ORN-252

本届大会以“共建创新生态 共赢产业未来”为主题，聚焦生物医药出海与国际化创新、创新药投融资、医疗器械等产业发展风向标，打造“高端化、国际化、专业化、立体化”的年度盛会。 1 更新换代 体内CAR-T疗法进入临床 CAR-T疗法在治疗复发性和难治性癌症（如B细胞急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤）方面展示了前所未有的成功。通过修改T细胞，使其表达针对特定肿瘤抗原的嵌合抗原受体（CAR），CAR-T利用了患者自身的免疫系统来对抗癌症。然而，当前的体外生产过程需要从患者体内收集T细胞，进行体外基因工程改造，扩增修改后的细胞，并重新注入患者体内。这个过程耗时且需要专门的设施和高昂的成本。 具体来说，体外CAR-T技术的应用局限性主要表现在以下方面： 耗时的生产过程：从T细胞采集到回输可能需要数周时间，这对于快速进展的癌症来说是一个时间挑战。 高成本：复杂的制造和物流导致治疗费用高昂，限制了其广泛应用。 生产瓶颈：需要专门的生产设施和技术支持。 患者特异性挑战：对于那些T细胞质量或数量较差的患者，体外改造可能并不适用。 针对以上体外CAR-T的局限性，新型的体内CAR-T（in vivo CAR-T）技术应运而生并已经逐渐进入临床研究阶段。体内CAR-T是一种新兴的免疫治疗方法，直接在患者体内生成和激活嵌合抗原受体T细胞（CAR-T细胞）。与传统的体外CAR-T疗法不同，体内CAR-T不需要在体外收集、基因修改和扩增患者的T细胞，而是通过不同的手段直接在体内进行基因修改，从而将患者身体变成了直接对抗肿瘤的修罗场，将CAR-T细胞产生的主战场移至体内。 表1显示了体外CAR-T技术相对于传统的体内CAR-T的优越性。 表1. 体内CAR-T的优势 支持体内CAR-T疗法开发的关键因素在于高效的基因递送系统。将编码CAR的基因或mRNA递送至患者体内的T细胞是体内CAR-T的核心。必须确保递送系统能够高效、特异性地将CAR基因送入目标T细胞，而不影响其他细胞，从而避免脱靶效应。当前的递送手段主要包括病毒载体（如腺相关病毒AAV、慢病毒）、mRNA递送系统（如脂质纳米颗粒LNP）和基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）。 病毒载体 利用慢病毒或逆转录病毒载体直接将编码CAR的基因传递至患者体内的T细胞。这种方法利用了病毒基因传递的高效性，但需要精确调控以避免脱靶效应并确保体内的安全转导。 基于mRNA的递送 mRNA递送平台可以在T细胞中提供CAR表达。与病毒载体相比，这种方法更为安全，因为它不会整合到基因组中，但面临的挑战是如何在治疗窗口期内确保足够的表达和免疫激活。 基因编辑工具（CRISPR/Cas9） CRISPR/Cas9等基因编辑技术可以将CAR基因精准插入到内源性T细胞中。这种方法有望实现永久的CAR表达，并具有更高的效率和安全性，但仍需解决递送系统和潜在脱靶效应的问题。 Interius、Umoja和Kelonia公司采用了经过工程化的慢病毒载体，能够在免疫细胞中进行永久性改变。Capstan、Myeloid Therapeutics、Orbital和Orna公司则优先选择脂质纳米颗粒（LNPs）与RNA分子组合，诱导靶向细胞中CAR表达的短暂激增。 不仅是生物科技公司，大型生物制药公司也积极投身体内CAR-T疗法的开发。赛诺菲去年曾经透露，它有三个体内CAR-T项目正在进行临床前开发。表2总结了已经和即将计入临床研究的体内CAR-T项目的情况。 表2. 即将和已经进入临床阶段的体内CAR-T一览表 2 体内CAR-T最新技术平台 慢病毒载体 VivoVec平台承载了Umoja Biopharma开发的体内CAR-T疗法慢病毒载体技术，通过直接给患者注射，实现高效的T细胞转导。这个平台利用先进的基因工程技术，重新编程患者自身的免疫细胞，在体内生成抗癌的CAR-T细胞。 VivoVec平台采用第三代慢病毒载体，这些载体经过工程化设计，能够将CAR基因直接递送至体内的T细胞。这些载体的设计高度有效，确保了患者的大部分T细胞能够被重新编程以靶向癌细胞。 VivoVec平台的关键创新之一是引入了新的表面颗粒工程方法，包括在慢病毒颗粒表面使用抗CD3单链可变片段和T细胞共刺激分子，模拟了免疫突触的形成，增强了颗粒与T细胞的结合、T细胞的激活以及转导效率。VivoVec平台具有可扩展性，并且可以适应靶向多种恶性肿瘤，包括实体肿瘤和血液肿瘤。这种灵活性使其成为抗击癌症的多功能工具。 Umoja Biopharma 的UB-VV111已获得FDA的IND许可（与艾伯维合作，表1），是一项针对血液恶性肿瘤的CD19定向体内CAR-T疗法。