郭婷婷，田小藕

·調(diào)查與研究·

CAR-T細(xì)胞療法新靶點開發(fā)專利技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析

郭婷婷*，田小藕*

采用 CAR-T 細(xì)胞治療，使一位當(dāng)時年僅 6 歲險些被晚期白血病置于死地的患兒奇跡般地掙脫了死神的束縛，讓更多的研發(fā)者看到了希望的曙光，CAR-T 細(xì)胞治療研究日趨白熱化。

CAR-T，即表達(dá)嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）修飾的 T 細(xì)胞。CAR 由胞外抗原結(jié)合域（scFv）、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域組成。CAR-T 細(xì)胞治療技術(shù)，是指通過將上述 CAR 結(jié)構(gòu)在體外進(jìn)行基因重組得到重組質(zhì)粒，再在體外將其導(dǎo)入到患者的 T 細(xì)胞內(nèi)，使其表達(dá)上述嵌合抗原受體，然后經(jīng)過純化和體外大規(guī)模擴(kuò)增后，再輸回患者體內(nèi)行使殺滅腫瘤細(xì)胞的功能［1］。CAR-T 療法的優(yōu)勢在于其與腫瘤抗原的結(jié)合不需要依賴于 HLA 的呈遞，有效避免了腫瘤細(xì)胞 HLA 表達(dá)下調(diào)這一免疫逃逸機制，并能夠在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量具有腫瘤殺傷效力的 T 細(xì)胞，從而使其具備臨床應(yīng)用前景。

CAR-T 細(xì)胞治療技術(shù)實質(zhì)上是一種靶點依賴型治療，CAR 結(jié)構(gòu)中包括一個腫瘤相關(guān)胞外抗原結(jié)合域，目標(biāo)抗原的選擇對于 CAR 的特異性、有效性及安全性都是至關(guān)重要的。理想的目標(biāo)抗原僅在腫瘤細(xì)胞表達(dá)，而在正常細(xì)胞中不表達(dá)，但技術(shù)發(fā)展至今，被視為靶點的一些腫瘤相關(guān)抗原仍可能在正常細(xì)胞中低水平表達(dá)，導(dǎo)致免疫治療產(chǎn)生脫靶毒性，引發(fā)嚴(yán)重的副反應(yīng)，因此，對于腫瘤免疫治療新靶點的探索，一直備受關(guān)注。專利申請能夠從一定程度上反映領(lǐng)域中的前沿技術(shù)，本文從專利申請角度對 CAR-T 靶點開發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析，揭示該領(lǐng)域的技術(shù)熱點和競爭格局。

圖1 CAR-T 靶點開發(fā)相關(guān)專利申請量和 FDA 批準(zhǔn)單抗數(shù)量

1 CAR-T 靶點相關(guān)專利分析

以國家知識產(chǎn)權(quán)局自主開發(fā)的專利檢索與服務(wù)系統(tǒng)中的德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（簡稱 DWPI）、世界專利文摘數(shù)據(jù)庫（簡稱 SIPOABS）和中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（簡稱CNABS）為數(shù)據(jù)來源，以關(guān)鍵詞和分類號作為主要檢索手段，對涉及 CAR-T 靶點開發(fā)技術(shù)的相關(guān)專利申請進(jìn)行檢索，檢索時間截止至 2015年6月30日，對檢索結(jié)果進(jìn)行逐一閱讀和手工篩選，剔除發(fā)明點不在 CAR-T 靶點開發(fā)技術(shù)的專利申請。

1.1 申請量趨勢分析

按同族專利的最早申請日計，同時將衍生專利和其基礎(chǔ)專利以基礎(chǔ)專利計，圖1 反映了 CAR-T 靶點開發(fā)相關(guān)專利申請量發(fā)展趨勢和 FDA 各年度批準(zhǔn)的單抗的數(shù)量。

由于 CAR-T 屬于靶點依賴性治療，因此 CAR-T 靶點的開發(fā)狀況與抗體的研究水平息息相關(guān)。由圖1 可見，1994年后經(jīng) FDA 批準(zhǔn)的相當(dāng)數(shù)量的單抗開始涌現(xiàn)，與此同時，CAR-T 新靶點相關(guān)專利也開始出現(xiàn)。從 1998年起直至2014年，幾乎每年都有申請，雖然數(shù)量不多，但整體顯示發(fā)展平穩(wěn)，與 FDA 批準(zhǔn)單抗量的趨勢大體相當(dāng)。各年度專利申請量不多也說明了腫瘤抗原新靶點的開發(fā)并非易事。

