在醫學路上抒寫新時代的愛國志
——記首都醫科大學宣武醫院教授陳志國

□ 李明麗

今年8月19日，在第二個“中國醫師節”到來之際，李克強總理作出重要批示強調：更好發揮廣大醫務工作者主力軍作用，努力攻克癌癥等重大疾病和更多疑難雜癥。他要求，切實擔負起人民健康守護者、健康中國推動者、醫者仁心踐行者的重要使命，不斷增進人民群眾健康福祉。這是新時代對廣大醫務工作者的新要求，有力地鼓舞了他們的工作斗志，增強了他們攻克重大疑難雜癥的信心。

身為建設“健康中國”主力軍中的一員，首都醫科大學宣武醫院教授陳志國也在“新要求”下備受激勵。他是神經生物學/干細胞領域專家，多年來一直致力于針對重大疾病的新技術研發和臨床轉化研究工作，已經在帕金森、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務工作者一樣，在新時代的號召下，在人們群眾健康的新需求下，陳志國也正在醫學這條道路上，與時間競走，與死神斗爭，力求能用先進的醫療技術解決廣大患者的病痛，真正實現“健康中國”的目標。

從醫為夢，立足交叉學科研究重大疾病

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院是世界上最大最好的單一醫學院之一，也是世界醫學排名前十的醫學院。它承擔了瑞典全國43%的醫藥類學術研究，并擁有聞名于世的負責評審和頒發諾貝爾生理學或醫學獎的諾貝爾委員會。在歷史上，人類醫學領域諸多革命性的突破誕生于此，包括血沉（ESR）的發現、伽瑪刀的發明、線粒體疾病的開創性研究以及前列腺素的首次發現等。

這所享譽世界的知名學府是很多投身醫學領域的學子們所向往的地方，這其中當然也包括陳志國。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。從考上大學以后，他就決心投身醫學領域。1999年，大學畢業的陳志國如愿進入卡羅林斯卡學院進行深造，他在該學院的學習分為兩個階段，第一階段他先學習了分子醫學，主要從事端粒酶的活性及調控研究；第二階段，他系統地研究了免疫系統的不同分支對興奮性神經毒造成的海馬損傷的影響和作用機理，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毒誘導海馬損傷的模型。

現有的轉基因小鼠絕大多數都是C57BL/6背景，但是腹腔注射神經毒的方法無法造成海馬損傷。經過幾個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不受血腦屏障保護的，能夠直接和外界發生聯系的特殊中樞神經部位，通過鼻腔滴注可能有利于富集神經毒并減少其對外周系統的副作用。通過實驗，他們發現，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。這是該領域第一次成功在C57BL/6小鼠上造模,這一發現受到了同行的認可和好評。

在美國留學期間留影

在這一模型的基礎上，陳志國和他的同事又系統地研究了免疫系統的不同分支在神經毒造成海馬損傷的過程中所起的作用。他們發現T細胞、B細胞、小膠質細胞、年齡等因素均能對海馬損傷產生影響，其中T細胞有加重海馬損傷的作用。經過進一步研究發現，T細胞產生的IL-12是一個關鍵因子：將IL-12敲除后海馬損傷減輕。由于在此之前很少有人關注免疫系統對神經毒造成的海馬損傷的影響，更沒有人系統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域有一定的開拓性貢獻。

2004年，陳志國從卡羅林斯卡學院博士畢業后前往美國斯坦福大學從事研究工作。他深入研究了先天免疫系統在神經干細胞移植過程中的作用，并發現了有效的藥物能夠顯著提高干細胞移植的效果；作為核心人員參加了美國國家衛生院和加州再生醫學學院的科研項目，積累了豐富的科研經驗。

“博觀而約取，厚積而薄發”，經過10多年的海外學習與工作積累，陳志國自2010年回國后在包括干細胞治療帕金森病、免疫細胞抗腫瘤等治療領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，后來的研究其實就是神經系統與免疫系統的交叉研究，所以在國外的留學和工作經歷為我回國后在這3個學科上的交叉研究打下了很好的基礎。”

