Tisagenlecleucel

摘要：本文将全面解读CAR-T 细胞疗法这一癌症治疗领域的创新技术。作为一种通过基因修饰患者 T 细胞来识别和摧毁癌细胞的免疫疗法，它在血液肿瘤治疗中已取得显著成效，但在实体肿瘤领域仍面临诸多挑战。文中将详细阐述其原理、临床应用、副作用、代表药物及未来发展方向，为读者呈现这一前沿疗法的全貌。一、CAR-T 细胞疗法：癌症治疗的 "活药物"传统癌症治疗手段如化疗、放疗和手术虽有一定效果，但常伴随明显的局限性和副作用。近年来，嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法作为一种个性化癌症免疫治疗策略，逐渐成为研究热点。它通过基因工程技术，将患者自身的 T 细胞改造为能表达特定CAR 蛋白的 "超级战士"，使其具备精准识别和攻击癌细胞的能力。然而，这种疗法也面临抗原选择困难、治疗耐受性和安全性等多重挑战。肿瘤细胞可能因缺乏特定抗原或抗原表达异质性，导致 CAR-T 细胞难以准确识别；部分肿瘤细胞还会通过下调抗原表达或增强免疫抑制因子活性来抵抗 CAR-T 细胞的攻击；此外，治疗过程中可能引发的细胞因子释放综合征（CRS） 等不良反应，也对患者安全构成威胁。二、CAR-T 细胞的结构：精准识别的分子基础CAR-T 细胞的核心在于其表面表达的CAR 蛋白，它由外部识别区域和内部信号区域两大部分组成（图 1）。外部识别区域通常是一个单链抗体（scFv），能够高度特异性地识别肿瘤细胞表面的抗原；内部信号区域则包含激活 T 细胞所需的信号模块，如常见的CD3ζ 结构域，以及用于增强 T 细胞激活和增殖的共刺激因子域（如 CD28、4-1BB 等）。CAR 的发展历经四代演变（图 1）：第一代 CAR 仅包含抗原识别域和 CD3ζ 信号域，功能较为基础；第二代 CAR 增加了一个共刺激因子域，显著提升了 T 细胞的激活和存活能力；第三代 CAR 进一步增加共刺激因子域的数量；第四代 CAR 则引入了刺激分泌系统，可在识别抗原后分泌细胞因子（如 IL-12、IL-18），进一步增强免疫反应。这些结构优化旨在提高 CAR-T 细胞的持久性、杀伤能力和抗原识别特异性，同时降低脱靶毒性。三、CAR-T 细胞的杀癌机制：多管齐下的精准打击CAR-T 细胞发挥作用的关键始于对肿瘤抗原的精准识别。它通过表面的 scFv 与肿瘤细胞表面的肿瘤特异性抗原或肿瘤相关抗原结合，触发 CD3ζ 等信号域的激活，启动细胞内信号级联反应。激活后的 CAR-T 细胞通过三种主要机制杀伤肿瘤细胞：直接细胞毒作用：释放穿孔素和颗粒酶等细胞毒素，直接导致肿瘤细胞裂解和凋亡。细胞因子释放：分泌干扰素 γ、肿瘤坏死因子 α 等细胞因子，进一步激活免疫细胞并引发炎症反应，增强抗肿瘤效应。免疫细胞联盟：招募自然杀伤（NK）细胞、巨噬细胞等其他免疫细胞，形成协同攻击肿瘤的免疫联盟。这种多机制协同作用，使 CAR-T 细胞能够高效地识别和清除表达特定抗原的肿瘤细胞。四、CAR-T 细胞治疗流程：个性化定制的 "活药" 生产CAR-T 细胞疗法的实施需经过一系列严谨的步骤：患者筛选：评估患者的疾病类型、分期、身体状况和免疫系统功能，确定是否适合接受治疗。T 细胞采集与改造：通过外周血采集获取患者 T 细胞，利用病毒载体或非病毒转染技术将 CAR 基因导入 T 细胞，并在体外进行扩增培养。预处理：患者需接受淋巴耗竭治疗（如化疗或放疗），以减少体内竞争性免疫细胞，为 CAR-T 细胞创造有利的生存环境；部分患者还需接受桥接治疗，以控制肿瘤进展直至 CAR-T 细胞制备完成。细胞回输与监测：将扩增好的 CAR-T 细胞通过静脉输注回患者体内，随后密切监测不良反应、肿瘤反应以及 CAR-T 细胞在体内的活性和存活情况。