楊林:CAR-NK細胞療法,有望開啟下一代腫瘤細胞治療

來源:醫藥魔方      發布日期:2020-03-25    瀏覽量:5037

近日,來自德克薩斯大學M.D.安德森癌癥中心等機構的研究人員公布了美國首個CAR-NK細胞臨床試驗(NCT03056339)的結果。研究顯示,用臍帶血來源的CAR-NK療法治療既往接受過大量治療的復發或難治性非霍奇金淋巴瘤(NHL)和慢性淋巴細胞白血病(CLL)患者后,大多數患者產生了臨床響應,且未出現主要的毒性作用。相關數據發表于頂級醫學期刊NEJM雜志上[1]。

具體來說,研究者們從捐贈的臍帶血中分離出NK細胞,經過逆轉錄病毒載體轉導相關基因使NK細胞表達理想的嵌合抗原受體(CAR),用以識別癌癥特異性抗原(在該研究中為CD19)。該研究中使用的NK細胞經過改造還能夠表達用于增強NK細胞在體內擴增和存活的細胞因子白細胞介素15和一種起安全開關作用的酶—— 可誘導型caspase 9。


11例患者(5例CLL患者、6例NHL患者)在淋巴細胞清除性化療后接受單劑臍帶血來源的CD19 CAR-NK細胞治療,以三種劑量(1×105、1×106或1×10 CAR-NK細胞/kg體重)之一給藥。前9例患者接受CD19 CAR-NK細胞治療前進行了人類白細胞抗原(HLA)匹配,但最后兩例患者未進行HLA匹配。


CAR-NK療法的臨床響應和緩解后治療(來源:NEJM)

 

療效方面,參與研究的11例患者中,有8例(73%)在接受治療30天內響應CD19 CAR-NK療法,中位隨訪13.8個月后,8例患者中有7例(3例CLL、4例NHL)獲得完全緩解(CR),不再顯示疾病跡象。不過,需要指出的是,在接受CAR-NK治療后達到緩解的8例患者中,有5例接受了緩解后治療。

 

安全性方面,沒有患者出現細胞因子釋放綜合征(CRS)或神經毒性。治療后包括IL-6在內的炎性細胞因子水平未增加。此外,盡管使用了供者細胞,也沒有發生移植物抗宿主病。

 

持久性方面,所有劑量水平的CAR-NK細胞在被回輸到患者體內一個月內均反應明顯,且在回輸至少一年后依然在患者體內以低水平存在。

 

生產方面,與自體CAR-T療法不同(需要使用患者自己的T細胞進行基因改造,生產過程需要數周),由于該研究中使用的CAR-NK細胞是同種異體的,即細胞來源于健康供者,因此有望實現提前生產并存儲起來,以便需要時可立即使用。此外,1例供者的臍帶血可生產出用于多例患者的CAR-NK產品。

 

總結來說,這些數據和信息表明,在針對CD19陽性血癌患者的I/II期臨床試驗中,CAR-NK細胞療法顯示出了安全性和有效性。這一令人鼓舞的初期結果支持開展進一步的臨床研究,調查同種異體臍帶血來源的CAR-NK細胞能否作為癌癥患者的治療選擇。


專家訪談


CAR-NK是繼CAR-T之后最令人期待的工程細胞療法之一。基于NEJM報道的這些數據,有幾個問題引人深思,如CAR-NK毒性非常低的可能原因是什么?除了健康供者臍帶血,CAR-NK還有哪些來源?除了CD19,可用于開發CAR-NK的靶點還有哪些?在治療實體瘤方面,CAR-NK是否與CAR-T一樣困難?CAR-NK還有哪些方面需要優化?

 


楊林教授

 

近日,帶著這些疑問,醫藥魔方Pro采訪了國內早在2014年就已率先布局CAR-NK療法的博生吉公司的董事長楊林教授。楊林教授在采訪中表示,M.D.安德森癌癥中心所獲得的這些數據表明,CAR-NK細胞具有成為一種現貨型(off-the-shelf)同種異體細胞治療的強大潛力,在不久的將來很有可能成為CAR-T治療的一大競爭對手。

 

以下是采訪實錄:


醫藥魔方Pro:首先,能否請您點評一下NEJM公布的這些數據?

