优替济生创始人赵阳兵:CRISPR/Cas9基因编辑技术通过定向敲除肿瘤免疫检查点分子,推进癌症免疫治疗的发展丨峰客创见
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导读:CRISPR/Cas9作为一种新兴的基因编辑技术,通过定向敲除肿瘤免疫检查点分子或者通过快速简便的基因编辑,而被广泛应用于肿瘤治疗领域,其显著降低了肿瘤免疫治疗的操作难度,同时也极大促进了肿瘤免疫治疗研究的发展。
重庆第三军医大学军医系博士、优替济生创始人赵阳兵做客医麦客《峰客访谈》
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嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法的出现改写了肿瘤免疫治疗的历史进程,尤其在血液瘤领域,然而受限于昂贵的价格以及复杂的个体化生产制备流程,CAR-T的临床大规模推广始终是考验药企的一大难题。因此能够大大缩短产品的开发时间,更具成本效益的同种异体通用型CAR-T细胞疗法便顺应发展趋势,成功在细胞治疗领域掀起了研发热。
目前行业的通用CAR-T主要包括两类,一类是通用CAR设计,另一类是通用T细胞设计。通用CAR设计就是基于特殊结构设计使在不需要进一步进行基因改造的前提下使T细胞可靶向多种肿瘤抗原。具有代表性的技术包括SUPER CAR(基于亮氨酸适配器的分体式CAR)和生物素结合免疫受体(BBIR CAR)。而通用T细胞设计就是基于一定的基因编辑技术或其他技术使同种异体方式产生的T细胞过继输注给患者,启动特定的肿瘤免疫杀伤功能,同时避免供体T细胞与患者发生免疫排斥(即移植物抗宿主病GvHD)。
通用型CAR-T除了通过基因编辑转入外源CAR表达基因外,同时还需要消除移植物抗宿主反应(GvHD)以及宿主对于外来细胞的排异反应(HvG),通常会去除T细胞表面的TCR、HLA或CD52分子,通过这一系列的体外操作加工制备成即用型(off-the-shelf)细胞回输制品,这样的细胞制品理论上可大幅降低CAR-T细胞生产成本。其标准化细胞采集及回输流程,有望从根本上解决CAR-T产品可及性问题,然而UCAR-T的技术研发与临床研究仍然处在一个探索阶段,也面临着体内有效扩增、体内存留时间、T细胞亚群的比例和临床适应症拓展等一系列挑战。
近日,在医麦客联合恺佧生物主办的2021通用型细胞药物开发论坛上,优替济生创始人赵阳兵博士带来了《CRISPR/Cas9 基因编辑T细胞的研发趋势》主题报告,并做客医麦客《峰客访谈》,以下是访谈内容的整理。
赵阳兵博士在2021通用型细胞药物开发论坛上分享报告
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基因编辑技术是一种通过使用靶序列特异性工程核酸酶来操纵真核基因组的新兴治疗手段,包括模型细胞系的开发、疾病机理的发现、疾病靶标的确定、转基因动植物的开发和转录调节。由于基因编辑技术在促进基因组中序列的正确校正方面所具有的特殊优势,基于基因编辑的疗法正被积极地开发为治疗多种疾病的下一代治疗方法。到目前为止基因编辑系统历经3代,包括锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应子核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas9。
CRISPR/Cas9作为一种新兴的基因编辑技术,通过定向敲除肿瘤免疫检查点分子或者通过快速简便的基因编辑,而被广泛应用于肿瘤治疗领域,其显著降低了肿瘤免疫治疗的操作难度,同时也极大促进了肿瘤免疫治疗研究的发展。
对于CRISPR/Cas9基因编辑技术有怎样的优势,赵阳兵博士谈到:“CRISPR/Cas9基因编辑技术对于基因治疗的发展起到一个重大的推动作用。
虽然以前也有类似的基因编辑技术,但是因为技术要求高、难度大、多基因敲除功能弱,所以一直推广不开。但CRISPR/Cas9出来以后,因为起点低、容易做、成本低、可以高效地同时敲除多个基因,所以在整个肿瘤治疗领域,尤其是在我们细胞治疗领域,已经有很多相关的技术整合到了我们的产品里边。”
在通用型药物开发领域,CRISPR/Cas9基因编辑技术起到了很大的助力作用。
“异体通用平台建立的难点主要来自异体移植,而异体T细胞移植主要存在两个问题:
一是宿主对于外来细胞的排异反应(HvG),异体T细胞移植以后会被机体快速地排斥,要怎么样通过基因编辑防止它过早地被排斥。
