細(xì)胞治療研究現(xiàn)狀
一、細(xì)胞治療概述
細(xì)胞治療(Cell therapy)是指將正?;蛏锕こ谈脑爝^的人體細(xì)胞移植或輸入患者體內(nèi),新輸入的細(xì)胞可以代替受損細(xì)胞,或具有更強(qiáng)的免疫殺傷能力,從而達(dá)到治療疾病的目的。按細(xì)胞種類可以分為干細(xì)胞治療和免疫細(xì)胞治療。用于臨床治療的干細(xì)胞種類主要有骨髓干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞、胰島干細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等。干細(xì)胞治療是利用人體干細(xì)胞的分化和修復(fù)原理,把健康的干細(xì)胞移植到病人體內(nèi),以達(dá)到修復(fù)病變細(xì)胞或重建功能正常的細(xì)胞和組織的目的。免疫細(xì)胞治療是采集人體的免疫細(xì)胞,經(jīng)過體外培養(yǎng),使其數(shù)量成千倍增多,或者對免疫細(xì)胞進(jìn)行改造,使其成為靶向性殺傷功能增強(qiáng)的細(xì)胞,然后再回輸?shù)饺梭w來殺滅血液及組織中的病原體、癌細(xì)胞、突變的細(xì)胞,打破免疫耐受,激活和增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力。
二、免疫細(xì)胞治療
免疫細(xì)胞治療按照改造的免疫細(xì)胞類型的不同可分為以下幾種:
(1)嵌合抗原受體T細(xì)胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T):細(xì)胞免疫療法中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的一個(gè)分支。這項(xiàng)最新技術(shù)迅速改變了血液系統(tǒng)惡性腫瘤的格局,并且占據(jù)目前正在開發(fā)或市場上細(xì)胞療法的一半以上[1, 2]。CAR-T,是指通過基因修飾技術(shù),將帶有特異性抗原識別結(jié)構(gòu)域及T細(xì)胞激活信號的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入T細(xì)胞,使T細(xì)胞直接與腫瘤表面的特異性抗原結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向治療,是極具前景的腫瘤治療手段[3]。目前的主流技術(shù)是第二代CAR,在一代的基礎(chǔ)上,在胞內(nèi)添加了一個(gè)來自共刺激分子CD28或者CD137(4-1BB)的免疫受體酪氨酸激活基序(immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM)區(qū),因此第二代CAR的活化能力與殺傷活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于一代,同時(shí)也在臨床治療中展現(xiàn)了較好的治療效果。三、四代CAR都在開發(fā)中,目前都屬于臨床前研究階段,其療效值得期待[4]。盡管CAR-T細(xì)胞在治療B細(xì)胞白血病和淋巴瘤方面表現(xiàn)出良好的效果,目前有6款CAR-T藥物被美國食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)上市,有3款CAR-T產(chǎn)品被國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市;盡管CAR-T細(xì)胞藥物在血液瘤中展示出極大優(yōu)勢,但也有其自身的局限性,主要表現(xiàn)為實(shí)體瘤治療效果不佳、治療后的耐藥復(fù)發(fā)以及部分患者的副反應(yīng)。研究人員也在致力于尋找新型靶抗原、優(yōu)化CAR結(jié)構(gòu)以及將CAR-T與其他治療手段聯(lián)合應(yīng)用來進(jìn)一步提高其療效。
(2)CAR-NK:Natural Killer(NK)細(xì)胞是機(jī)體固有免疫的重要組成部分,相較于T細(xì)胞,NK細(xì)胞在CAR的應(yīng)用方面優(yōu)點(diǎn)很多。異體NK細(xì)胞不會(huì)引起移植物抗宿主?。℅VHD);NK細(xì)胞治療不分泌炎癥因子(IL-1、IL-6),幾乎不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放綜合癥的發(fā)生;NK細(xì)胞具備更多的腫瘤殺傷途徑,如執(zhí)行細(xì)胞脫粒、激活凋亡途徑和介導(dǎo)抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性功能(ADCC);異體NK細(xì)胞來源廣泛,包括外周血、臍帶血、NK細(xì)胞株(NK92)與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC-NK)等;NK細(xì)胞在體內(nèi)存活周期短,不同于CAR-T細(xì)胞滯留期長易產(chǎn)生副作用攻擊患者自身細(xì)胞;對實(shí)體腫瘤治療具有明顯優(yōu)勢,因?yàn)閷?shí)體腫瘤對非修飾的NK細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出不同程度的耐受性,但卻對抗原依賴型的NK細(xì)胞敏感。以上優(yōu)勢使得CAR-NK在腫瘤免疫治療中具有巨大潛力與廣闊前景[5]。