砥志研思，推動CAR-T技術產品的研發應用

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

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

陳志國團隊在前期的研究也表明，接受過鼠源性C D19C A R-T治療緩解后復發的患者，接受二次輸注時鼠源CAR-T的體內擴增能力顯著降低，且體內的腫瘤殺傷活性顯著降低，無法有效地降低受試者腫瘤負荷。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時間顯著縮短，但是對這一現象產生的機制還尚不明確。所以，這也表明了鼠源性CD19CAR-T無法進行重復輸注，且一旦復發，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區域對人體是一種異源性蛋白，因此，免疫原性排斥是其臨床應用的另一個風險。雖然目前開展的臨床試驗中鮮有患者因輸注鼠源性CD19CAR-T發生移植物抗宿主?。℅vHD）的報道，但是陳志國團隊的前期研究表明，患者接受鼠源性CD19CAR-T后，體內會產生抗小鼠scFv的免疫球蛋白類抗體，這些患者在緩解后的一定時間內發生了CD19陽性復發。陳志國介紹說，免疫排斥可能是鼠源性CD19CAR-T治療緩解后導致CAR-T維持性降低/喪失，從而引起復發的重要原因之一。

因此，如何進一步提高CD19CAR-T臨床療效的持久性，進一步提高CAR-T在體內的穩定性，降低其被清除的可能性，是CAR-T臨床應用中亟待解決的重要科學問題。此外，進一步闡明CAR-T在體內的抗腫瘤免疫相關的藥理機制以及機體免疫系統、腫瘤微環境、CAR-T之間的相互作用網絡及相關的分子調控機制，也對CAR-T產品的進一步臨床應用的推廣具有重要的科學意義。

針對這些問題，陳志國率領團隊研發了一款具有體外選擇性擴增能力的人源化CD19CAR-T（CD19hsCAR-T）。CD19hsCAR采用人源化CD19特異性scFv作為CAR受體分子的抗原結合區，同時引入具有選擇性擴增活性的篩選肽，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臨床應用的安全性和重復輸注后的有效性；另一方面，利用篩選肽的選擇性活化功能,特異性地擴增CAR陽性T細胞，提高了終產品CAR-T的純度，并增加了終產品中中央記憶型T細胞（Tcm）的比例，提高了CAR-T進入體內之后抗腫瘤活性和持久性，延長其臨床療效。

目前，在北京市老年病醫療研究中心專項經費的資助下，陳志國團隊已經完成了臨床前研發及I期臨床試驗。臨床前研究結果顯示，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抗腫瘤活性也顯著優于CD19mCAR-T。此外，團隊通過進一步研究表明,體外的特異性活化可以提高CD19hsCAR-T終產品中Tcm的比例,有可能進一步改善CAR-T進入體內的維持性。陳志國團隊和道培醫院合作，對5名接受過鼠源CD19CAR-T治療后又復發的白血病人進行了CD19hsCAR-T的治療，其中4名（80%）在治療后達到了分子層面的完全緩解。

近期，陳志國團隊繼續以接受鼠源性CD19mCAR-T治療后復發/抵抗的r/rB-ALL受試者為研究對象，與首都醫科大學附屬北京市兒童醫院血液腫瘤科和首都醫科大學宣武醫院血液科合作，開展了Ⅱ期臨床研究，進一步評價CD19hsCAR-T對治療CD19mCAR-T復發/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，結合單細胞測序，全轉錄組測序以及多種基礎檢測技術，進一步研究和揭示機體免疫系統、腫瘤微環境、CAR-T三者之間的相互作用及調控網絡，一方面要闡明機體對鼠源性CD19mCAR-T可能的免疫監控和排斥機制；另一方面要研究腫瘤微環境和CAR-T治療后復發過程中腫瘤細胞與CAR-T的相互作用，為CAR-T技術產品更有效地應用于臨床抗腫瘤治療提供更多的科學基礎和全新的解決思路。

創新為重，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系統神經退行性疾病，其發病的根本原因是中腦黑質多巴胺能神經元的死亡引起其分泌的神經遞質多巴胺減少，進而導致病人出現靜止性震顫、運動遲緩、肌強直、姿勢步態異常等運動系統癥狀和焦慮、抑郁、睡眠障礙等非運動系統癥狀。2015年數據顯示，全球有450萬帕金森患者，220萬名患者在中國，且中國每年新發病例近10萬人。至今，該病的發病原因還不清楚，臨床上采用的藥物和手術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展。所以，探索出治療帕金森病的有效方法在中國醫學領域，甚至在國際醫學領域都顯得尤為迫切。