1.2 申請區(qū)域分布

以技術(shù)原創(chuàng)國家為準(zhǔn)，按照申請量由高到低對 CAR-T靶點開發(fā)技術(shù)相關(guān)專利申請的國家進(jìn)行排序，結(jié)果如圖2所示。可以看出，申請量最大的是美國，獨占鰲頭，究其原因，其強大的經(jīng)濟(jì)實力、完備的臨床試驗研究、充滿誘惑力的資本市場都無不吸引著研發(fā)者的眼球。而中國還未涉足新靶點研發(fā)領(lǐng)域，技術(shù)實力顯示出明顯的差距，雖然也具備能夠開展 CAR-T 臨床試驗的研發(fā)團(tuán)隊，但所申請的專利涉及的是已報道的靶點的后續(xù)研究。

圖2 CAR-T 靶點開發(fā)技術(shù)相關(guān)專利申請的國家分布

1.3 技術(shù)發(fā)展路線

綜合考慮技術(shù)高度及臨床應(yīng)用情況，篩選出具有代表性的專利申請，根據(jù)時間階段制得圖3，得到技術(shù)發(fā)展路線，并在其中標(biāo)注了中國相關(guān)專利申請的情況。

早在 1989年，Eshhar 研究組的專利申請 IL8627888A就報道了將 scFv 和 FcεRI 受體（γ 鏈）或 CD3 復(fù)合物（ζ 鏈）胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合形成嵌合 T 細(xì)胞受體，表達(dá) CAR的 T 細(xì)胞能夠以抗原依賴、非 MHC 限制的方式結(jié)合腫瘤抗原，啟動并活化特異性殺傷腫瘤細(xì)胞的反應(yīng)。該專利申請正式宣告了 CAR-T 的誕生。而后的十幾年間，研究者們陸續(xù)提出了采用結(jié)腸癌抗原癌胚抗原（CEA）［2］、結(jié)直腸癌抗原 A33［3］以及前列腺特異性膜抗原 PSMA［4］的相應(yīng)抗體制備嵌合抗原受體（CAR），但還都停留在設(shè)想階段，這些專利申請中并未給出采用相應(yīng)的 CAR-T 細(xì)胞治療癌癥的確鑿的實驗證據(jù)。

1.3.1 針對血液腫瘤的 CAR-T 靶點 1999年，F(xiàn)DA 于1997年批準(zhǔn)的針對非霍奇金淋巴瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病抗原 CD20 的利妥昔單抗（Rituximab）在應(yīng)用于臨床研究時取得了可喜的療效，且當(dāng)時的臨床研究發(fā)現(xiàn)惡性 B 細(xì)胞下調(diào) CD20 表達(dá)的能力有限，CAR-T 領(lǐng)域研究者們迅速捕捉到了這些關(guān)鍵成果，使得 CD20 成為了有吸引力的靶點。美國希望之城癌癥研究醫(yī)院（CITY OF HOPE）的專利申請WO1999US24484 首次報道了采用 CD20 作為 CAR-T 的靶抗原應(yīng)用于治療非霍奇金淋巴瘤及慢性淋巴細(xì)胞白血病，并在體外水平證實了其療效。隨后的專利申請 US20040797609、WO2011US64191等也都是基于 CD20 抗原作出的。中國人民解放軍總醫(yī)院的抗 CD20-4-1BB-CD3zeta 項目已發(fā)布I 期臨床數(shù)據(jù)，在 7 例化療難治性、晚期彌漫性大 B 細(xì)胞淋巴瘤（DLBCL）患者中，含有大塊腫瘤的 2 個患者當(dāng)中的 1 例經(jīng) CAR-CD20T 細(xì)胞治療后在 14 個月內(nèi)顯示完全緩解，另一例 6 個月內(nèi)表現(xiàn)部分緩解。4 個有較大塊腫瘤負(fù)荷病例當(dāng)中的 3 個治療后取得 3～6 個月緩解，總應(yīng)答率 75%［5］。

圖3 CAR-T 靶點開發(fā)相關(guān)專利技術(shù)發(fā)展路線（斜體顯示的是中國申請人的專利申請，粗線框內(nèi)顯示的是進(jìn)入中國的 PCT專利申請）