(3)CAR-NKT:Natural Killer-T(NKT)細(xì)胞是先天性T淋巴細(xì)胞,與NK細(xì)胞不同的是,NKT細(xì)胞的靶點(diǎn)識別受到CD1d限制,類似于T細(xì)胞識別靶點(diǎn)受HLA限制。盡管大多數(shù)腫瘤為CD1d陰性,不能被NKT細(xì)胞直接靶向,但NKT細(xì)胞可響應(yīng)腫瘤來源的趨化因子,遷移到腫瘤部位,在一些類型的腫瘤中,NKT細(xì)胞在原發(fā)性腫瘤中的存在與良好的預(yù)后相關(guān)。在腫瘤內(nèi),腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞刺激血管生成,促進(jìn)腫瘤生長和侵襲,并介導(dǎo)免疫抑制,NKT細(xì)胞能夠殺傷這類細(xì)胞。此外,NKT細(xì)胞激活可間接促進(jìn)NK細(xì)胞和T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng)。雖然NKT細(xì)胞在血液中的含量較少,但是基于NKT細(xì)胞以上優(yōu)勢,使其在癌癥細(xì)胞治療的開發(fā)中極具潛力[6]。在公布的CAR-NKT治療神經(jīng)母細(xì)胞瘤的1期臨床中期數(shù)據(jù)中,接受該療法的3名患者,有1人獲得客觀緩解,并且骨轉(zhuǎn)移病灶消退[7]。
(4)CAR-M:在腫瘤微環(huán)境中,巨噬細(xì)胞(macrophage)是浸潤率最高的天然免疫細(xì)胞,并且與腫瘤微環(huán)境中的幾乎所有細(xì)胞成分(包括腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞如T細(xì)胞、NK細(xì)胞、DC和其他常駐非免疫細(xì)胞)存在相互作用[8]。以上特性,使得研究人員對于CAR-M的開發(fā)也產(chǎn)生了極大的興趣。巨噬細(xì)胞通常是最先被實(shí)體瘤吸收的免疫細(xì)胞,CAR能夠幫助巨噬細(xì)胞準(zhǔn)確識別腫瘤細(xì)胞,避免被吸收的命運(yùn),而且反過來吞噬腫瘤細(xì)胞。CAR-M還可以將癌細(xì)胞抗原碎片呈遞給T細(xì)胞,激活T細(xì)胞,促進(jìn)抗癌免疫[9]。目前CAR-M的臨床試驗(yàn)仍處于研發(fā)階段,尚未有結(jié)果報(bào)告。
(5)T細(xì)胞受體T細(xì)胞(T cell receptor-T,TCR-T):TCR-T細(xì)胞療法將體外篩選出的腫瘤抗原特異性TCR基因經(jīng)過基因工程手段導(dǎo)入離體T細(xì)胞中,通過給患者輸注攜帶外源性TCR基因的TCR-T細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)機(jī)體抗腫瘤免疫重建,從而達(dá)到腫瘤治療目的。與CAR-T細(xì)胞治療相比,TCR-T細(xì)胞治療具有一定的獨(dú)特性。首先,TCR能夠募集T細(xì)胞中天然存在的CD3亞基產(chǎn)生免疫應(yīng)答,CAR胞內(nèi)激活一般依賴于CD3ζ的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域,有3個(gè)ITAM,而TCR/CD3復(fù)合物的胞內(nèi)受體結(jié)構(gòu)域有10個(gè)ITAM[10]。其次,TCR-T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間形成免疫突觸能夠募集多種分子產(chǎn)生協(xié)同作用。第三,TCR-T細(xì)胞對抗原的敏感性高于CAR-T細(xì)胞。由于TCR-T細(xì)胞療法具有靶向腫瘤胞內(nèi)抗原的獨(dú)特優(yōu)勢,成為了實(shí)體瘤治療的重要潛在手段。
三、病毒載體的選擇
細(xì)胞治療的關(guān)鍵是基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體的設(shè)計(jì)。病毒具有傳送其基因組進(jìn)入受體細(xì)胞進(jìn)行感染的功能,因此可作為遞送載體將目的基因帶入目標(biāo)細(xì)胞。常見的病毒載體包括逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、慢病毒載體、腺病毒載體、腺相關(guān)病毒和非病毒載體等,其中在細(xì)胞治療中以逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、慢病毒載體的使用最為廣泛。慢病毒載體是一種單鏈RNA病毒,可以將外源片段隨機(jī)插入宿主細(xì)胞的基因組,慢病毒載體具有瞬時(shí)轉(zhuǎn)染包裝周期短,能夠感染分裂期和非分裂期細(xì)胞等優(yōu)點(diǎn)。逆轉(zhuǎn)錄病毒載體是一種有包膜的球形病毒,也是以RNA的形式攜帶其遺傳物質(zhì),并隨機(jī)整合到宿主細(xì)胞的基因組中,可以感染分裂期細(xì)胞,能夠攜帶較大的基因片段,且感染T細(xì)胞、NK等細(xì)胞效率高。在工業(yè)化生產(chǎn)方面,慢病毒載體采用瞬時(shí)包裝系統(tǒng)、質(zhì)粒用量大、純化過程復(fù)雜、病毒載體滴度較低(需要復(fù)雜的純化濃縮),而逆病毒載體工業(yè)化生產(chǎn)可制備穩(wěn)定的產(chǎn)毒細(xì)胞系、質(zhì)粒用量少、雜質(zhì)含量低、病毒載體滴度高。由于上述優(yōu)勢,全球范圍內(nèi),目前在細(xì)胞基因治療領(lǐng)域使用逆病毒載體的研發(fā)管線數(shù)量已經(jīng)大幅度超過使用慢病毒載體的研發(fā)管線數(shù)量。中國當(dāng)前各類研發(fā)管線以運(yùn)用慢病毒載體為主,預(yù)計(jì)未來逆病毒載體在中國也將被普遍運(yùn)用[11, 12]。
