一步改善CAR-T進(jìn)入體內(nèi)的維持性。陳志國團(tuán)隊(duì)和道培醫(yī)院合作，對5名接受過鼠源CD19CAR-T治療后又復(fù)發(fā)的白血病人進(jìn)行了CD19hsCAR-T的治療，其中4名（80%）在治療后達(dá)到了分子層面的完全緩解。

近期，陳志國團(tuán)隊(duì)繼續(xù)以接受鼠源性CD19mCAR-T治療后復(fù)發(fā)/抵抗的r/rB-ALL受試者為研究對象，與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京市兒童醫(yī)院血液腫瘤科和首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院血液科合作，開展了Ⅱ期臨床研究，進(jìn)一步評價(jià)CD19hsCAR-T對治療CD19mCAR-T復(fù)發(fā)/抵抗患者的臨床有效性和安全性。他們將利用多種臨床樣本，結(jié)合單細(xì)胞測序，全轉(zhuǎn)錄組測序以及多種基礎(chǔ)檢測技術(shù)，進(jìn)一步研究和揭示機(jī)體免疫系統(tǒng)、腫瘤微環(huán)境、CAR-T三者之間的相互作用及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，一方面要闡明機(jī)體對鼠源性CD19mCAR-T可能的免疫監(jiān)控和排斥機(jī)制；另一方面要研究腫瘤微環(huán)境和CAR-T治療后復(fù)發(fā)過程中腫瘤細(xì)胞與CAR-T的相互作用，為CAR-T技術(shù)產(chǎn)品更有效地應(yīng)用于臨床抗腫瘤治療提供更多的科學(xué)基礎(chǔ)和全新的解決思路。

創(chuàng)新為重，探索帕金森病的治療方法

作為中老年“三大殺手”之一的帕金森病是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)退行性疾病，其發(fā)病的根本原因是中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的死亡引起其分泌的神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺減少，進(jìn)而導(dǎo)致病人出現(xiàn)靜止性震顫、運(yùn)動遲緩、肌強(qiáng)直、姿勢步態(tài)異常等運(yùn)動系統(tǒng)癥狀和焦慮、抑郁、睡眠障礙等非運(yùn)動系統(tǒng)癥狀。2015年數(shù)據(jù)顯示，全球有450萬帕金森患者，220萬名患者在中國，且中國每年新發(fā)病例近10萬人。至今，該病的發(fā)病原因還不清楚，臨床上采用的藥物和手術(shù)治療手段雖然能從一定程度上改善癥狀，但不能根治此病，也不能阻止病情的進(jìn)展。所以，探索出治療帕金森病的有效方法在中國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，甚至在國際醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都顯得尤為迫切。

當(dāng)前，帕金森病可以從兩個(gè)方面進(jìn)行干預(yù)：一是注入神經(jīng)營養(yǎng)因子，改變?nèi)源婊罴?xì)胞的微環(huán)境，從而達(dá)到減緩疾病發(fā)展的效果；二是在紋狀體植入多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞，當(dāng)植入細(xì)胞整合到紋狀體的神經(jīng)回路中后可以增加多巴胺的釋放。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的各種神經(jīng)因子中，膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（GDNF）是對多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞的營養(yǎng)作用最為顯著的。21世紀(jì)初曾進(jìn)行過3次臨床試驗(yàn)，將GDNF重組蛋白通過植入泵泵入病人的腦內(nèi)，但整體試驗(yàn)效果沒有達(dá)到預(yù)期。分析其中一個(gè)可能原因是通過泵入的方式達(dá)不到理想的濃度分布。