然而，这一过程面临诸多技术挑战，如 T 细胞采集质量不稳定、细胞培养过程中可能出现的污染或损伤、以及制备周期较长导致的治疗延迟等，这些都可能影响最终的治疗效果。五、临床应用：血液肿瘤显成效，实体肿瘤待突破（一）血液肿瘤治疗的显著进展CAR-T 细胞疗法在血液肿瘤治疗中已展现出令人瞩目的疗效。以靶向 CD19 抗原的 CAR-T 细胞为例，它在治疗复发 / 难治性 B 细胞非霍奇金淋巴瘤（B-NHL）和 B 细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）中表现突出：约 40-60% 的 B-NHL 患者在接受治疗后获得持久缓解，B-ALL 患者的持久缓解或完全缓解率更是高达 80-90%。此外，针对多发性骨髓瘤的抗 BCMA CAR-T 细胞疗法（如 ide-cel 和 cilta-cel）也已获 FDA 批准，为患者提供了新的治疗选择。（二）实体肿瘤治疗的探索与挑战在实体肿瘤领域，CAR-T 细胞疗法仍处于探索阶段。尽管针对神经母细胞瘤（GD2 抗原）、前列腺癌（PSMA 抗原）等的 CAR-T 细胞在临床试验中显示出一定疗效，但面临着抗原异质性、肿瘤微环境抑制等严峻挑战。实体肿瘤复杂的微环境中存在多种免疫抑制因子和细胞，如调节性 T 细胞、髓系抑制细胞等，这些都可能抑制 CAR-T 细胞的浸润和活性，导致治疗效果受限。六、治疗风险与挑战：疗效与安全的平衡（一）主要副作用细胞因子释放综合征（CRS）：这是 CAR-T 治疗最常见的副作用，发生率约 20-50%。CAR-T 细胞大量杀伤肿瘤细胞时释放大量细胞因子，引发全身炎症反应，轻度表现为发热、头痛，重度可导致低血压、呼吸窘迫甚至器官功能衰竭。神经毒性：部分患者可能出现头痛、意识障碍等神经系统症状，其发生机制与血脑屏障通透性改变和炎症因子影响有关。血液系统毒性：包括贫血、血小板减少和白细胞减少，可能与淋巴耗竭治疗和 CAR-T 细胞的持续增殖有关。"脱靶效应"：CAR-T 细胞攻击表达靶抗原的正常组织细胞，引发相应的毒性反应。（二）疗效相关挑战除副作用外，CAR-T 疗法还面临抗原丢失、低抗原密度和持续性信号传导等问题。肿瘤细胞可能通过丢失靶抗原逃避 CAR-T 细胞的识别；靶抗原密度过低会影响 CAR-T 细胞的有效识别；而持续性信号传导可能导致 CAR-T 细胞过早耗竭或引发不必要的炎症反应。七、代表药物与剂量策略：精准治疗的关键目前，多款 CAR-T 细胞疗法药物已获批或进入临床关键阶段（表 1）。例如，Tisagenlecleucel 和 Axicabtagene ciloleucel 已获 FDA 批准用于治疗复发 / 难治性 B-NHL；Tecartus 用于治疗复发 / 难治性 B-ALL；Breyanzi 则针对成人复发 / 难治性大 B 细胞淋巴瘤。药物的剂量和分次给药策略对疗效和安全性至关重要。研究表明，抗 CD19 CAR-T 细胞的最佳剂量为 50-100 百万细胞 / 公斤体重，抗 BCMA CAR-T 细胞则需更高剂量（>100 百万细胞 / 公斤体重）。采用剂量分次策略，将药物分 2-3 天输注，可在不影响疗效的前提下，显著降低 CRS 和神经毒性的发生风险，尤其适用于高肿瘤负荷患者。八、未来展望：技术创新驱动疗法升级未来 CAR-T 细胞疗法的发展将围绕以下方向展开：结构优化：开发可调节的开关系统，实现 CAR-T 细胞活性的精准调控；设计双特异性 CAR，同时识别多个肿瘤抗原，克服抗原丢失问题；利用基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9）增强 CAR-T 细胞的功能和持久性。拓展应用：探索 CAR-T 疗法在更多类型癌症（如实体肿瘤）、自身免疫性疾病和感染性疾病中的应用；开发CAR-NK 细胞疗法，利用自然杀伤细胞的抗肿瘤特性，降低 CRS 风险。微环境调控：针对肿瘤微环境的免疫抑制特性，开发能增强 CAR-T 细胞在微环境中存活和功能的策略，如表达特定受体或抗体中和抑制因子。"现货型" 疗法：研发通用型、可大规模生产的异体 CAR-T 细胞，解决个体化生产的高成本和长周期问题。随着技术的不断创新，CAR-T 细胞疗法有望在未来成为癌症治疗的重要支柱，并为个体化免疫治疗开辟新的思路和策略。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