目前全球上市了9款CAR-T產(chǎn)品,其中6款是運(yùn)用慢病毒載體技術(shù),3款運(yùn)用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)
產(chǎn)品 |
靶標(biāo) |
上市年份 |
公司 |
載體 |
Kymriah |
CD19;淋巴瘤 |
2017.08.30 |
諾華 |
|
Yescarta |
CD19;淋巴瘤 |
2017.10.18 |
Kite |
γ逆轉(zhuǎn)錄病毒 |
Tecartus |
CD19;淋巴瘤、白血病 |
2020.07 |
Kite |
逆轉(zhuǎn)錄病毒 |
Breyanzi |
CD19;淋巴瘤 |
2021.02.05 |
Juno Therapeutics |
|
Abecma |
BCMA;骨髓瘤 |
2021.03 |
BMS/藍(lán)鳥生物 |
|
阿基倫賽注射液(奕凱達(dá)) |
CD19;淋巴瘤 |
2021.06 |
復(fù)星凱特(引進(jìn)Yescarta) |
γ逆轉(zhuǎn)錄病毒 |
瑞基奧侖賽注射液(倍諾達(dá)) |
CD19;淋巴瘤 |
2021.09.03 |
藥明巨諾 |
|
Carvykti(西達(dá)基奧侖賽) |
BCMA;骨髓瘤 |
2022.02(FDA) |
南京傳奇生物 |
|
伊基奧侖賽注射液(??商K) |
B細(xì)胞成熟抗原(BCMA);骨髓瘤 |
2023.06.30 |
馴鹿生物/ |
四、小結(jié)
隨著CAR-T細(xì)胞治療的上市與應(yīng)用,免疫細(xì)胞治療依靠著其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸在腫瘤治療中發(fā)揮出不可替代的作用。CAR-NK細(xì)胞療法可以克服CAR-T的一些局限,例如移植物抗宿主病和細(xì)胞因子釋放綜合癥等。CAR-NK療法由于其毒性降低和易制備通用型產(chǎn)品等優(yōu)勢,是細(xì)胞產(chǎn)品的后起之秀。CAR-M細(xì)胞療法通過結(jié)合先天免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng),從而對腫瘤發(fā)起多管齊下的攻擊[13]。同時(shí),TCR-T細(xì)胞療法已經(jīng)在實(shí)體瘤中顯示出非常令人鼓舞的結(jié)果[14]。綜上,免疫細(xì)胞治療作為腫瘤治療的熱門領(lǐng)域,彰顯出巨大潛力與光明前景,有望為更多的腫瘤患者帶來福音。
參考文獻(xiàn)
1. Yu J, Upadhaya S, Tatake R, Barkalow F, Hubbard-Lucey V. Cancer cell therapies: the clinical trial landscape. Nature reviews Drug discovery 2020, 19(9): 583-584.doi.org/10.1038/d41573-020-00099-9
2. Park J, Geyer M, Brentjens R. CD19-targeted CAR T-cell therapeutics for hematologic malignancies: interpreting clinical outcomes to date. Blood 2016, 127(26): 3312-3320.doi.org/10.1182/blood-2016-02-629063
3. Lu J, Jiang G. The journey of CAR-T therapy in hematological malignancies. Molecular cancer 2022, 21(1): 194.doi.org/10.1186/s12943-022-01663-0
4. Cappell K, Kochenderfer J. A comparison of chimeric antigen receptors containing CD28 versus 4-1BB costimulatory domains. Nature reviews Clinical oncology 2021, 18(11): 715-727.doi.org/10.1038/s41571-021-00530-z
5. Valeri A, García-Ortiz A, Castellano E, Córdoba L, Maroto-Martín E, Encinas J, et al. Overcoming tumor resistance mechanisms in CAR-NK cell therapy. Frontiers in immunology 2022, 13: 953849.doi.org/10.3389/fimmu.2022.953849
