一文详解 iPSC-NK 细胞疗法为何崛起

2023-04-26

细胞疗法免疫疗法临床研究

自然杀伤（NK）细胞是先天免疫的效应细胞，与 T 细胞一样具有识别并杀死癌细胞的能力。ClinicalTrials.gov 网站显示，NK 及 CAR-T 相关的研究达到免疫细胞疗法的 60%。CAR-T 细胞疗法是第一个进入临床转化和商业化的疗法。然而，CAR-T 要求患者以自体细胞为原材料并延长了「静脉到静脉的时间」，因此对于疾病快速进展、迫切需要治疗的患者来说是一个障碍。此外，在临床上，CAR-T 引起的细胞因子释放综合征（cytokine release syndrome，CRS）和神经毒性更是不可忽视的问题。鉴于这些限制，科学家们将目光放在了能克服 CAR-T 疗法局限性的 CAR-NK 细胞上面。图 1. 免疫细胞疗法及 CAR-NK 相关临床实验统计图A. 截止 2022 年 11 月 11 日，ClinicalTrials.gov 网站上显示与免疫细胞疗法相关的研究 B. CAR-NK 相关临床实验全球分布统计图极具前途的 CAR-NK 细胞疗法CAR-NK 细胞疗法越来越多地被用于评估和治疗多种恶性肿瘤，NK 细胞具有显著的肿瘤清除和招募其他免疫亚群的能力，且无需像T细胞或 B 细胞那样预先呈递抗原。循环中 CAR-NK 细胞的寿命有限，靶向非肿瘤或正常组织的风险相对较低。同种异体 CAR-NK 细胞输注可降低移植物抗宿主病（graft versus host disease，GVHD）的风险，CRS 和神经毒性也极少发生。由于这些潜在的优势，脐带血、外周血细胞、NK-92细胞系和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）来源的 NK 细胞均极具临床价值，以便用于 CAR 工程。由 iPSC 产生的 NK 细胞已成为一种极具潜力的策略，可以生产具有抗肿瘤活性的标准化现货型 NK 细胞。图 2. CAR-NK 细胞的来源[1]iPSC ：「现货」NK 细胞供应商目前大多数 CAR-NK 细胞的临床试验都使用 NK-92 细胞系，因其在体外具有无限的增殖能力、对重复冻融的敏感性较低的特点，并能根据 GMP 规范扩增大量临床用细胞。这些特性在制造临床的「现货」CAR-NK 产品时，占据了明显的优势。然而，NK-92 细胞作为肿瘤细胞系具有潜在的致瘤性风险，且输注前的辐照会导致体内扩增潜力丧失。iPSC-NK 不仅为 CAR-NK 细胞治疗提供了另一种途径, 而且它为「现货」的 CAR-NK 细胞产品提供了可再生资源。此外，来源于血液的具有自然异质性，使得过继转移前 NK 细胞功能和扩增潜力的验证更加复杂。与 PB-NK 或 UB-NK 相比，iPSC-NK 细胞具有克隆生长、高扩增及体外分化的能力，能生产出大量均质 NK 细胞。iPSC-NK 细胞结合了原代 NK 细胞和 NK-92 细胞系最具吸引力的优势，即高细胞毒性且冷冻保存后也能在体内持续扩增。图 3. iPSC-NK 细胞疗法制造示意图[1]尽管 iPSC-NK 还没有获得 FDA 批准临床转化的疗法，但临床研究的数量逐年增加。一些正在进行的临床实验显示，iPSC-NK 细胞疗法具有强烈的抗肿瘤反应。例如，iPSC-NK 细胞在体外对多种血液和实体瘤细胞系（包括卵巢癌、髓系白血病和黑色素瘤）表现出效应细胞毒性反应（表 1）。表 1. 研究 iPSC-NK 细胞治疗产品的临床研究[2, 3]iPSC-NK 的发展蓝图在原代 NK 细胞中，涉及许多细胞死亡的病毒整合是一个效率低下的工程。然而，iPSC 细胞非常适合这些病毒整合方法，允许直接敲入或敲除基因，iPSC-NK 细胞更容易以可靠和有效的方式进行基因工程改造。iPSC-NK 细胞经过基因工程改造，可克服与 NK 疗法相关的各种限制。可尝试的 iPSC-NK 修饰包括：1）CD16 受体的突变版本以抑制 ADAM17 蛋白酶的切割，从而增强 ADCC 和抗肿瘤能力；2）IL15/IL15r 融合受体以改善体内持久性；3）CARs 用于改善抗肿瘤细胞毒性；4）CD38 受体敲除以防止组合抗体治疗的相互干扰；5）重组 CD4/CD3 ζ 受体增加 NK 细胞毒性；6）删除 CISH 基因来靶向检查点抑制剂。iPSC 经过基因修饰大大提高了抗肿瘤活性及持久性。寻找一种方法使 CAR-NK 细胞更安全有效，这对于下一代细胞疗法至关重要。iPSC-CAR-NK 技术可能是未来更加优于 CAR-T 的免疫细胞疗法。图 4. 基因修饰 iPSC-NK 疗法[3]看过文章的朋友们，有没有对 iPSC-NK 细胞疗法产生浓厚的兴趣？Bio-Techne 能为您提供 iPSC-NK 细胞研究完整的解决方案。图 5. iPSC-NK 细胞产品解决方案iPSC 诱导分化常用蛋白或小分子：”如需了解更多信息，可致电 400-8213475 官方电话，或长按识别二维码联系当地经销商咨询～内容策划：邹礼平内容审核：陆雯芸题图来源：图虫创意参考文献[1] X Shankar K, Capitini CM, Saha K. Genome engineering of induced pluripotent stem cells to manufacture natural killer cell therapies. Stem Cell Res Ther. 2020 Jun 16;11(1):234. doi: 10.1186/s13287-020-01741-4. PMID: 32546200; PMCID: PMC7298853.[2] Zhang L, Meng Y, Feng X, Han Z. CAR-NK cells for cancer immunotherapy: from bench to bedside. Biomark Res. 2022 Mar 18;10(1):12. doi: 10.1186/s40364-022-00364-6. PMID: 35303962; PMCID: PMC8932134.[3] Laskowski TJ, Biederstädt A, Rezvani K. Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2022 Oct;22(10):557-575. doi: 10.1038/s41568-022-00491-0. Epub 2022 Jul 25. PMID: 35879429; PMCID: PMC9309992.