“即用型”CAR-T疗法：权宜之计还是真的未来？
以下文章来源于药明康德 ，作者药明康德
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▎药明康德/报道
然而，获批的CAR-T疗法虽然在治疗血液癌症时展现出优异和持久的疗效，但是它的推广却面临着多种挑战。目前获批上市的CAR-T疗法为自体（autologous）CAR-T疗法，这意味着医生需要从患者体内获取T细胞，在体外通过基因工程在T细胞表面表达针对癌症抗原的嵌合抗原受体（CAR），然后将增殖后的细胞输回患者体内。这一繁琐的生产过程可能耗时长达3周，而且成本不菲。有些患者因为身体健康水平，前期治疗等多种原因，无法提供足够的T细胞，导致他们不能从这一突破性技术中获益。
从健康供体中获得细胞制造同种异体（allogeneic）CAR-T细胞有潜力解决自体CAR-T细胞面对的这些挑战。新年伊始，Nature Reviews Drug Discovery上发表的一篇综述对“即用型”同种异体CAR-T疗法的开发现状进行了深度盘点。今天药明康德内容团队将与读者分享其中的精彩内容。
同种异体CAR-T细胞的优势和挑战
从单一健康供体提供的细胞可以生成大量CAR-T细胞，满足大量患者的需求。例如，致力于开发同种异体CAR-T细胞的Allogene公司表示，从一名健康供体中获得的细胞可以制成治疗100名癌症患者的CAR-T疗法。
这些细胞已经生成并且冰冻在库存中，需要接受治疗的患者只需要解冻库存的疗法就可以立即接受治疗，消除了自体CAR-T疗法制造过程中产生的延迟。
而且，通常癌症患者由于自身T细胞数目的限制，导致他们无法接受多次CAR-T疗法的治疗。而同种异体CAR-T疗法可以更容易重复对患者进行治疗，并且改变CAR-T疗法靶向的抗原，克服对CAR-T疗法的抗性。
解决移植物抗宿主病的策略
基因编辑方法消除T细胞的天然TCR表达
由于常用的αβ型T细胞表面天然表达的TCR是介导这些T细胞攻击宿主的关键。研究人员已经开发出多种方法，防止TCR在这些细胞表面的表达。其中进展最快的方法是使用基因编辑技术。αβ型T细胞表面的TCR蛋白复合体由α链和β链构成，只有一个基因编码α链的恒定区（constant regions）。因此，破坏编码T细胞受体α链恒定区（TRAC）的基因是阻止αβ型TCR表达直接有效的方法。利用这一策略产生的同种异体CAR-T疗法已经进入临床试验。
这一策略的优势在于，可以使用健康供体中大量的αβ型T细胞作为原材料制造CAR-T细胞。目前有多种基因编辑技术可以用于特异性破坏编码TRAC的基因，它们包括锌指核酸酶（ZFN），转录激活子样效应因子核酸酶（TALEN），MegaTAL，和CRISPR基因编辑系统。在最新研究中，研究人员利用细胞的同源重组机制，将表达CAR的转基因直接导入TRAC基因的位点。这一策略具有“一石二鸟”的效果，在破坏T细胞的天然TCR表达的同时，让CAR转基因在TRAC基因的位点表达，接受天然TCR基因启动子的调控。动物试验表明，这种策略产生的靶向CD19的CAR-T疗法比随机插入CAR转基因生成的CAR-T疗法具有更好的抗癌活性。
使用基因编辑策略的一个隐患是基因编辑技术的脱靶效应可能产生潜在风险。然而，由于异体细胞最终都会被宿主消灭，这一潜在风险的影响可能相对较低。
使用降低GVHD风险的细胞类型
降低异体CAR-T细胞攻击宿主风险的另一个策略是使用不会产生GVHD或产生GVHD风险较低的细胞类型。它们包括天然杀伤细胞（NK细胞），γδ型T细胞，NK T细胞（表达NK细胞表面标志物的T细胞），病毒特异性记忆T细胞。
提高同种异体CAR-T细胞持久性的策略
更为有效的淋巴细胞清除手段
已有的研究已经表明，想让输入的CAR-T细胞在患者体内增殖，需要在输入细胞之前先使用化疗等手段清除患者体内已有的淋巴细胞，从而为输入的CAR-T细胞提供增殖的空间。对于同种异体CAR-T细胞来说，清除淋巴细胞这一步可能更为重要，因为残存的宿主T细胞会立刻攻击“外来”的CAR-T细胞。
目前一种在研方法是通过基因编辑让同种异体的CAR-T细胞对清除T细胞的药物产生抗性，这些细胞就不会受到清除T细胞药物的影响。例如，Allogene公司开发的UCART19使用基因编辑手段，敲除了细胞表达CD52蛋白的基因。这让这些细胞对通过与CD52相结合，杀死T细胞的单克隆抗体alemtuzumab产生抗性。将alemtuzumab与化疗联用可以更有效地清除宿主的成熟T细胞，并且将宿主的成熟T细胞维持在低水平。与此同时，同种异体的CAR-T疗法仍然可以发挥作用。
降低同种异体CAR-T细胞的免疫原性
器官移植和造血干细胞移植的经验表明，如果供体的主要人类白细胞抗原（HLA）表型与宿主的HLA表型相似，就可以大幅度减少对移植物的免疫排斥。基于这一经验，理论上可以通过发现具有特定HLA表型的供体，构建供体细胞库，从中选择与患者匹配的供体细胞生成同种异体CAR-T细胞。
由于1类HLA蛋白是介导免疫排斥因素的关键分子。另一种策略是使用基因工程手段，消除同种异体CAR-T细胞表面表达的1类HLA蛋白。HLA在细胞表面的表达需要名为β2-microglobulin的亚基，通过基因工程敲除β2-microglobulin的表达就可以防止HLA蛋白在细胞表面的表达，从而降低这些细胞的免疫原性。
T细胞群体包含多种具有不同功能和表型的T细胞亚群。而不同T细胞亚群在攻击癌细胞的能力和在患者体内的持久性等方面表现也大不相同。例如，临床前研究表明，由CD8阳性和CD4阳性幼稚T细胞（naïve T cell，TN）和中央记忆细胞（central memory T cells，TCM）生成的CAR-T细胞对癌细胞的杀伤能力更强。
而使用自体CAR-T疗法治疗慢性淋巴细胞白血病的临床研究表明，TCM和具有自我复制能力的干细胞样记忆性T细胞（stem-like memory T cell, TSCM）的质量，以及细胞耗竭生物标志物的表达水平（包括PD-1， TIM3，LAG3等），是CAR-T疗法活性和持久性的重要指标。
因此，通过改进筛选和细胞培养技术，可以富集特定的T细胞亚群，从而改善疗法的持久性。在这一方面，从健康供体中获得的T细胞可能具有潜在的优势，因为他们没有接受过可能影响T细胞群体的前期疗法的治疗，因此可以提供包含丰富TN，TCM，和TSCM的T细胞。
同种异体CAR-T疗法的临床进展
CAR-T和细胞疗法的未来
参考资料：
[1] Depil et al., (2020). ‘Off- the-shelf’ allogeneic CAR T cells: development and challenges. Nature Reviews Drug Discovery, https://doi.org/10.1038/s41573-019-0051-2
[2] Allogen Corporate Presentation. Retrieved January 5, 2020, from https://ir.allogene.com/static-files/f44b1f83-83eb-4cd0-b0fa-4f327b17fefb
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