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异体CAR-T疗法逐渐靠岸

时间:2022-09-19  作者:非小号医药

本文转载自药闻窗,作者东风

异体CAR-T疗法逐渐靠岸


01 CAR-T的概念


CAR-T是一种能够表达CAR的T细胞,全称是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法。T淋巴细胞在肿瘤的免疫应答中収挥重要作用,对肿瘤细胞具有极强的杀伤力。正常的T细胞収挥功能需要识别靶细胞表面的主要组织相容性复合物(MHC),肿瘤细胞能够降低表面MHC的表达从而逃脱T细胞的识别。



图1  CAR-T细胞的作用机制


 

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CAR(Chimeric Antigen Receptor)是嵌合抗原受体,能够以非MHC限制性方式识别肿瘤细胞表面的抗原。CAR的组成是一个单链抗体(可特异性识别肿瘤细胞表面抗原),跨膜区(保证单链抗体在T细胞表面表达),共刺激信号片段(保证CAR-T细胞长期扩增活性,如CD28和CD137),还有T细胞激活片段CD3-ζ(保证信号传导激活T细胞)。


图2  CAR的结构

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CAR通过体外转染技术转到患者的T细胞内,使患者的T细胞表达CAR形成CAR-T细胞。经过改造后的T细胞能够非MHC依赖的特异性识别肿瘤表面相关抗原,同时保证处于激活扩增状态,长期对肿瘤细胞产生杀伤,从而达到抑制肿瘤生长、杀伤肿瘤的目的。

 


02 “异体”CAR-T的崛起



2018年8月,一位名叫蕾拉刚满“百天”的英国女婴被诊断为急性淋巴细胞白血病,对婴儿来说这种疾病相当难治疗。



很快,医生就开始对蕾拉进行了化疗和骨髓移植,但可惜的是,仅仅7周后这些传统治疗手段就被宣告无效。当医生也束手无策时,一种新型的“基因编辑”细胞疗法成为突破口。



在女孩父母的支持下,医院开始采用由德国生物技术公司Cellectis所开创的全新细胞疗法,其核心是将抗癌基因插入健康的捐赠者T细胞中,从而生成CAR-T细胞,并注入患者身体中。正是这5000万个被基因编辑过的细胞收到了奇效,癌细胞被全面抑制,很快医生就再次进行了骨髓移植以确保根除疾病。



蕾拉正是全球第一位由“异体”CAR-T疗法治愈的癌症患者,治愈她的是Cellectis公司的UCART19产品。由于注入她体内的细胞来自健康的捐赠者,这也让市场看到了同种异体CAR-T疗法全面推广的可能性。



“异体”CAR-T疗法相当于一种“通用型”的CAR-T技术。捐献蕾拉细胞的是一位素未相识的美国志愿者,科学家经过三次基因修改后,让其成功化身为通用型CAR-T细胞。



03 同种异体CAR-T能够解决自体CAR-T临床应用中的问题

 

 

自体CAR-T(autologous CAR-T)不是常规意义上的药品,而是一种个性化治疗技术,需要病人自身的T细胞在体外转导-扩增-回输,病人等待治疗的时间长达3星期,而且部分病人不能产生合格的 T 细胞导致治疗无法进行。



异体CAR-T(allogeneic CAR-T),也即通用型CAR-T,对来自健康捐赠者的T细胞进行改造。其生产成本更低,可灵活、多次给药,使用、分发和存储方式与抗体药物类似。



图3  自体和异体CAR-T治疗流程对比

 

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表1  异体CAR-T使用上的优点

 

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异体CAR-T作为外源细胞,最大的问题就是排异:异体CAR-T细胞上的TCR会识别接受者体内的异体抗原从而引发移植物抗宿主病(GvHD),异体CAR-T细胞上的HLA表达会引起宿主免疫细胞排斥反应(HvG)。因此,使用基因编辑工具敲除异体T细胞上的TCR、MHC I以及相关信号通路基因,从而防止异体CAR-T与宿主之间的排斥反应,是实现异体CAR-T的关键。



图4 常见异体CAR-T改造技术

 

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1案例1:CRISPR/Cas9 改造异体CAR-T

 

 

CRISPR Therapeutics是异体CAR-T领域领军公司,由诺奖得主Emmanuelle创办,主要对供体T细胞进行了三项修改:


1)使用CRISPR/Cas9将CAR插入TRAC位点以得到更安全、更一致的产物;


2)敲除TCR降低GvHD风险;


3)敲除MHC I降低宿主T细胞对异体CAR-T的排斥,提高持久性。



图5  CTX110结构

 

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CTX110为CRISPR旗下进度最快的异体CAR-T产品,靶向CD19,其治疗复发难治DLBCL的I期临床试验结果优异:26例病人,在剂量超过108个细胞治疗的患者中达到58%的ORR和38%的CR;治疗6个月后,CR为21%,最长缓解时间超过18个月。