二是会产生移植物抗宿主病(GvHD),这个严重的副作用怎么通过基因编辑去防止。
这在以前很难解决,因为想敲除一个基因是很难的,但是现在CRISPR基因编辑技术出来以后,就变得非常容易了。简单地说,我们把TCR敲掉以后,能保证我们不管将多少TCR阴性的T细胞打到机体里面,都不会产生GvHD。
在移植物排斥反应方面,现在有很多公认的排斥抗原会引起急性的排斥反应,我们可以把它敲掉。同时,有些会诱导机体NK细胞反应的分子也可以把它敲掉。基因编辑提供了很多手段,可以让我们很容易地把初步的通用平台建立起来,是一个很有用的工具。”
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赵阳兵于1985年毕业于重庆第三军医大学军医系。1990年和1994年分别获第三军医大学移植免疫学硕士和博士。1996年至1999年为以色列魏茨曼科学研究所免疫系访问学者,从事基因修饰的T细胞用于骨髓异体移植免疫耐受的研究。2000年至2002在杜克大学基因和细胞治疗中心研究RNA转染树突状细胞的肿瘤疫苗。2003年至2009在美国国立癌症研究所外科StevenRosenberg实验室研发并用于临床实验的NY-ESO-1 TCR,Her2,CD19和 VEGFR CART等技术。
2009年加入CarlJune团队,任美国宾西法尼亚大学病理实验室副教授,宾西法尼亚大学细胞免疫治疗中心T细胞工程实验室主任。并将多项CAR-T,TCR-T的研发成果及CRISPR技术转化为临床研究治疗多种癌症病人。发表50多篇CART/TCRT文章并申报90多项国际专利。赵阳兵与Carl June等人于2015年创建Tmunity Therapeutics。2019年创建了上海优替济生。
谈及创立优替济生的初心,赵阳兵表示:“出国以后,我参与了很多国外的临床研究、产品研发,感觉最大的问题就是进展非常慢。我们做了很多工作,但是很难尽快地用到临床上去。
现在,国内监管的‘双轨制’提供了一个很有效的平台,我回国创业也是希望能够利用国内的监管资源、病人资源以及很多其它的一些资源。希望能够把这些资源结合到一起,尽快地将新技术用到病人身上,最后能真真正正地为病人提供服务,为大家解除难题。”
对于优替济生的未来发展方向,赵阳兵博士规划:“优替济生成立以后,我们主要希望能够在细胞治疗领域,尤其是针对实体瘤治疗或者治疗后的防复发方面做一些工作。
首先,我们建立了一个抗体的筛选平台,同时,对于肿瘤逃逸这个大问题,我们也建立了多靶的平台。
我们主要是希望通过对T细胞的进一步修饰,从而改进T细胞功能,让不管是自体的还是通用的CAR-T、TCR-T都能在治疗上有所突破,这也是我们以前在宾大时一直做的工作。进一步修饰后的T细胞进入到体内以后,不仅能杀伤肿瘤,还不会被肿瘤的微环境所抑制,能够持续增值、持续杀伤肿瘤。我们研发出了类似的,但效果更好、更能够调动机体免疫系统的一个产品,就是我们的LACO平台。
通用平台是最终的发展方向,自体的生产受很多限制,今天会上也说了,有些病人根本就生产不出细胞,或者生产成本很高,所以最终还是要靠通用平台来发展。
除了刚才说的,我们还有一个RNA电转的技术,我们把RNA电转、CAR-T、修饰T细胞作为一个产品,已经初步在临床上进行了尝试,初步效果也证明RNA电转技术不仅安全,而且也可以起到一个有效的平台的作用。
我们希望能尽快地把肿瘤治疗的有效性做出来,然后找到合适的通用平台。因为通用平台不单纯是基因编辑细胞,很多细胞比如说NK细胞、γδT细胞甚至干细胞来源的都可以做,我们想找一个更合适我们产品的通用平台把这个产品推行下去。”
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“尽管现在有大分子药、小分子药、手术、化疗、放疗等手段,肿瘤尤其是实体瘤的治疗还是非常困难的。上述手段对一些病人可以起到作用,但是还有很大一部分病人,尤其是经过前面这些治疗手段以后复发难治的,几乎没有太多的治疗方法。
目前,细胞治疗主要局限于缺乏肿瘤特异性靶点以及受到肿瘤微环境(TME)的干扰。因此,有效的T细胞免疫疗法不仅要特异地靶向肿瘤,还需要更进一步地修饰以避免受TME的抑制。基因编辑技术极大地促进了通用CAR-T和通用TCR-T细胞治疗癌症的发展,这在推进癌症免疫治疗领域具有很大的前景。我们希望能通过细胞免疫治疗,把机体的免疫系统调动起来,最终靠机体的免疫系统把肿瘤控制住。
所以,未来的肿瘤治疗发展方向应该是多种综合疗法相结合的联合治疗模式。”
参考资料:
2021通用型细胞药物开发论坛大会组委会官方资料