在舊金山參加學(xué)術(shù)交流時(shí)留影

于是，陳志國團(tuán)隊(duì)設(shè)想能否通過自體的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）作為GDNF的表達(dá)載體并通過植入多個(gè)位點(diǎn)的方式使得GDNF能夠較均勻持久地表達(dá)?！耙?yàn)槭亲泽w的MSC，所以不存在免疫排斥的問題，MSC本身也可以分泌一定的神經(jīng)營養(yǎng)因子，用其作為載體具有一定優(yōu)勢?！眻F(tuán)隊(duì)將6只食蟹猴的自體的MSC在體外培養(yǎng)并轉(zhuǎn)入表達(dá)GDNF的慢病毒，然后單側(cè)移植回同一只猴腦內(nèi)并進(jìn)行造模，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MSC-GDNF能夠改善相應(yīng)側(cè)的動物的運(yùn)動功能，同時(shí)移植側(cè)的影像學(xué)數(shù)據(jù)和多巴胺分泌的生化數(shù)據(jù)都得到了顯著的提高。

由于多巴胺能神經(jīng)元是帕金森病人中腦部位受損的神經(jīng)細(xì)胞，所以業(yè)界普遍認(rèn)為鑒于這種局域性的病理特征，細(xì)胞替代療法是一種非常有希望的治療方案。而皮膚細(xì)胞在臨床上較為容易獲得，陳志國想到，如果能直接將病人的皮膚細(xì)胞變成這種受損的多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞，將會對帕金森氏病的發(fā)病機(jī)制研究有巨大的幫助。對此，陳志國團(tuán)隊(duì)和合作者嘗試?yán)?種轉(zhuǎn)錄因子，成功地將皮膚細(xì)胞誘導(dǎo)成有功能的、成熟的多巴胺能神經(jīng)元。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)行了因子的優(yōu)化，最終得到一個(gè)4因子的組合和一個(gè)5因子的組合，都能夠較高效地誘導(dǎo)多巴胺能神經(jīng)元。

從皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化成的多巴胺能神經(jīng)元可以用來在體外模擬帕金森病并進(jìn)行藥物篩選，然而成熟的神經(jīng)細(xì)胞無法在移植后存活，所以陳志國團(tuán)隊(duì)和合作者同時(shí)也嘗試了另一種途徑，即將皮膚細(xì)胞先轉(zhuǎn)化成具有向多巴胺能神經(jīng)細(xì)胞分化的潛能的神經(jīng)干細(xì)胞。通過轉(zhuǎn)入8個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，他們成功地做到了這一點(diǎn)。從皮膚細(xì)胞誘導(dǎo)來的神經(jīng)干細(xì)胞可以有效地分化成多巴胺能神經(jīng)元，更重要的是，這種誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞可以在移植到成年小鼠腦內(nèi)后很好地存活并分化。

基于這些研究基礎(chǔ)，2014年陳志國承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目“帕金森病的細(xì)胞治療”。團(tuán)隊(duì)通過從食蟹猴的骨髓間充質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)出（誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞）iPSCs和（誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞）iNSCs，以較高效率分化為（多巴胺）DA前體細(xì)胞后移植到自體和異體的帕金森模型猴中，比較其治療效果，明確了重編程來源的DA前體細(xì)胞自體和異體移植治療帕金森病的安全性和有效性。他們嘗試解決領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行的兩次雙盲臨床實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，即植入細(xì)胞的異質(zhì)性和免疫排斥問題。這為最終找到一種較為持久有效且副作用小的治療方法起到了推動作用。目前，陳志國團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了人源iNSC分化為多巴胺能神經(jīng)前體細(xì)胞治療帕金森病的臨床前驗(yàn)證工作，正在積極推動自體iNSC-DA前體細(xì)胞治療帕金森病的臨床研究。

人體最復(fù)雜的兩個(gè)系統(tǒng)就是免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，立足于這兩個(gè)領(lǐng)域，陳志國的科研之路注定要困難重重。如今，免疫學(xué)發(fā)展日新月異，神經(jīng)學(xué)又相對有很多空白，一定意義上來說在這兩個(gè)領(lǐng)域的交叉研究更是難上加難。不過在他看來，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域本身就一個(gè)要經(jīng)受各種打擊的研究領(lǐng)域，面對問題，他要做的只有保持對工作的極大熱情，永不言棄，切實(shí)擔(dān)負(fù)起人民健康守護(hù)者、“健康中國”推動者、醫(yī)者仁心踐行者的重要使命。