 


2案例2:靶向CD19的异体CAR-T(PBCAR0191)

 

 

PBCAR0191是Precision Biosesciences研发的首款异体CAR-T产品,利用ARCUS技术敲除异体CAR-T细胞中编码TCR的基因,以避免移植物抗宿主病,同时利用AAV转入靶向CD19的CAR,插入ARCUS编辑位点,用于杀伤CD19+的肿瘤细胞。



图6  PBCAR0191设计方案



 

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2022年6月8日,Precision Biosesciences公布了PBCAR0191最新的临床试验结果。对两个队列的分析结果显示,截至2022年5月31日,共有11名CD19 CAR-T复发B-NHL患者可进行评估,第28天ORR达到100%(11/11),其中8例(73%)患者达到CR,6名可评估的患者中3例( 50% )患者DoR超过6个月,11例患者中仍有6例(55%)持续响应。一例达到CR的患者维持时间已超过18个月。在New Cohort的5例可评估患者中,ORR为100%,CR为100%,一例患者死亡,其余4例仍维持CR状态。



图7  PBCAR0191临床I期试验疗效数据

 

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3案例3:亘喜生物的TruUCAR异体CAR-T技术

 

 

亘喜生物的TruUCAR技术利用CRISPR/Cas9敲除TRAC,装载了靶向T细胞和NK细胞以及肿瘤细胞的双靶向CAR。



图8  亘喜生物TruUCAR技术



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AACR2021上,亘喜生物公布了CD7异体CAR-T产品GC027治疗复发难治急性T-ALL成人患者数据。截至2021年2月4日的最新数据,所有患者均接受了单次GC027的输注,高中低三组剂量组(0.6/1.0/1.5×107细胞/公斤)的全部6名受试者均达到CR,其中5名患者达到了MRD-CR(83%);安全性良好且未观察ICANS或GvHD发生,所有患者都出现了3级及以上的CRS,但均得到有效控制。

 

4案例4:科济药业的THANK-uCART异体CAR-T技术

 

 

为了避免宿主T细胞对异体CAR-T细胞的排异,通常会敲除β2M基因。但缺乏β2M基因的异体CAR-T细胞又会被宿主的NK细胞排异,导致其增殖和持久性降低。科济药业将识别NK细胞表面蛋白(NKG2A)的CAR装载到了异体CAR-T细胞上,以阻止宿主NK细胞的攻击,也即THANK(Target to Hinder The Attack of NK cell)-uCART技术。临床前数据显示,在NK细胞存在的情况下,THANK-uCART细胞比TCR/β2M双敲除的异体CAR-T细胞的存活和增殖能力更强。



图9  THANK-uCART异体CAR-T技术

 

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5案例5:传奇生物的非基因编辑的异体CAR-T技术

 

 

目前大多数异体CAR-T疗法都利用了基因编辑技术敲除引发免疫排斥反应的蛋白,但也存在尚不明确的潜在风险,包括基因编辑工具的脱靶效应和潜在染色体异常等。



传奇生物LUCAR异体CAR-T技术共表达CAR和一种细胞内与TCR亚基结合的蛋白,该蛋白与TCR的α和β亚基结合之后阻碍正常TCR复合体的形成,从而阻断内源性TCR信号的转导。这种策略不需要对细胞进行基因编辑,而且阻断内源性TCR信号的蛋白可以由携带CAR转基因的病毒载体同步表达,仅产出TCR或CAR单阳性的CAR-T细胞减少了CAR-T疗法的生产步骤。



利用LUCAR平台开发的CD20异体CAR-T疗法LUCAR-20S已经进入I期临床试验。目前已经有5名复发/难治性非霍奇金淋巴瘤患者接受给药,其中3名患者(60%)获得部分缓解,尚未发现剂量限制毒性。



图10  传奇生物LUCAR-T技术

 

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04异体CAR-T研究进展

 

 

国内外有多家公司正在积极研发异体CAR-T,大部分从已得到验证的血液瘤靶点CD19开始研发,目前公布的异体CAR-T临床试验结果中,未报告移植物抗宿主病,安全性得到验证。



除了安全性问题之外,异体CAR-T产品最关键的难点在于避免宿主免疫系统的识别和清除,提升CAR-T细胞持久性,从而维持长期疗效。各公司的异体CAR-T研发策略存在差别,并可能最终导致产品效果产生差异。



美国进度最快的异体CAR-T产品是CRISPR公司研发的CTX110,已进入关键性临床;中国进度最快的异体CAR-T产品是北恒生物研发的CT103A,已于今年3月获批IND,异体CAR-T渐行渐近。



表2  异体CAR-T的研究进展

 

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需要注意的是,异体CAR-T的排斥问题仍未得到完全解决,因此疗效持久性仍待观察。




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