接受CAR-T治疗的患者，体内的T细胞会被采集并改造成靶向肿瘤的细胞，而被重新回输体内。这种方法在一些血液瘤中已经取得了令人瞩目的疗效，但其高昂的价格、技术难度和较长的生产周期使许多患者无法企及，这促使科研人员探索在体内产生CAR-T细胞的方法，希望细胞治疗这种昂贵的癌症疗法能在未来变得更易获得。在备受期待的研究中，澳大利亚的癌症患者将很快接受一种新型细胞疗法，旨在将他们自己的免疫细胞转化为大量抗癌战士。这项试验由Interius Biotherapeutics公司领衔，将首次测试被称为体内CAR-T疗法的技术。目前已获得澳大利亚治疗用品管理局（TGA）的人类研究伦理委员会（HREC）批准和临床试验通知（CTN）许可，以进行其在研体内CAR-T疗法INT2104的临床1期试验，用以治疗B细胞恶性肿瘤。研究人员一直希望这种方法能够提供一种更便宜、更安全、更可扩展的细胞疗法版本，这种疗法已经治愈了一些血癌患者，但对许多人来说仍然遥不可及。Interius计划在2024年第四季度开始试验，并有望在2025年第一季度实现关键里程碑。根据行业媒体STAT报道，INT2104是首个进入人体临床试验的体内CAR-T疗法。Interius即将进行的1期试验INVISE将评估单次INT2104输注在难治性/复发性B细胞恶性肿瘤成人患者中的安全性。这项全球性的试验采用两部分、多中心、开放标签、单剂量设计，剂量递增部分旨在确定试验和未来研究中使用的INT2104剂量。▲INT2104在临床前模型中展现积极肿瘤消除效果（图片来源：参考资料[2]）临床前实验结果显示，在系统性淋巴瘤小鼠模型中，单次静脉输注广泛剂量范围的INT2104可实现肿瘤完全消除。该公司专有病毒载体能够在小鼠体内直接生成特异性杀伤恶性B细胞的CAR-T细胞和CAR-NK细胞。在未进行化疗预处理的非人灵长类动物中，单次载体输注后观察到显著的B细胞耗竭且没有观察到药物毒性，其中一只动物的B细胞耗竭效果已持续超过6个月。▲INT2104设计示意图（图片来源：参考资料[2]）INT2104是一种在研慢病毒载体基因疗法，设计靶向CD7阳性的T细胞和NK细胞，并传递CAR转基因，以在体内生成效应CAR-T和CAR-NK细胞。这些CAR细胞靶向CD20阳性B细胞，用于治疗B细胞恶性肿瘤。与体外CAR-T疗法不同，INT2104是一种现货型的单剂量疗法，可通过静脉输注系统性给药，患者无需进行淋巴清除，治疗时不需要任何特殊设备或人员培训。传统的CAR-T细胞疗法通过从患者体内提取T细胞，在实验室中进行基因改造，然后再输回患者体内。这一过程既昂贵又复杂。然而，体内CAR-T疗法的目标是直接在患者体内进行基因改造，简化整个治疗流程。这不仅能大幅降低成本，还能减少与细胞提取和培养相关的风险和时间。这种新方法如果成功，将极大地改变癌症治疗的现状，使更多患者受益。研究团队充满信心，希望通过此次临床试验验证其安全性和有效性，为癌症治疗开辟新的道路。什么是体内细胞疗法，它是如何工作的?构建CAR-T疗法是一项精细而费力的工作。医生必须首先抽出病人的白细胞，然后将其冷冻并运送到实验室。在那里，科学家们通过添加一种新的受体基因来改变T细胞，这种受体被称为嵌合抗原受体(CAR)，它可以帮助T细胞抓住癌细胞表面的蛋白质。