兩年后，美國希望之城癌癥研究醫(yī)院的另一篇專利申請WO2001US42997 也有著劃時代的意義。基于當(dāng)時的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，CD19 抗原在所有人惡性 B 細(xì)胞中均有表達(dá)，采用 CD19 單抗和毒性試劑構(gòu)成的連接物可特異性地將毒性試劑遞送到惡性 B 細(xì)胞的胞內(nèi)部分，且抗 CD19 的抗體也已進(jìn)入了臨床試驗階段，于是上述專利申請?zhí)岢隽瞬捎肅AR-CD19T 細(xì)胞治療 B 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫疾病。相關(guān)專利申請 US20030448256、US20040797609 等也都是以 CD19作為 CAR-T 療法的靶抗原而作出的。截至目前，利用CAR-CD19T 治療 B 細(xì)胞譜系的惡性腫瘤已經(jīng)取得了廣泛的進(jìn)展，正在進(jìn)行 I/II 期臨床研究的 27 個項目中，有 19 個都是以 CD19 為靶抗原，制藥巨頭諾華公司的明星產(chǎn)品CTL019、Juno Therapeutics 的 JCAR015、JCAR017 也都是以 CD19 為靶抗原的抗急/慢性淋巴細(xì)胞白血病產(chǎn)品，均表現(xiàn)了前所未有的臨床療效，其中 CTL019、JCAR015 對急性淋巴細(xì)胞白血病的治愈率均達(dá)到 85% 以上，這兩個產(chǎn)品也都于2014年獲得了美國 FDA“突破性藥物”資格?？梢姡珻D19 靶抗原的提出，對于 CAR-T 靶點開發(fā)領(lǐng)域具有里程碑式的意義。

此外，2011年，伊利諾伊大學(xué)基金會及賓夕法尼亞大學(xué)為主要申請人的專利申請 WO2011US64191 中提到了除CD19、CD20 之外的其他血液腫瘤相關(guān)靶抗原，如 CD22、CD33 等，不過最終只有涉及血液腫瘤的 CD19 抗原的技術(shù)方案獲得了授權(quán)。Juno Therapeutics 的 CD22 CAR 治療B 細(xì)胞癌癥項目已進(jìn)入 I/II 期臨床研究階段。

1.3.2 針對實體瘤的 CAR-T 靶點 在血液腫瘤方面取得突破進(jìn)展的同時，研究者們也從未停止過將 CAR-T 技術(shù)應(yīng)用于實體瘤的努力。與血液腫瘤相比，實體瘤在其漫長的發(fā)生發(fā)展過程中，在腫瘤細(xì)胞周圍進(jìn)化出了一個免疫抑制的微環(huán)境，在這個微環(huán)境中，存在許多具有抑制功能的 Treg 細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、腫瘤本身異常高表達(dá)的一些抑制分子（如 PD-L1）以及分泌的抑制性細(xì)胞因子等（如 TGF-β 和 IL-10），在這種情況下，CAR-T 細(xì)胞歸巢到腫瘤組織部位的能力就被大大削弱。在實體瘤CAR-T 靶點開發(fā)方面，在結(jié)腸癌抗原癌胚抗原（CEA）、結(jié)直腸癌抗原 A33、前列腺特異性膜抗原 PSMA 相關(guān)專利申請之后，Eshhar 研究組又于 1999年在專利申請WO1999IL00622 中報道了針對黑色素瘤相關(guān)腫瘤蛋白MAGE-1 的嵌合 T 細(xì)胞受體，MAGE-1 在除睪丸外的其他正常組織中均無表達(dá)，而是僅在一些組織類型的腫瘤中表達(dá)；美國衛(wèi)生和人力服務(wù)部的專利申請 US20010803578中也對針對黑色素瘤抗原的 CAR 進(jìn)行了保護(hù)，此外還有卵巢癌抗原；美國希望之城癌癥研究醫(yī)院的專利申請US20020120198 及系列申請報道了采用針對 CE7+ 的CAR-T 治療兒童神經(jīng)母細(xì)胞瘤。但這些專利申請中涉及的靶點技術(shù)均未進(jìn)入臨床試驗階段。