 

楊林教授:從2017年兩款CD19 CAR-T細胞治療產品Yescarta和Kymriah獲批上市以來,腫瘤細胞治療一直都是以患者自體免疫細胞為主要原材料,經體外活化、基因修飾、擴增培養之后再回輸至患者體內。這種細胞制備方式主要有三大問題:(1)以患者自身T細胞為原材料,其品質不一,制備時容易有失敗風險;(2)自體CAR-T制備時間較長(含質控約14天左右),某些疾病進展較快的患者無法等待這么長時間;(3)由于每一份細胞都需要一套完整的制備和質控流程,因此價格非常高昂(美國約為40萬美元左右)。為了解決這些問題,發展同種異體細胞治療產品成為這兩三年內腫瘤免疫細胞治療領域的主要方向之一。

 

在這篇NEJM中,11例接受異體CD19 CAR-NK細胞回輸治療的患者中,有8例(73%)達到客觀緩解(OR),其中7例患者達到完全緩解(CR),其療效并不亞于市面上的CD19 CAR-T細胞治療產品。除此之外,CAR-NK細胞毒副作用較低,在所有患者中都沒有看到CAR-T細胞治療常見的細胞因子風暴(CRS)及神經毒性副作用;即使在HLA完全不匹配時,也沒有造成移植物抗宿主病(GvHD)的情形。此外,從臍血來源制備的CAR-NK細胞,每批次能生產超過100人份的劑量,生產成本比起CAR-T細胞大幅降低。綜合以上優勢,這篇文獻的數據證明,CAR-NK細胞具有成為一種現貨型(off-the-shelf)同種異體細胞治療的強大潛力,在不久的將來很有可能成為CAR-T治療的一大競爭對手。

 

醫藥魔方Pro:NEJM報道的試驗中,CAR-NK顯示的毒性非常低,您認為可能的原因是什么?

 

楊林教授:我認為,CAR-NK毒性較低的原因,主要與細胞本身不容易導致過高的細胞因子分泌有關。CAR-T治療最常見的毒副作用為細胞因子風暴(CRS),其主要是由于IL-6升高所導致。NEJM的這篇論文也提到,CAR-NK受試者的IL-6濃度均處于較低的水平;CAR-T治療另一個常見的副作用則是神經毒性,有報道指出這類神經毒性的產生與IL-1的分泌較為相關,不過NEJM報道的這項試驗似乎沒有檢測IL-1的濃度,因此無法明確判斷是否CAR-NK也產生較低的IL-1因子。

 

醫藥魔方Pro:除了使用健康供者臍帶血,CAR-NK還有哪些來源?

 

楊林教授:首先,以原代細胞來說,除了NEJM這篇論文中提到的健康供者臍帶血之外,NK/CAR-NK細胞治療的細胞來源還有健康供者周邊血液以及產后的胎盤組織。

 

另外,由于NK腫瘤細胞株NK-92也展現出了與正常NK細胞類似的細胞殺傷活性,許多NK-92及CAR-NK-92產品目前也處于臨床測試階段,不過這類產品由于安全性的因素,在生產過程中須經過輻照處理以消除其體內擴增能力,從目前已經公布的臨床數據來看,似乎療效有限。

 

除上述細胞來源之外,人類多能干細胞,比如臍血來源的造血干細胞以及誘導性多能干細胞(iPSC),都已經成功被誘導成NK細胞,并具有良好的細胞殺傷能力。由于干細胞可以提供無限生長且品質均一穩定的細胞來源,所以被視為最具潛力的細胞治療產品來源。去年,美國Fate Therapeutics公司經誘導性多能干細胞(iPSC)分化而得的NK細胞(FT500)已正式進入I期臨床,第二個改良型的NK產品(NK516)也在去年底獲得IND批準,相信不久的將來,iPSC來源的CAR-NK細胞也會很快進入臨床測試階段。

 

醫藥魔方Pro:目前,可用于開發CAR-NK的靶點有哪些?這些靶點是如何選擇的?


楊林教授:目前已經用于CAR-T細胞上的靶點,如CD19、BCMA、以及其他靶點等,都可以用在CAR-NK治療上,所以在靶點選擇策略上,CAR-T和CAR-NK是非常類似的。NEJM報道的這項試驗之所以選擇CAR-T最常見的CD19作為第一個靶點,也算是一種proof-of-concept的做法,可以有效地比較CAR-T和CAR-NK的不同,據我所知,M.D.安德森癌癥中心同一研究團隊的BCMA-CAR-NK項目也在加速開展中。

 

值得一提的是,我認為,與CAR-T在治療B細胞癌癥方面臨床療效顯著不同,CAR-NK細胞對于治療T細胞惡性腫瘤相關適應癥(比如:急性 T 淋巴細胞白血病及T淋巴母細胞淋巴瘤)是非常有優勢的。對于使用CAR-T細胞來治療T細胞惡性腫瘤來說,主要有兩大瓶頸:(1)若使用患者自體CAR-T細胞治療時,容易有腫瘤T細胞污染的問題;(2)不論自體或異體回輸,使用T細胞作為原材料時,必須提前利用基因編輯或其他策略去除T細胞自身表面上的靶點,否則在轉染CAR之后會有CAR-T細胞自殺(fratricide)的問題。而使用異體回輸的CAR-NK細胞則可以有效避免這兩點問題,因此若要開展CAR-NK項目,我建議優先應用于T細胞惡性腫瘤這類適應癥上。


醫藥魔方Pro:在治療實體瘤方面,CAR-NK是否也面對與CAR-T一樣的難題?