这些经过强化的T细胞被多次增殖、冷冻，并在整个过程开始后大约两到三周重新注入患者体内。例如，在Kymriah中，T细胞被修饰以锁定一种名为CD19的蛋白质，这种蛋白质在白血病和淋巴瘤的癌性B细胞上表达。相比之下，像Bristol Myers Squibb的Abecma这样的多发性骨髓瘤细胞疗法是由寻找一种叫做BCMA的蛋白质的T细胞猎人组成的。一旦注入这些经过改造的CAR-T细胞，它们就会寻找并摧毁表达目标蛋白的癌细胞，有时会引发强烈的免疫反应，甚至危及生命。由于大部分工作都是在实验室进行的，CAR-T被认为是一种“体外”或体外手术。对于体内细胞疗法，公司的目标是在基因编辑和信使RNA等技术的帮助下，修改体内的免疫细胞。June的创业公司Capstan正在使用类似于COVID-19疫苗的mRNA技术来教T细胞识别患病细胞。它的创始人证明，填充在脂质纳米颗粒脂肪球中的mRNA被老鼠的心脏细胞吸收，在那里它们被翻译成新的表面蛋白质，帮助修复受损的组织。与此同时，Umoja生物制药公司正在使用慢病毒来传递旨在帮助人体制造自身CAR-T细胞的基因。其他初创公司也在转向体内细胞工程。Ensoma正在切割腺病毒的病毒基因组，并利用它将基因编辑指令携带到体内。与此同时，Vector BioPharma使用病毒样颗粒将遗传物质转移到体内。这两种方法都可以用于治疗遗传性疾病。这些方法都有风险。例如，合成mRNA可以引发免疫反应，虽然对疫苗有帮助，但作为治疗可能是有害的。腺病毒有一个曲折的过去，很久以前一直是基因治疗实验中安全问题的来源。慢病毒可能会错误地引发致癌突变，美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)在对两种蓝鸟生物基因疗法的审查中指出了这一风险，这也是它们主要参与严格控制的离体过程的原因。与现有的治疗方法相比，体内细胞治疗有什么优势?CAR-T疗法的产生需要数周时间。在患者等待期间，他们的病情可能会恶化，或者他们可能变得太虚弱而无法接受治疗。他们还需要“调理”化疗方案来为治疗做准备，并在治疗后进行数周的监测，以防止潜在的严重副作用。这些障碍使得CAR-T成为一种昂贵的治疗方法，主要在专门的中心提供，而生活在农村地区或较贫穷国家的人们则很难获得这种治疗。它们还影响了其他针对镰状细胞病和地中海贫血等遗传性疾病的“体外”基因治疗的商业前景，这些疾病的制造过程也同样复杂。通过输液输送的“体内”溶液可以更快、成本更低。体内技术也可以为涉及供体细胞的“现成”疗法提供另一种选择，后者本身就存在安全性和有效性问题。它们可能会消除对化疗调理方案的需要。一些致力于体内疗法的公司旨在克服依赖腺相关病毒(aav)递送基因货物的基因疗法的局限性。虽然aav被广泛使用，但它们提供的治疗效果可能会在频繁分裂的细胞中减弱。它们也只能携带少量的遗传物质，有时会成为人体防御系统的目标。哪些公司正在研究体内细胞疗法?自去年以来，至少出现了五家初创公司，它们声称拥有能够生产体内细胞疗法的技术。Umoja Bio（慢病毒载体）美国公司Umoja创始人是Andrew M. Scharenberg博士，也是MPM Capital的执行合伙人。他最近从西雅图儿童医院的主治医生、儿科教授、西雅图华盛顿医学院的免疫学副教授职位上退休。在创立Umoja之前，Andrew在西雅图儿童研究所共同指导细胞和基因治疗项目，致力于将细胞和基因疗法用于遗传性免疫和血液疾病的治疗。这项工作导致了一项工程调节性t细胞治疗炎症性疾病的项目的发展，该项目最初与Casebia Therapeutics合作，后来成为GentiBio的基础技术。此前，他是Cellectis Therapeutics的首席科学官，在那里他发起了异体CAR - t细胞平台的开发，这是Allogene的基础技术，Casebia Therapeutics的首席科学官，Pregenen Inc.