这标志着Umoja从前临床研究向人体临床试验的过渡迈出了重要一步。 与Umoja类似，Interius BioTherapeutics的体内CAR-T平台也专注于使用工程化的慢病毒载体，靶向体内生成CAR-T细胞和自然杀伤（NK）细胞。Interius已经获得了澳大利亚人类研究伦理委员会（HREC）的批准以及治疗用品管理局（TGA）的临床试验通知（CTN）许可，开展针对B细胞恶性肿瘤的首个体内CAR治疗的I期临床试验。 环状RNA Orna Therapeutics的体内CAR-T技术平台开创性地利用工程化的环状RNA（cyclic RNA，oRNA）直接在患者体内重新编程免疫细胞。这些环状RNA用于将嵌合抗原受体基因递送至体内的免疫细胞，而无需从体外提取和修改T细胞。Orna的公司名称实际上已经透露出了他们的技术平台。 在体内CAR-T疗法中，环状RNA携带编码嵌合抗原受体的遗传信息。通过适当的递送系统（如脂质纳米颗粒，LNP），环状RNA被递送到患者体内的T细胞中。T细胞内的翻译机制将环状RNA转化为CAR蛋白质，这些CAR蛋白质会在T细胞表面表达，使T细胞具备识别和攻击肿瘤细胞的能力。 环状RNA分子相较于传统的线性RNA具有多重优势。环状RNA更加稳定（它不易被细胞内的核酸外切酶降解），并且能够驱动更高的蛋白表达，使其成为递送治疗基因的理想载体。oRNA分子被封装在专有的脂质纳米颗粒（LNP）中，这有助于高效递送至体内的靶细胞。 这样的递送系统设计确保oRNA能够到达预定的免疫细胞，使其在体内生成CAR-T细胞。环状RNA不像病毒载体那样需要整合到基因组中，这降低了因基因整合导致的基因组不稳定或癌症风险。这种非整合方式使环状RNA成为一种更安全的体内基因递送工具。 oRNA-LNP技术已扩展至其他多种适应症，包括杜氏肌营养不良症和疫苗。Orna展示了在人体细胞中非病毒递送完整的编码抗肌萎缩蛋白的RNA，以及在小鼠模型中递送较小的RNA。 Orna致力于开发针对肿瘤和自身免疫疾病的panCAR™体内CAR疗法。除了肿瘤学和自免疫疾病之外，Orna的oRNA技术在遗传疾病和传染病等多个领域也具有可观的潜力。 利用髓系细胞的ATAK™ CAR受体 Myeloid Therapeutics也是一家处于体内CAR-T创新前沿的公司，直接在患者体内对髓系细胞进行编程，使其识别并杀死肿瘤细胞，从而引发广泛的抗肿瘤适应性免疫反应，这一技术平台利用了髓系细胞的独特特性。髓系细胞是免疫系统中的一种关键细胞类型，在机体抗癌防御中发挥重要作用。 Myeloid的技术平台包括新型的CAR结构，专门用于在各种免疫细胞（包括髓系细胞、NK细胞和T细胞）中选择性表达。这些结构在多个“冷肿瘤”前临床模型中表现出强大的肿瘤杀伤作用，而传统CAR-T疗法和免疫检查点抑制剂在这些模型中均未显示出疗效。“冷肿瘤”是指那些对免疫系统反应较弱、免疫细胞（尤其是T细胞）难以进入或在肿瘤微环境中活跃的肿瘤。与之相对的是“热肿瘤”，热肿瘤会吸引大量的免疫细胞，特别是T细胞进入肿瘤部位，并能对免疫疗法产生显著的反应。 Myeloid平台的一项关键创新是ATAK™ CAR受体。这些受体将肿瘤识别与多种专有的先天免疫信号域结合在一起。Myeloid的科学家筛选了多种先天免疫信号的组合，发现最佳的多信号通路组合。这种组合可以增强髓系细胞（如巨噬细胞或树突状细胞）对肿瘤的识别和杀伤能力。 具体来说，这些受体不仅可以识别肿瘤细胞，还结合了多种先天免疫信号域。这些信号域有助于激活髓系细胞的免疫功能，从而增强其攻击肿瘤的能力。通过这些创新的CAR受体，髓系细胞在接收到新的免疫信号后可以被“重新编程”，执行更高效的肿瘤杀伤功能。 相比传统的CAR-T疗法，这种基于髓系细胞的疗法可能会激活前所未有的免疫通路，提供更有效的抗肿瘤作用。不仅仅是局部的肿瘤细胞被杀死，这种多信号通路还可以引发系统性的免疫反应，激活其他免疫细胞共同参与抗肿瘤行动，从而产生全身性的免疫防御，防止肿瘤复发或扩散。 Myeloid的体内CAR-T平台的主要目标是治疗实体瘤，这类癌症一直是传统CAR-T疗法难以攻克的挑战。通过利用髓系细胞的独特特性和ATAK™ CAR受体，Myeloid的目标是为这些难以治疗的癌症提供有效的治疗手段。除了直接杀死肿瘤细胞外，Myeloid的平台还可以引发广泛的抗肿瘤适应性免疫反应，为防止癌症复发和转移提供长期保护。 3 体内CAR-T疗法开发的挑战 体内CAR-T疗法作为一种创新的癌症治疗方法，虽然具有巨大的潜力，但在开发过程中也面临着一系列挑战。这些挑战主要涉及以下几个方面： 载体的安全性与特异性 体内CAR-T疗法的核心是将CAR基因通过载体（如慢病毒载体）直接递送至患者体内的T细胞，因此载体的安全性至关重要。主要挑战包括非靶向效应和病毒载体的免疫反应。