楊林教授:是的,實體瘤治療的主要困難點之一在于腫瘤的異質性(heterogeneity),因此,無論是CAR-T或CAR-NK,單一靶點的CAR免疫細胞都無法完全清除所有的實體腫瘤細胞;另外一個實體瘤治療的瓶頸則在于腫瘤微環境(tumor microenvironment,TME),先前的報道指出,TME同樣也會造成NK細胞在腫瘤內部缺氧、營養不足和代謝失調的情況。總結以上兩點,我認為要克服實體瘤的困難,不論是CAR-T或CAR-NK都還需要進一步改造,或者利用與其他藥物聯用的方式,來達到更好的腫瘤清除效果。

 

醫藥魔方Pro:博生吉是何時開始啟動CAR-NK研發的?研發過程中有沒有遇到什么困難?

 

楊林教授:博生吉自2014年就開始啟動CAR-NK的研發工作。不過當時采用的技術路線與Nantkwest公司類似,是以NK92細胞為效應細胞來進行CAR-NK的制備。在成功建立了大規模制備工藝的基礎上,我們開展了針對實體腫瘤和血液腫瘤的POC臨床研究工作,取得了一些成績。不過NK92細胞存在諸多限制,除了前面提到的需要輻照處理之外,還包括體內存活時間極短,大約只能存活3天左右,因此需要重復多次給藥;此外,NK92細胞在體內沒有擴增能力。因此以NK92細胞為基礎開展的CAR-NK治療,由于失去了細胞藥物實現臨床療效最關鍵的體內擴增與持續性兩個關鍵屬性,其臨床療效大打折扣。再加上多次重復給藥和高劑量給藥的要求,也急劇增加了治療成本。臨床新藥的開發,治療療效是基本要求,如果基于NK92的CAR-NK產品其療效無法與CAR-T競爭,那么這樣的產品競爭力和生命力就會很差。鑒于這樣的情況,博生吉在2017年就暫停了基于NK92細胞的CAR-NK研發。不過異體現貨型細胞產品仍然是博生吉的追求目標,因此博生吉正在積極開發更具競爭力和生命力的異體現貨型細胞療法——CAR-γδT,并取得了可喜的進展,目前正在啟動POC臨床試驗和IND申報的準備工作。

 

醫藥魔方Pro:您認為,目前CAR-NK還有哪些需要優化的方面,或者還有哪些難題需要克服?

 

楊林教授:就NEJM報道的研究結果來看,我認為,的確有些內容是研究者還需要進一步探索的。第一,此臨床試驗中的11例患者均使用新鮮回輸的NK細胞,若想真正成為一種現貨型的產品,研究者還需確認凍存后的細胞是否可以達到相同的療效;第二,研究者預估CAR-NK細胞和CAR-T細胞都可能會有腫瘤復發的可能,所以此臨床研究允許在主治醫師的決定下使用其他治療,以確保患者達到有效緩解,但也由于這個原因,單獨使用CAR-NK治療時的療效持續時間,在本研究中沒有得到明確的評估;除此之外,11例患者中,有9例患者使用的CAR-NK細胞的HLA配型是部分相配(4 of 6 matches at HLA loci A, B, and DRβ1)的,僅有2例患者沒有考慮配型問題,因此我認為CAR-NK治療是否可以完全不考慮HLA配型,可能還需要入組更多的患者再做進一步確認。

 

醫藥魔方Pro:最后,總體來說,您如何看待CAR-NK的前景?是否比CAR-T更令人期待?

 

楊林教授:綜合NEJM報道的數據和信息,臍血來源的CAR-NK細胞產品較目前市面上的自體CAR-T細胞治療具有許多優勢,主要包括:成本較低、患者無須等待制備時間、毒副作用較低等等。因此如果這個CAR-NK細胞產品將來能成功獲批上市,對于市場沖擊將會是非常巨大的。這些優勢將會一直存在,直到新一代的細胞治療產品(例如:干細胞來源的免疫細胞療法)上市為止。也因此,我認為企業必須不斷地創新求變,開展新靶點、新適應癥,新產品的研發,才能在這個瞬息萬變的細胞治療市場中生存及發展。


相關論文:

[1] Enli Liu et al. Use of CAR-Transduced Natural Killer Cells in CD19-Positive Lymphoid Tumors. NEJM(2020).

 

參考資料:

1# CD19 CAR NK-cell therapy achieves 73% response rate in patients with leukemia and lymphoma(來源:University of Texas M.D. Anderson Cancer Center)

2# CAR Natural Killer Cell Therapy Safe and Effective in First Trial (來源:JAMA)

3# 應用CAR轉導的自然殺傷細胞治療CD19陽性淋巴腫瘤(來源:NEJM)

4# Engineered natural killer cells may be the next great cancer immunotherapy (來源:Science)

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