a. CAR-T疗法相关出版物的数量以指数增长
嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法使用基因工程改造的T细胞识别和结合肿瘤相关抗原,如CD19和表皮生长因子受体(EGFR),释放细胞毒性颗粒和效应细胞因子杀伤肿瘤细胞。CAR-T疗法在表达CD19的B细胞恶性白血病上取得了巨大的成功,5种产品(来自诺华的Kymriah,凯特和吉利德的Yescarta和Tecartus,百时美施贵宝的Breyanzi和Abecma)已经被FDA批准用于临床。目前,ClinicalTrials.gov网站上至少有500项临床试验是关于基因工程改造的免疫细胞用于癌症的治疗。
尽管在B淋巴细胞白血病方面取得了巨大进展,CAR-T疗法在大生产、安全性和经济可负担方面仍然面临巨大的挑战。技术困难之一是胞内递送寡核苷酸和蛋白等生物分子进入细胞核,转染敏感的原代T细胞。FDA批准的金标准是使用病毒载体和电穿孔,但这些方法转染效率低,可能会干扰细胞增殖、代谢和基因表达。新型的技术,如微流控技术、纳米粒、高比表面积的纳米结构可以克服这些挑战,并且可以提供通用的和高通量的递送策略。这篇文章讨论了传统和新型的用于免疫细胞转染材料的优缺点,和商业化发展。为了增强转染技术的表征和临床应用,一系列体内外实验和相关的操作方法被推荐。本文旨在促进发展新型材料用于临床CAR-T细胞的大生产。
b. CAR-T疗法的大生产过程
嵌合抗原受体免疫细胞的转染和大生产
CAR-T细胞生产流程:
第一步:白细胞分离,将白细胞和其他血细胞分开。
第二步,T细胞分离,将具有特定生物标志物的T细胞亚群,如CD4+(辅助T细胞),CD8+(细胞毒T细胞),CD25+(调节T细胞)从外周血单核细胞(PBMCs)中分离出来。
第三步,T细胞激活,使用细胞因子IL-2刺激,并使用包被了CD3/CD28抗体的磁珠(磁珠在此处充当人工合成的抗原提呈细胞)激活T细胞。
第四步,基因编辑,使用病毒,电穿孔或新型的技术,如微流控技术、纳米粒、高比表面积的纳米结构转染细胞。
第五步,T细胞扩增,在生物反应器中培养被转染的细胞2-3周获得107-9个细胞。
第六步,T细胞冷冻。
第七步,注射给药。
除了CAR-T细胞,过继性免疫细胞疗法如,树突状细胞(DCs),巨噬细胞和自然杀伤细胞(NK)在临床也取得了进展。其中一种方式是使用肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)。通常癌症病人体内的肿瘤反应性免疫细胞数量不足,TIL疗法从癌症病人体内分离肿瘤反应性免疫细胞,体外扩增,再回输到患者体内,增强抗肿瘤免疫活性。之前的研究使用TILs配合标准的淋巴消耗调理和细胞因子治疗在免疫抑制环境最小的患者中取得了较好的临床效果。但TIL疗法对黑色素瘤之外的肿瘤疗效有限,并且会造成脱靶效应(正常细胞也表达相应的抗原)。此外,增强的细胞因子风暴和肿瘤的免疫抑制环境也制约着TIL在临床中的应用。
NK细胞由于其固有的抗肿瘤免疫活性而成为基于细胞的癌症免疫治疗的一个有吸引力的选择。NK细胞的过继性转移可以不依赖主要组织相容性复合体(MHC)提呈和肿瘤抗原限制而作用于肿瘤细胞。FDA批准NK-92细胞进行临床试验,促进了对NK细胞体外扩增的临床效益的测验。虽然基于NK细胞疗法的临床前试验和I期临床试验被认为更安全(副作用最小,免疫排斥更少),但它们的临床效果和更短的细胞寿命致使广泛的临床应用受到质疑。CAR-NK细胞能改善NK细胞的持久性和在体内的抗肿瘤活性和功能。另外,NK细胞可以产生多种细胞因子,如白介素(IL)-3,干扰素-γ(IFN-γ),粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子,这些细胞因子的毒性更低,同时诱导细胞因子风暴的几率也更低。一项针对复发或难治性的非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病的I/II期临床试验显示,表达抗CD-19的CAR-NKs能够在64%的患者体内诱导完全的免疫反应。然而,难以体内扩增,长期监测的免疫记忆的可编程性,NK细胞的持久性和在实体瘤内的浸润,仍制约着CAR-NK疗法的发展。
文献来源:Kumar, A. R. K., Shou, Y., Chan, B., K., , Tay, A., Materials for Improving Immune Cell Transfection. Adv. Mater. 2021, 33, 2007421. https://doi.org/10.1002/adma.202007421
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