當前，帕金森病可以從兩個方面進行干預：一是注入神經營養因子，改變仍存活細胞的微環境，從而達到減緩疾病發展的效果；二是在紋狀體植入多巴胺能神經細胞，當植入細胞整合到紋狀體的神經回路中后可以增加多巴胺的釋放。在已經發現的各種神經因子中，膠質細胞源性神經營養因子（GDNF）是對多巴胺能神經細胞的營養作用最為顯著的。21世紀初曾進行過3次臨床試驗，將GDNF重組蛋白通過植入泵泵入病人的腦內，但整體試驗效果沒有達到預期。分析其中一個可能原因是通過泵入的方式達不到理想的濃度分布。

在舊金山參加學術交流時留影

于是，陳志國團隊設想能否通過自體的骨髓間充質干細胞（MSC）作為GDNF的表達載體并通過植入多個位點的方式使得GDNF能夠較均勻持久地表達?！耙驗槭亲泽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營養因子，用其作為載體具有一定優勢?！眻F隊將6只食蟹猴的自體的MSC在體外培養并轉入表達GDNF的慢病毒，然后單側移植回同一只猴腦內并進行造模，結果發現MSC-GDNF能夠改善相應側的動物的運動功能，同時移植側的影像學數據和多巴胺分泌的生化數據都得到了顯著的提高。

由于多巴胺能神經元是帕金森病人中腦部位受損的神經細胞，所以業界普遍認為鑒于這種局域性的病理特征，細胞替代療法是一種非常有希望的治療方案。而皮膚細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胞變成這種受損的多巴胺能神經細胞，將會對帕金森氏病的發病機制研究有巨大的幫助。對此，陳志國團隊和合作者嘗試利用9種轉錄因子，成功地將皮膚細胞誘導成有功能的、成熟的多巴胺能神經元。在此基礎上，他們進行了因子的優化，最終得到一個4因子的組合和一個5因子的組合，都能夠較高效地誘導多巴胺能神經元。

從皮膚細胞轉化成的多巴胺能神經元可以用來在體外模擬帕金森病并進行藥物篩選，然而成熟的神經細胞無法在移植后存活，所以陳志國團隊和合作者同時也嘗試了另一種途徑，即將皮膚細胞先轉化成具有向多巴胺能神經細胞分化的潛能的神經干細胞。通過轉入8個轉錄因子，他們成功地做到了這一點。從皮膚細胞誘導來的神經干細胞可以有效地分化成多巴胺能神經元，更重要的是，這種誘導神經干細胞可以在移植到成年小鼠腦內后很好地存活并分化。

基于這些研究基礎，2014年陳志國承擔了國家自然科學基金優秀青年科學基金項目“帕金森病的細胞治療”。團隊通過從食蟹猴的骨髓間充質細胞中誘導出（誘導性多能干細胞）iPSCs和（誘導神經干細胞）iNSCs，以較高效率分化為（多巴胺）DA前體細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。他們嘗試解決領域內已經進行的兩次雙盲臨床實驗中遇到的問題，即植入細胞的異質性和免疫排斥問題。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，陳志國團隊已經完成了人源iNSC分化為多巴胺能神經前體細胞治療帕金森病的臨床前驗證工作，正在積極推動自體iNSC-DA前體細胞治療帕金森病的臨床研究。

人體最復雜的兩個系統就是免疫系統和神經系統，立足于這兩個領域，陳志國的科研之路注定要困難重重。如今，免疫學發展日新月異，神經學又相對有很多空白，一定意義上來說在這兩個領域的交叉研究更是難上加難。不過在他看來，醫學領域本身就一個要經受各種打擊的研究領域，面對問題，他要做的只有保持對工作的極大熱情，永不言棄，切實擔負起人民健康守護者、“健康中國”推動者、醫者仁心踐行者的重要使命。