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體內誘導CAR-T細胞:克服當前CAR-T細胞治療瓶頸的新策略

2023-09-15

目前,CAR-T細胞的制造過程需要專門的設備和大量的技術積累,而且過程相當耗時和勞動密集型,全球范圍內的廣泛應用受到限制,也推高了CAR-T細胞療法的價格,許多患者因此無法負擔。為了解決這些問題,科學家們不斷努力尋找簡化生產過程的方法。最近,一種名為體內誘導CAR-T細胞的方法備受關注,被認為是未來突破CAR-T細胞治療障礙的關鍵。
異體通用型CAR-T細胞的測試
為了簡化生產過程,科學家們嘗試使用來自異體健康人的通用型CAR-T細胞進行臨床試驗。然而,由于對異體CAR-T細胞的安全性擔憂,FDA最近暫停了來自異體基因的通用型CAR-T細胞的臨床試驗。因此,開發一種安全、簡單的CAR-T細胞生產工藝成為迫切需要解決的問題。
體內誘導CAR-T細胞的優點
通過納米顆粒在體內對CAR-T細胞進行編程是解決上述問題的優雅而新穎的方法。體內誘導CAR-T細胞可有效降低細胞因子釋放綜合征(CRS)、免疫效應細胞相關神經毒性綜合征(ICANS)等全身毒性。此外,這種方法還可以有效降低生產成本,使更多患者能夠負擔得起CAR-T細胞治療。
體內誘導CAR-T細胞的研究進展
早在2017年和2020年,美國Fred Hutchinson癌癥研究中心的Matthias Stephan教授就曾先后在Nature Nanotechnology和Nature Communications期刊發表論文,通過納米載體遞送CAR-DNA或CAR-mRNA實現體內誘導CAR-T細胞。在這兩項工作中,納米遞送系統的核心由陽離子聚合物聚(β-氨基酯)構成,并與靶向CD19的第二代CAR結構組裝。納米遞送系統的外部由聚谷氨酸(PGA)與抗CD3抗體綴合而成。攜帶CD19特異性CAR基因的聚合物納米顆粒在體內快速和特異性編輯T細胞,并帶來了與傳統實驗室制造的CAR-T細胞相當的抗腫瘤效果,而不會引起全身毒性。
其他研究也取得了類似進展。2019年,Christian Buchholz等人首次報道了用第二代抗CD19-CAR基因包裹的慢病毒在免疫缺陷NOD-scid-IL2Rc null(NSG)小鼠中原位誘導CAR-T細胞,并顯示出抗腫瘤活性。然而,在他們的研究中,意外檢測到CAR陽性的NK和NKT細胞,這可能是由于慢病毒載體的非特異性造成的。
為了克服病毒載體的非特異性,Samuel K Lai等人開發了一種雙特異性結合劑,將慢病毒載體重定向到T細胞,用于CAR-T細胞的體內特異性工程。他們觀察到由慢病毒改造的體內CAR-T細胞具有抗腫瘤活性,但表達CAR的T細胞數量相對較少。他們認為這證明了一個有價值的、未經證實的理論,即與離體CAR-T細胞相比,體內CAR-T細胞具有更好的性能和自我更新能力。
AAV在體內誘導CAR-T細胞的潛力
 除了上述病毒載體外,腺相關病毒(AAV)也被用于體內誘導CAR-T細胞的研究中。2021年3月,南京大學醫學院吳喜林等人在Blood Cancer Journal期刊發表論文,報道了AAV編碼第三代CAR基因可以充分重編程免疫效應細胞產生體內CAR-T細胞。在這項工作中,他們證明了AAV在體內誘導CAR-T細胞的概念,但他們也表示了對攜帶CAR基因的AAV的非特異性的擔憂。除了病毒載體的非特異性外,病毒載體的另一個普遍擔憂的安全問題是其可能導致基因在染色體中的隨機插入。
展望未來
 目前,上述這些研究只是體內原位誘導CAR-T細胞的開始。要想實現臨床應用,還需要更多的努力來監測T細胞在體內的編輯和擴增狀態。未來可以通過精確快速的基因編輯工具如CRISPR加速體內CAR-T細胞的臨床應用。結合基因編輯工具和CAR基因的未來應用將加速體內CAR-T細胞的臨床應用。納米載體遞送設計的CAR-結構和基因編輯工具可以誘導具有多種功能的CAR-T細胞在體內形成,以克服當前CAR-T細胞的障礙,如相關毒性作用、免疫抑制微環境和復雜的制造過程。

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