尽管慢病毒载体被设计为靶向特定的细胞类型，但仍可能发生非靶向效应，导致其他非目标细胞也被转导，这可能引发严重的副作用。除此之外，患者体内对病毒载体的免疫反应可能限制其疗效，特别是在反复给药时，宿主免疫系统可能识别并中和载体，降低疗法的有效性。 CAR基因的高效转导与表达 在体内直接生成CAR-T细胞的过程中，确保CAR基因高效地被T细胞转导并表达是一个技术挑战。低效率的基因转导将导致CAR-T细胞数量不足，进而影响抗肿瘤效果。此外，还需避免过高的基因表达，以防止过度激活免疫系统引发细胞因子风暴等严重副作用。 体内环境对疗效的影响 体内环境的复杂性给CAR-T细胞的生成和功能带来了不确定性。 免疫抑制微环境：许多肿瘤周围存在免疫抑制的微环境，可能抑制生成的CAR-T细胞功能。这些抑制因素包括肿瘤释放的免疫抑制因子以及调节性T细胞的干扰。 CAR-T细胞的持久性：如何在体内生成并维持具有长期持久性的CAR-T细胞群体，是疗效持续性的关键。体内环境可能不利于这些细胞的长期存活和功能维持。 剂量控制与毒性管理 体内CAR-T疗法需要在患者体内直接生成T细胞，这使得治疗剂量的控制更加复杂。无法精确控制生成的CAR-T细胞数量可能导致两种结果： 剂量不足：生成的CAR-T细胞数量不足将导致疗效不佳。 剂量过高：生成的CAR-T细胞过多，可能导致过度的免疫反应，如细胞因子释放综合症（CRS）或神经毒性反应。 临床转化与监管 与传统的体外CAR-T疗法相比，体内CAR-T疗法的临床转化存在独特的监管挑战。由于该疗法涉及将病毒载体直接引入人体以转导细胞，监管机构可能会对其安全性和潜在的长期副作用更加谨慎，导致审批流程复杂化。此外，相关的制造和质量控制标准也需要进一步明确。 靶点选择 虽然体内CAR-T疗法可以靶向多种抗原，但正确选择肿瘤特异性的靶点仍然是一个挑战。靶点如果在正常细胞中也有表达，可能会引发“脱靶”效应，导致严重的副作用。因此，开发具有高特异性的CAR-T疗法，确保其仅靶向肿瘤细胞而不影响正常细胞是一个关键问题。 — 未来展望 — 体内CAR-T疗法前景十分广阔，未来有望显著推动癌症免疫治疗的发展。首先，它将通过简化制造流程、减少体外处理环节，大幅降低成本，缩短治疗周期，使更多患者能够获得治疗。个性化治疗和多靶点策略将成为未来的重点，CAR-T疗法将能针对患者的特定肿瘤抗原进行定制化，同时靶向多个抗原，从而提升疗效并减少癌症复发的可能性。 技术进步还将推动适应症的扩展，从目前的血液恶性肿瘤逐步扩展到实体瘤以及遗传性疾病、自身免疫病等其他领域。未来的研究将专注于提高体内疗法的安全性，通过精确调控CAR-T细胞的生成和活性来降低副作用的风险，尤其是在管理细胞因子释放综合症和神经毒性方面。 体内CAR-T疗法还可能与其他免疫疗法或靶向疗法联合使用，以克服免疫逃逸问题，并增强抗肿瘤效果。随着技术成熟，临床试验进展和监管支持的增加，体内CAR-T疗法将在未来几年成为癌症治疗的重要手段，广泛应用于临床。 参考文献： Umoja Biopharma - BioSpace. (2024-08-15). https://www.biospace.com/employer/2387738/umoja-biopharma Umoja Biopharma Presents New Preclinical Data at ASGCT 2022 Annual Meeting on its VivoVec Platform Describing Preclinical Safety Data for UB-VV100 Product Candidate | BioSpace. (2022-05-19). https://www.biospace.com/article/releases/umoja-biopharma-presents-new-preclinical-data-at-asgct-2022-annual-meeting-on-its-vivovec-platform-describing-preclinical-safety-data-for-ub-vv100-product-candidate/ Gene Therapy | In Vivo Cell Therapy | In Vivo Gene Therapy | Interius. (2024-07-09). https://interiusbio.com/ Mullard, A. In vivo CAR T cells move into clinical trials. Nature Reviews Drug Discovery. https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/d41573-024-00150-z 同写意媒体矩阵，欢迎关注↓↓↓