通用CAR-T简介

简介

抗癌治疗中最有前途的方法之一是嵌合抗原受体(CAR) T细胞疗法，其中T细胞在CAR工程化表达后被重定向至肿瘤。CAR T细胞代表了癌症免疫治疗领域的重大突破。

从免疫学的角度来看，自体CAR-T细胞治疗与不存在同种异体反应有关，因此工程化的 T 细胞可以持续很长时间。然而，自体CAR T细胞疗法需要在白细胞分离后为每位患者定制制造工艺。尽管这种方法迄今为止已经产生了出色的临床数据，但它具有某些众所周知的缺点，例如过程成本、一些患者的制造失败以及当前大约 3周的制造过程，这意味着延迟了治疗这种延迟在一些患有高度增殖性疾病（例如急性白血病）的患者中尤其成问题5，他们可能在自体CAR T细胞治疗准备好使用之前显示疾病进展，或者可能由于与疾病或其治疗相关的其他原因而失去资格。由于T细胞功能障碍，自体 T 细胞可能对某些患者无效，这是许多癌症的标志，并且与源自肿瘤微环境的多种免疫抑制机制有关。自体 T 细胞的生物学特性也受到先前治疗的负面影响。由于这些和其他原因，在某些情况下，从自体 T 细胞生产 CAR T 细胞产品失败7。最后，这种复杂的治疗方法的成本仍然很高，对医疗保健系统来说是一个挑战8。

使用来自健康供体的细胞（称为“现成的”同种异体CAR T细胞）的能力可能会解决这些问题。同种异体CAR T细胞具有许多潜在优势，例如由于实施工业化和规模化制造工艺而降低了成本，其中可以从单个供体生产大量CAR T细胞（图 1）。

此外，制造同种异体CAR T细胞可生产成批冷冻保存的 T 细胞，使患者可以立即获得治疗。它简化了在单个细胞产品中引入多种细胞修饰的过程，以及基于供体选择和处理的CAR T细胞产品的标准化。

这里的一个关键区别是，给定的自体细胞集合通常是为该患者制造细胞产品的唯一机会，而同种异体细胞制造允许创建批量产品，如果需要重新给药，可以使用这些产品。现成的同种异体CAR T细胞也可能允许针对不同靶点的CAR T细胞组合（表 1）。

图 1：同种异体 CAR T 细胞的制造。

然而，同种异体方法与两个主要问题有关。首先，施用的同种异体T细胞可能会导致危及生命的移植物抗宿主病(GVHD)。其次，这些同种异体T细胞可能会被宿主免疫系统迅速消除，从而限制了它们的抗肿瘤活性。

异体CAR-T细胞来源

目前用于CAR-T细胞制造的T细胞主要来自外周血单个核细胞(PBMC)，很少来自脐带血 (UCB)。原则上，这些 T 细胞也可以来源于可再生干细胞，例如诱导多能干细胞 (iPSC) 或胚胎干细胞。

从健康供体收集的PBMC制造同种异体CAR T细胞与从单一单采产品制造多个小瓶的能力相关，因此可以快速获得以前制造的产品。此外，还有机会生成表达人类白细胞抗原(HLA)复合物不同亚型的细胞库，以潜在地选择与患者HLA类型相匹配的批次。此外，由于同种异体CAR T细胞是由健康供体产生的，因此与来自患者的自体T细胞相比，它们是由不受癌症免疫效应或暴露于化学治疗剂影响的免疫细胞产生的。根据其免疫特征选择供体可能是降低最终细胞产物异质性的关键因素，如下所述。

使用UCB衍生的CAR-T细胞移植可降低GVHD的发生率和严重程度，从而对HLA差异的数量进行不太严格的限制9。事实上，来自UCB的T细胞具有独特的抗原初生状态，这可能与UCB移植物的同种异体反应性降低有关。此外，UCB T细胞的特征还在于活化T细胞 (NFAT) 信号传导的核因子受损和反应性降低 11，这也可以解释 GVHD风险降低的原因。胎盘来源的干细胞可用于生成 T 细胞或自然杀伤 (NK) 细胞12。胎盘的特点是独特的HLA表达模式。与所有其他组织不同，绒毛外细胞滋养层细胞仅表达HLA-C、HLA-E 和 HLA-G，而合体滋养层细胞是HLA阴性13。这些特异性对胎盘衍生T细胞的影响尚未见报道。

源自iPSC的T细胞也可以是CAR T细胞的来源14。从理论上讲，主iPSC线具有无限的自我更新能力，可以无限期地存储和使用14,15。可以生成具有常见HLA单倍型的iPSC库，以最大限度地降低CAR iPSC T细胞同种异体排斥的风险。在HLA错配的情况下，基因编辑也可用于消除TCR以避免GVHD，稍后将详细讨论。使用iPSC的一个优点是CAR T细胞是由一种克隆工程多能细胞系产生的，因此是同质的。值得注意的是，这种方法的安全性和有效性尚未经过临床评估。

同种异体CAR-T细胞的开发策略必须考虑同种异体免疫的风险，这可能会排除使用相同的CAR-T细胞批次重新给药的风险。供体特异性抗HLA抗体(DSA)的存在被认为是供体细胞成功移植的重要障碍，而抗体介导的移植排斥是实体器官移植中移植排斥和器官衰竭的公认原因16。DSA的存在也与半相合干细胞移植(SCT)中较高的植入失败发生率相关17。因此，当使用同种异体T细胞方法时，需要对DSA进行评估，并且在证明免疫的情况下应讨论来自另一个供体的CAR T细胞。

降低同种异体免疫风险的一种理论解决方案是选择具有罕见HLA等位基因或与CAR-T细胞制造受体不同种族的供体。通过基因编辑消除供体细胞上的HLA分子也是一种可能。

‘Off-the-shelf’ allogeneic CAR T cells: development and challenges

https://doi.org/10.1038/s41573-019-0051-2