我們已經介紹應用於血液系統腫瘤及各種實體瘤的CAR-T細胞,可以說,自體來源的CAR-T細胞已經在不同腫瘤類型中獲得了空前的成果,然而,需要「個體化定製」的自體CAR-T細胞仍存在一些不可避免的問題。
CAR-T細胞製備,通常情況下都遵循相似的流程。首先,從病人體內分離出非特異性的T細胞,在體外使用慢病毒轉染技術,人工給予可特異性識別腫瘤抗原的CAR受體,隨即再回輸回病人體內,通常這一過程需要2-5周的時間,並且成功率有限。而高度難治性淋巴瘤患者,在等待CAR-T細胞的時間中,隨時有可能出現疾病進展。此外,多數病人在接受CAR-T細胞治療前都需使用放療或者化療進行淋巴耗竭預處理,因此,患者體內或許本身就不存在有功能的T細胞,這可能導致自體CAR-T細胞的生產效率低下[1]。
由於自體來源的CAR-T細胞製備耗時且造價昂貴,製備失敗的狀況頻發,因此,「現貨型」CAR-T細胞由此而生。
「現貨型」CAR-T細胞的來源與組成
FDA批准的首個CAR-T細胞產品Tisagenlecleucel,來自諾華公司,被許可用於治療兒童和年輕成人的B急性淋巴細胞白血病,每位患者的治療價格為475,000美元。Kite/ Gilead公司的抗CD19 CAR-T細胞產品Axicabtagene ciloleucel,主要用於瀰漫性大B細胞淋巴瘤,每位患者的治療價格為373000美元。而其他類型的CAR-T細胞造價也在35-50萬美元之間,該費用僅用於T細胞生產,不包括的其他方面(如患者護理),由於患者經常需要接受重症監護,因此其他方面的費用可能也十分昂貴[2]。
由此可見,自體來源的CAR-T細胞是「頂級奢侈品」,價格不亞於一輛豪華跑車,並不是普通老百姓可以享用的。如果CAR-T細胞不再需要「現配現用」以及個體化定製,那麼它的治療成本降大大降低,可進一步惠及惡性腫瘤患者,因此,有學者開始提出同種異體來源的CAR-T細胞。
「現貨型」CAR-T細胞是使用同種異體來源的T細胞製備而成的CAR-T細胞,又被稱為「現貨」(off-the-shelf)和通用型。通常情況下,是從健康的捐贈者體內收集T細胞或直接使用幹細胞來源的T細胞,進行HLA配型後,將已設計成功的CAR(如CD19 CAR)裝載至該T細胞表面。通用CAR-T細胞療法的使用可能提供簡化工程細胞製造,甚至可允許創建「現貨」產品,促進更快速和更便宜的治療。實現「現貨」概念的CAR-T細胞,理論上可以如同「藥品」一般,隨時可供使用,無需等待。
圖1: 「現貨型」CAR-T細胞的主要模式圖,與自體CAR-T細胞製備流程不同的是,需要提前敲除HLA分子[3]
圖2: 「現貨型」CAR-T細胞的製備流程[4]
因其具有明顯的優勢,「現貨」CAR-T細胞被稱為第五代CAR-T細胞療法,國內外多家企業對其進行了布局。
但同時,「現貨」CAR-T也有較高的技術壁壘,對安全性的要求更高。因此,目前國內外進入臨床開發階段的「現貨」CAR-T產品較少,下表羅列了進入臨床試驗階段的「現貨型」CAR-T細胞,其靶點和適應症依舊集中在CD19、BCMA和血液系統腫瘤。
表1: 進入臨床試驗階段的「現貨型」CAR-T細胞[2]
「現貨型」CAR-T細胞面臨的挑戰
理想很豐滿,現實很骨感。「現貨型」CAR-T細胞療法想要進行人體治療的話,面臨2個巨大的問題:
問題一,移植排斥。許多器官移植最終失敗的原因,就是因為移植之後器官和人體產生了相互排斥,從而導致最終的移植失敗,而「現貨型」CAR-T細胞由於是異體來源的細胞,則同樣也會面對對應的情況,一旦出現排斥,「現貨型」CAR-T細胞就有可能被自身的免疫細胞清除,也就無法發揮其療效。
問題二,異體來源的CAR-T細胞可能無法和自體CAR-T細胞保持同樣的持久性,達到同樣的擴增效果。CAR-T細胞僅有在人體內大量的擴增之後才可以達到很好的殺滅作用,而目前我們尚不明確宿主自身的因素對於細胞擴增的影響,因此「現貨型」CAR-T細胞是否可以有同樣的增殖效果,尚未可知。
表2: 自體來源和「現貨型」CAR-T細胞的比較[4]
移植物抗宿主病和持久性的解決方案
上述中,「現貨型」CAR-T細胞存在兩大問題:移植排斥(graft-versus-host disease, GVHD)和持久性(即免疫系統迅速清除異體細胞)。
1、移植排斥(GVHD)解決方案
採用同種異體CAR-T細胞可能導致危及生命的移植排斥。然而,我們通過HLA配型選擇供體,這可能是降低最終細胞產物異質性的關鍵因素。當使用同種「現貨型」CAR-T細胞方法治療時,需要對供體特異性抗HLA抗體(donor-specific anti-HLA anti-bodies, DSAs)進行評估。
使用UCB衍生的CAR-T細胞移植可以降低GVHD的發病率和嚴重程度。降低風險的一個理論上的解決方案,是選擇具有罕見人類白細胞抗原等位基因或不同於受體種族的供體,或者通過基因編輯消除供體細胞上的人類白細胞抗原分子。
目前,已經開發了幾種降低GVHD風險的方案:如在幹細胞來源的同種異體T細胞,使用病毒特異性記憶T細胞,使用非αβ T細胞,以及在αβ T細胞中修飾致使T細胞原有的TCR缺失。
2、持久性解決方案
採用同種異體的T細胞,可能會被宿主的免疫系統迅速清除,從而限制其發揮抗腫瘤活性。
增加持久性可通過基因編輯「現貨型」CAR-T細胞,給予更多的共刺激信號,延長淋巴細胞的持續時間,而不影響CAR-T細胞活性。或可通過多個療程的「現貨型」CAR-T細胞給藥以鞏固治療,維持足夠數量的CAR-T細胞,持續殺傷腫瘤細胞。此外,刪除同種異體CAR-T細胞的HLA I類分子,可減少免疫排異,也能提高其免疫活性的持久度。
圖3: 解決現貨型CAR-T細胞持久性的兩種方案[4]
簡而言之,細胞療法已經改變了某些血液系統惡性腫瘤的治療模式,且仍然是有望攻克癌症的療法之一。「現貨型」CAR-T細胞的開發可以很方便的用於患者治療、可以降低成本,這將大大增加療法的可及性。
參考文獻:
1. Fraietta, J.A., et al., Determinants of response and resistance to CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy of chronic lymphocytic leukemia. Nature Medicine, 2018. 24(5): p. 563-571.
2. Graham, C., et al., Allogeneic CAR-T Cells: More than Ease of Access? Cells, 2018. 7(10).
3. Qasim, W., Allogeneic CAR T cell therapies for leukemia. American Journal of Hematology, 2019. 94(S1): p. S50-S54.
4. Depil, S., et al., 'Off-the-shelf' allogeneic CAR T cells: development and challenges. Nat Rev Drug Discov, 2020. 19(3): p. 185-199.
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