的联合创始人。一家基因编辑和细胞信号技术公司，2014年被蓝鸟生物收购。他目前担任Alpine Immune Sciences、Generation Bio和geni Bio的科学咨询委员会主席。Andrew在北卡罗来纳大学医学院获得医学博士学位，然后在北卡罗来纳大学儿童医院完成住院医师实习期，并在NIH和贝斯以色列医院的实验病理部门获得免疫学奖学金。安德鲁在2002年获得了美国儿科协会/儿科研究协会国家青年研究员奖。他是美国临床研究协会和美国儿科协会的成员。Umoja由MPM Capital和DCVC Bio赞助，由西雅图儿童研究所和普渡大学的科学研究人员组成。自那以来，该公司已筹集了2.6亿美元，并于去年5月将其首个候选药物投入临床试验。Ensoma（慢病毒载体）Ensoma于2021年2月正式启动，与武田达成超过10亿美元的研发合作，探索非病毒载体递送基因疗法的技术。该公司由Emile Nuwaysir运营，他是拜耳于2019年收购的细胞疗法初创公司Bluerock Therapeutics的前首席执行官。Ensoma通过使用其Engenious™载体开拓下一代体内方法，扩大基因组医学的治疗能力。Ensoma的载体涉及用于提供多种基因修饰技术，无需收集干细胞或事先进行清髓处理（例如化学疗法）。因此，Ensoma的疗法可以以单次注射的形式在多种环境中使用，包括门诊和可能无法使用先进医疗系统的环境。Ensoma公司的目标是设计全新的基因疗法载体，它能够装载长达35 kb的DNA，显著高于目前AAV载体的容量，而且不包含任何病毒基因，最小化人体的免疫反应。这一技术平台可以通过一次性治疗，精准修改造血干细胞或免疫细胞，治疗多种单基因疾病。在去年的美国基因和细胞疗法协会年会上，该公司的研究人员显示在动物模型中，使用其独有的载体，可以通过一次注射，对携带镰刀型细胞贫血症基因突变的动物进行碱基编辑，编辑频率达到60%，可以将50%的镰刀型血红蛋白转换为正常的血红蛋白。Interius（慢病毒载体）2021年5月，Interius BioTherapeutics获得了Cormorant Asset Management以及包括贝恩资本(Bain Capital)和辉瑞风险投资部门在内的其他公司的7600万美元投资。该公司基于宾夕法尼亚大学内科科学家萨尔·吉尔(Saar Gill)的研究，由菲尔·约翰逊(Phil Johnson)领导，他曾是费城儿童医院的首席科学官。Interius BioTherapeutics公司的最初目标是在体内直接生成CAR-T细胞疗法。该公司设计的慢病毒载体通过对病毒衣壳的基因工程改造，赋予了它们只转染T细胞的能力。目前，该公司设计的病毒载体在体外实验中能够以超过99.9%的特异性转染靶标细胞。Vector BioPharmaVector BioPharma于8月成立，获得了Versant Ventures的3000万美元投资，技术是从苏黎世大学蛋白质工程专家Andreas Pluckthun的实验室中剥离出来的。一个月后，在五家制药公司的支持下，由June、CAR-T创新者Bruce Levine以及mRNA先驱Drew Weissman和Hamideh Parhiz共同创立的Capstan悄然问世。Sana Biotechnology （融合素技术）Sana由Steve Harr博士2020年创立的，在创立Sana之前，Steve曾担任Juno Therapeutics的首席财务官，直到2018年初Juno被Celgene收购。他曾担任Loxo Oncology的董事。他也是药明巨诺的联合创始人。Steve在圣十字学院获得经济学学士学位，在约翰霍普金斯大学医学院获得医学博士学位。