CAR-T快速制备

2024-05-05

细胞疗法免疫疗法上市批准临床结果

近年来，CAR-T细胞治疗作为一种全新的肿瘤治疗手段，治疗效果优异，但是由于CAR-T治疗的生产成本、价格成本，使得CAR-T无法实现更大范围的供应，这也是CAR-T的销售增长缓慢的一大原因。延伸阅读：CAR-T 2022年大考成绩出炉！为了降低CAR-T生产成本，提高市场竞争力，研发人员进行了大量的工作，包括同种异体CAR-T、CAR-T自动化生产、CAR-T快速制备、体内CAR-T等等。延伸阅读：体内CAR-T细胞的技术路线CAR-T的快速制备，能够缩短生产时间，降低成本，包括生产空间和生产设备，以及人工费用等，能够大幅度缓解传统CAR-T生产所需要的生产资料，可以供给更多批次。CAR-T快速制备的机会当前全球范围内已有多款CAR-T产品获得批准上市，其大致生产制备流程基本相同：单采-分选-激活-转导-扩增-收获-包装和冻存-放行质检-回输。分选纯化：对单采产物进行T细胞分选纯化，获得目标的T细胞亚群，同时去除杂质，例如红细胞、抗凝剂等；激活/活化*：一般采用激活磁珠进行T细胞激活，然后将其放置于二氧化碳培养箱进行激活培养，T细胞激活能够提高CAR的转导率；转导CAR：完成激活的T细胞将进行CAR的转导，一般是通过病毒载体（慢病毒或逆转录病毒等）进行CAR的转导，使得T细胞转化为CAR-T细胞；扩增*：转导后，CAR-T细胞需要在生物反应器当中进行细胞扩增，直到细胞达到收获标准，包括活细胞数、体外效价、T细胞纯度；收获：收获工序包括清洗、去磁珠。包装和冻存：收获工序完成后，将在生物安全柜内完成分装，随后被保存于气相液氮罐中，放行质检合格后通知临床做回输准备。以上工序通常需要10-14天的工作时间，其中以细胞扩增所需的时间较长，为5天左右。延伸阅读：CAR-T生产工艺流程及优化考量在以上六个程序当中，CAR-T快速制备的机会在于激活与扩增这两个环节，通过删减和简化这两个环节，能够实现CAR-T在1-2天内的快速制备。挑战与一些解决方案但是激活与扩增两个环节在CAR-T细胞的生产中也具有重要意义：激活*：细胞激活能够促进CAR转导效率，静止T细胞的转导效率较低。如果要跳过或者优化这个环节，就必须解决静止T细胞的CAR转导效率过低的挑战。在现有的方案当中，对于这个环节有三种解决方式：a.使用具有更高转导效率的CAR基因载体；b.使用白介素等细胞因子进行促进转导效率；c.T细胞选用记忆T细胞，有部分研究显示，在不经活化的所有T细胞亚群中，记忆T细胞对CAR的转导率是最高的。扩增*：现在CAR-T剂量在106左右，通常从肿瘤患者体内采集到的T细胞数量制备成的CAR-T数量不足（主要也是CAR转导率低导致的），为了满足剂量要求达到最优疗效，需要在体外进行细胞扩增。因此快速制备平台还需要保证回输的CAR-T细胞剂量更低的同时，疗效不劣。不过由于快速制备不需要进行T细胞扩增，充分保留了T细胞干性，使得其在体内也可以进行一定的扩增，并且可能可以增强肿瘤细胞的清除效果。如何去考量和解决激活和扩增环节缺失，就成了CAR-T快速制备的关键，也是各家快速制备平台不同。举例：几个不同的快速制备平台（1）诺华 T-charge国际上，以诺华的CAR-T快速制备平台T-charge最为知名。T-charge平台的信息公开不多。根据诺华官网查询，T-charge平台删减了传统CAR-T细胞生产环节中的扩增部分，不需要在生物反应器当中进行CAR-T细胞扩增，而是将该环节置于患者体内。该平台能够保留T细胞干性，从而使得CAR-T产品具有更大的增殖潜力，以及更少的T细胞耗竭。这些特点可能会改善患者的预后，降低严重不良事件的风险。此前，诺华公布了其基于T-charge平台设计的一款靶向CD19的CAR-T细胞YTB323（rapcabtagene autoleucel）的数据，其door-to-door时间大约为10天左右；在DLBCL患者中CR（Month 3）可达到73%。延伸阅读：CAR-T“自卷”：生产周期降50%，剂量降25倍，CR73%（2）亘喜 FasTCAR在国内，亘喜生物的FasTCAR是进行比较早的CAR-T快速制备平台。