直到 2007年，the General Hospital Corporation 和Children's Medical Center Corporation 為主要申請人的專利申請 WO2007US21575 報道了針對表皮生長因子受體EGFRvIII 抗原的 CAR-T 可有效抑制小鼠顱內(nèi)腫瘤，并提出可采用表皮生長因子受體 EGFRvIII 抗原的 CAR-T 治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺癌、肺癌及卵巢癌。由此衍生的專利申請 WO2012US29861、US201414184924 等也都鎖定了EGFRvIII 抗原為CAR-T 的治療靶點。諾華公司利用CAR-EGFRvIIIT 治療膠質(zhì)瘤的項目已進(jìn)入了臨床前試驗階段，并于 2015年初設(shè)計出了臨床 I 期研究方案。

2009年，美國希望之城癌癥研究醫(yī)院的專利申請WO2009US55029 報道了針對實體瘤抗原 Her2neu 的CAR-T。在 2015年4月的 ASCO 快報上報道了CAR-Her2neuT 治療實體瘤的臨床結(jié)果，該臨床試驗由貝勒醫(yī)學(xué)院主導(dǎo)，共招募了 17 位復(fù)發(fā)的 Her-2 陽性肉瘤患者，在所檢測的 9 位患者中有 7 位患者血液中檢測到 CAR-T細(xì)胞存活超過 6 周的證據(jù)，這些患者在接受 CAR-T 療法時均未接受其他療法，中位總存活期為 10 個月，其中一位患者觀察到腫瘤超過 90% 壞死的臨床表現(xiàn)。

2011年，伊利諾伊大學(xué)基金會及賓夕法尼亞大學(xué)為主要申請人的專利申請 WO2011US64191 中還提到了 ROR1，mesothelin 等實體瘤抗原，為后續(xù)研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。Juno Therapeutics 的研究項目 ROR-1 CAR 治療實體瘤及慢性淋巴細(xì)胞白血病目前處于臨床前試驗階段。諾華公司的CART-Meso 治療胰腺間皮瘤項目已于 2015年4月發(fā)布了 I 期臨床數(shù)據(jù)，在 5 名患者身上測試了 CART-Meso 療法，其中 2 人患有卵巢癌、2 人患有上皮間質(zhì)瘤（一種肺癌）、另有 1 人患有胰腺癌，這 5 名患者在此前接受過多種療法均告無效，該臨床 I 期研究中 5 位受試患者在接受治療時出現(xiàn)了敗血癥、氣短及白細(xì)胞水平升高等副作用，但無重大副作用，患者接受 T 細(xì)胞回輸后的第 28 天仍可檢測到 CAR-T 細(xì)胞的存在，同時有跡象顯示出這些 T 細(xì)胞向腫瘤部位富集，影像學(xué)手段顯示其中 1 名患者體內(nèi)的實體瘤體積出現(xiàn)萎縮跡象，另 1 名肺癌患者肺部的惡性細(xì)胞出現(xiàn)減少的跡象。雖然還未達(dá)到在白血病等非實體瘤方面的治療效果，但 CAR-T 療法已在實體瘤治療方面嶄露頭角，前景廣闊。

此后，研究者們又陸續(xù)提出了在血液腫瘤、實體瘤和腦瘤均有表達(dá) CD70 抗原［6］、卵巢癌抗原葉酸受體 α（FRα）［7］、肝細(xì)胞癌抗原 GPC-3［8］、B7-H4［9］、多發(fā)性骨髓瘤抗原BCMA［10］、成纖維細(xì)胞活化蛋白（FAP）［11］、腫瘤內(nèi)皮標(biāo)記TEM1（CD248）或 TEM8［12］、葉酸受體 β（FRβ）［13］等 CAR-T新靶點，相信不久的將來都會進(jìn)入臨床試驗階段，屆時也會充實 CAR-T 在實體瘤領(lǐng)域的療效數(shù)據(jù)。

1.3.3 國內(nèi)申請人相關(guān)專利申請現(xiàn)狀 中國申請人的相關(guān)專利申請均是基于已開發(fā)的靶點作出的抗體優(yōu)化等，制備了應(yīng)用于 CAR 的血管內(nèi)皮生長因子受體、內(nèi)皮生長因子受體、GPC-3 等的抗體，針對 CD20 靶點制備了優(yōu)化的 CAR結(jié)構(gòu)。前文所述的中國人民解放軍總醫(yī)院的已發(fā)布 I 期臨床數(shù)據(jù)的抗 CD20-4-1BB-CD3zeta 項目便是基于專利申請201410062069.7 而作出的，顯示了卓越的療效。但目前中國還沒有關(guān)于 CAR-T 領(lǐng)域腫瘤新靶點的專利申請問世。