他曾是加州大学旧金山分校的内科住院医师，并在哈佛医学院和马萨诸塞州总医院进行研究。Sana的技术路线是利用Fusogen融合素来实现体内T细胞的CAR的基因插入或者肝细胞的基因修饰。对于T细胞，靶向CD8的fusogens显示出细胞特异性的选择性和高效的体外和体内基因转导，导致明显的剂量依赖性体内肿瘤根除。对肝细胞而言，肝细胞靶向fusogens在工程细胞系和人肝细胞中都表现出对肝细胞表面蛋白的特异性和高效的转导。融合素靶向载体在体内高效和细胞特异性传递基因的潜力可以为未来多种疾病的基因治疗打开新途径。上市的生物技术公司Sana Biotechnology也在研究体内细胞疗法。与此同时，诺华公司正在开发一种CAR-T制造工艺，该工艺可以最大限度地减少在体外完成的工作量，使经过修饰的细胞在患者体内而不是在实验室中繁殖。参考资料：[1] Interius BioTherapeutics Receives HREC Approval and CTN Clearance from the TGA to Commence a Phase 1 Clinical Trial for Its First-in-Class In Vivo CAR Therapeutic for B Cell Malignancies. Retrieved July 9, 2024 from https://interiusbio.com/2024/07/interius-biotherapeutics-receives-hrec-approval-and-ctn-clearance-from-the-tga-to-commence-a-phase-1-clinical-trial-for-its-first-in-class-in-vivo-car-therapeutic-for-b-cell-malignancies-will-initiate/[2] Targeted in vivo Generation of CAR T and NK Cells Utilizing an Engineered Lentiviral Vector Platform. Retrieved July 9, 2024 from https://interiusbio.com/2023/06/targeted-in-vivo-generation-of-car-t-and-nk-cells-utilizing-an-engineered-lentiviral-vector-platform/[3] A faster, simpler, cheaper cancer cell therapy is about to be tested in humans. Retrieved July 9, 2024 from https://www.statnews.com/2024/07/09/interius-in-vivo-car-t-cancer/[4] Interius BioTherapeutics Highlights Strong Preclinical Data Supporting In Vivo Chimeric Antigen Receptor (CAR) Vector Evaluation in Clinic. Retrieved July 9, 2024 from https://interiusbio.com/2023/06/interius-biotherapeutics-highlights-strong-preclinical-data-supporting-in-vivo-chimeric-antigen-receptor-car-vector-evaluation-in-clinic/识别微信二维码，可添加药时空小编请注明：姓名+研究方向！