6. Nelson A, Lukacs J, Johnston B. The Current Landscape of NKT Cell Immunotherapy and the Hills Ahead. Cancers 2021, 13(20).doi.org/10.3390/cancers13205174
7. Heczey A, Courtney A, Montalbano A, Robinson S, Liu K, Li M, et al. Anti-GD2 CAR-NKT cells in patients with relapsed or refractory neuroblastoma: an interim analysis. Nature medicine 2020, 26(11): 1686-1690.doi.org/10.1038/s41591-020-1074-2
8. Chen Y, Yu Z, Tan X, Jiang H, Xu Z, Fang Y, et al. CAR-macrophage: A new immunotherapy candidate against solid tumors. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie 2021, 139: 111605.doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111605
9. Klichinsky M, Ruella M, Shestova O, Lu X, Best A, Zeeman M, et al. Human chimeric antigen receptor macrophages for cancer immunotherapy. Nature biotechnology 2020, 38(8): 947-953.doi.org/10.1038/s41587-020-0462-y
10. Zhao Q, Jiang Y, Xiang S, Kaboli P, Shen J, Zhao Y, et al. Engineered TCR-T Cell Immunotherapy in Anticancer Precision Medicine: Pros and Cons. Frontiers in immunology 2021, 12: 658753.doi.org/10.3389/fimmu.2021.658753
11. Ferreira M, Cabral E, Coroadinha A. Progress and Perspectives in the Development of Lentiviral Vector Producer Cells. Biotechnology journal 2021, 16(1): e2000017.doi.org/10.1002/biot.202000017
12. Wu X, He X, Liu F, Jiang X, Wang P, Zhang J, et al. ex vivoDevelopment and clinical translation of gene therapy. Computational and structural biotechnology journal 2022, 20: 2986-3003.doi.org/10.1016/j.csbj.2022.06.015
13. Maalej K, Merhi M, Inchakalody V, Mestiri S, Alam M, Maccalli C, et al. CAR-cell therapy in the era of solid tumor treatment: current challenges and emerging therapeutic advances. Molecular cancer 2023, 22(1): 20.doi.org/10.1186/s12943-023-01723-z
14. Baulu E, Gardet C, Chuvin N, Depil S. TCR-engineered T cell therapy in solid tumors: State of the art and perspectives. Science advances 2023, 9(7): eadf3700.doi.org/10.1126/sciadv.adf3700
免責(zé)聲明:深圳細(xì)胞谷致力于研究細(xì)胞與基因療法,為推動(dòng)新興技術(shù),讓更多人了解生物醫(yī)藥新發(fā)展。本文內(nèi)容僅作信息交流使用,本平臺(tái)對文中內(nèi)容、陳述、觀點(diǎn)判斷保持中立,不代表深圳細(xì)胞谷立場和觀點(diǎn)。本文相關(guān)信息不得用作診斷或治療,不能代替專業(yè)醫(yī)學(xué)意見,本公司網(wǎng)站將不承擔(dān)任何責(zé)任。以上聲明內(nèi)容的最終解釋權(quán)歸本公司網(wǎng)站所有,本聲明將適用本公司網(wǎng)站所有時(shí)間分享的文章,謝謝合作! 版權(quán)說明:文章版權(quán)歸深圳細(xì)胞谷所有,歡迎個(gè)人轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)至朋友圈,媒體或機(jī)構(gòu)在未經(jīng)授權(quán)下,以任何形式轉(zhuǎn)載載到其他平臺(tái),將視為侵權(quán)。如需轉(zhuǎn)載,請聯(lián)系郵箱:contact@sz-cell.com