1.4 小結(jié)

從 1997年利妥昔單抗被 FDA 成功獲批開始，依賴于抗體的 CAR-T 靶向治療技術(shù)重新進(jìn)入了人們的視野，隨之對于 CAR-T 新靶點的探索也成為了熱點，隨著 1998年第一件 CAR-T 靶點相關(guān)專利申請出現(xiàn)，十幾年間關(guān)于新靶點的探索從未間斷，專利申請如雨后春筍般涌出。在對于新靶點的探索研究中，有著雄厚資本的美國具有明顯的優(yōu)勢，無論從申請量還是技術(shù)輸出方面都遙遙領(lǐng)先。而在該領(lǐng)域中，目前公開的中國申請人的專利申請均是基于已開發(fā)的靶點而進(jìn)行的研究，如抗體的優(yōu)化、CAR 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對于新靶點的開發(fā)，無論是申請量還是技術(shù)水平、技術(shù)輸出都還是空白。但截至目前進(jìn)入中國的相關(guān)國外申請也為數(shù)不多，僅有 4 篇涉及首次公開的新靶點，這對于中國研究者來說是個利好，仍然具有很大的研發(fā)與專利保護(hù)空間。

2 啟示

據(jù)報道，我國每年新增腫瘤患者 350 萬以上，入院人數(shù)超過了 600 多萬，每年因癌癥死亡的人數(shù)高達(dá) 250 萬以上，腫瘤治療領(lǐng)域潛在市場規(guī)模龐大。在 CAR-T 細(xì)胞治療技術(shù)領(lǐng)域，中國研究人員面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)。對CAR-T 療法中的第一個重要環(huán)節(jié)——新靶點的開發(fā)技術(shù)發(fā)展和專利保護(hù)狀況進(jìn)行分析，為我國科研工作者提供一些啟示。

第一，提升創(chuàng)新能力是根本。鑒于中國人民解放軍總醫(yī)院的相關(guān)專利申請涉及的方案已進(jìn)入臨床并取得了可喜的成效，表明我國在局部研發(fā)方面具有優(yōu)勢，可廣泛建立合作機制，以局部帶動整體，提高總體研究水平。可把主要研究目標(biāo)鎖定在更具潛力的實體瘤靶點研發(fā)方面，密切關(guān)注同行業(yè)國外大型制藥公司的前沿技術(shù)動態(tài)、借鑒前人的研究經(jīng)驗，爭取早日形成自己的核心技術(shù)。

第二，注重專利保護(hù)策略，提升專利保護(hù)和轉(zhuǎn)化意識。不僅要提升專利申請的意識，更要提升運用專利策略的意識，在市場中實現(xiàn)雙贏。通過密切關(guān)注主要申請人的相關(guān)專利技術(shù)，及時開展專利分析和預(yù)警工作，從而為科研方向的選擇提供服務(wù)。規(guī)避現(xiàn)有專利技術(shù)的壁壘，尋找機會及時申請外圍專利及后續(xù)衍生專利，盡快形成自己的專利布局。熟悉各國家和地區(qū)的專利審查標(biāo)準(zhǔn)，為占領(lǐng)國際市場做充分準(zhǔn)備，使自身價值與利益實現(xiàn)最大化。此外，對于進(jìn)入中國的外國申請，如果他們的核心專利在中國市場得到有效的專利保護(hù)，這無疑將給國內(nèi)制藥企業(yè)帶來不小的壓力。不過到目前為止，CAR-T 靶點領(lǐng)域的“進(jìn)口”到我國的專利還處于未審或在審尚未結(jié)案的狀態(tài)，因此，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域研究人員應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注法律狀態(tài)和審批過程，及時跟進(jìn)，對于后續(xù)有可能授權(quán)的專利，必要時可采取無效訴訟等措施，延緩或阻礙其在中國取得專利權(quán)，以保護(hù)國內(nèi)企業(yè)的利益。在轉(zhuǎn)化方面，充分利用政府及各級機構(gòu)的大力支持，積極建立合作機制，致力于將專利成果推向市場，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

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10.3969/j.issn.1673-713X.2015.06.019

100190 北京，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心

郭婷婷，Email：guotingting@sipo.gov.cn

2015-07-13

*同為第一作者