根据公开资料，亘喜生物FasTCAR平台将传统生产中的激活、转导两个步骤简化和优化成同时进行，并且删减了扩增环节。FasTCAR平台利用专有的XLenti载体，同时激活和转导处于静息状态的T细胞。此外，亘喜生物表示，由于FasTCAR平台的产品具有较高的扩增和肿瘤细胞清除活性，因此可去除CAR-T细胞体外扩增的步骤，可以直接回输给患者。值得注意的是，亘喜生物基于FasTCAR平台开发的GC019F（CD19 CAR-T）CD19 CAR-T）和GC012F（BCMA/CD19 CAR-T）CD19 CAR-T）均已获得国家药品监督管理局的临床批件。（3）宾大团队慢病毒转导静止T细胞2022年2月，宾大研究团队发表在期刊Nature Biomedical Engineering上的研究，就是一个经典的CAR-T快速制备方式。在该研究当中，研究人员通过慢病毒载体直接对静止T细胞进行转导，通过IL-7和IL-15等细胞因子的细胞培养基能够解决静止T细胞转导效率低下的问题，提高转导效率。此外，还可以通过工程病毒载体表达IL-7提高静止T细胞转导效率。同时，低浓度的核苷酸和其他限制性因子（如SAMHD1）均可限制静止T细胞逆转录率。小鼠模型中，通过这种方式设计的CD19 CAR-T CD19 CAR-T可以显著地延长小鼠的生存期；与传统生产方式CAR-T相比，具有更优的抗白血病活性。（4）MASTER支架 CAR-T2022年3月，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来那大学的研究人员开发了一种名为MASTER的多功能藻酸盐支架，MASTER技术集成了T细胞激活、重编程和体内扩增的步骤，将制造CAR-T的时间缩短到1天。图1 两种方法的路线图。研究人员从患者体内分离出T细胞，与CAR基因病毒载体混合，然后将混合物和藻酸盐支架（支架有激活T细胞的抗体以及促进增殖的白介素）混合后植入小鼠体内，CAR转导将发生在患者体内。在小鼠淋巴瘤异种移植模型中，这种基于MASTER支架在体内生成的CAR-T细胞，能够进入血液循环并控制远处肿瘤的生长。延伸阅读：120万的一针的CAR-T实现体内一天生产，期待成本下降！以上仅是举例，并不全面，如有缺漏，欢迎在留言区进行评论讨论。总结总结来说，CAR-T的快速制备平台关键在于激活，保证T细胞在静止状态下能够被转导成CAR-T，且具有高效率。不过目前来看，CAR-T快速制备还处于比较早期的状态，产品基本处于1期临床或以前。参考资料：1.https://ash.confex.com/ash/2022/webprogram/Paper162520.html2.https://www.novartis.com/research-development/technology-platforms/cell-therapy/charging-towards-next-generation-car-t3.亘喜生物官网：https://cn.gracellbio.com/4.Ghassemi, S., Durgin, J.S., Nunez-Cruz, S. et al. Rapid manufacturing of non-activated potent CAR T cells. Nat Biomed Eng 6, 118–128 (2022). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41551-021-00842-65.Agarwalla, P., Ogunnaike, E.A., Ahn, S. et al. Bioinstructive implantable scaffolds for rapid in vivo manufacture and release of CAR-T cells. Nat Biotechnol 40, 1250–1258 (2022). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41587-022-01245-x········