通用CAR-T的前世今生丨医麦猛爆料

今天是2018年12月28日

农历冬月廿二

医麦客：你可能了解不全面的通用CAR-T

2018年12月28日/医麦客 eMedClub/--CAR-T细胞疗法自问世以来，在临床上显示出较大的优势和潜力。CAR-T的核心部件是嵌合抗原受体（CAR），赋予了T细胞非HLA依赖的识别肿瘤抗原的能力。在研究以及应用过程中，针对T细胞的特异性和功能活性，CAR的结构也经历了数次革新进化。

第1-4代CAR-T结构示意图

即便如此，CAR-T细胞疗法由患者自体T细胞在体外工程化然后回输，是极具个性化的疗法，一种疗法治针对一位患者，生产制备周期长，产品一致性难以保证且治疗费用高。对于婴幼儿以及重症患者，更是由于无法获得足够的效应T细胞，而不能作为有效疗法。

所以，研究者们探索着，是否可以设计制造出通用型CAR-T，使改变传统CAR-T固定化设计需要每次对T细胞重新改造才能实现新的功能，并通过同种异体的方式产生可现货可规模生产制造的CAR-T细胞治疗产品。

在极富创造力的研究者手中，诞生了通用型CAR-T。 Cellectis的UCAR-T19成功挽救了身患白血病的1岁小女孩Layla的生命之后，一时间引发了社会极大地关注；而在UCAR-T123作为Cellectis自主研发的首要产品，出现了1例死亡事件后，也是造成了很大的恐慌。

关于通用CAR-T的前世今生，我们就来聊一聊！

通用CAR-T概述

以下将对现有的通用CAR-T技术进行归纳。总的来说，通用CAR-T包括两类：通用CAR设计和通用T细胞设计。

通用CAR-T的分类

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。

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）。

相关技术与产品

接下来将对以上这些技术以及相关公司的产品开发进行介绍。

1. SUPER CAR（基于亮氨酸适配器的分体式CAR）

SUPER CAR是一种分离、通用、可编程式（split universal programmable, SUPRA）CAR系统。该系统由两部分组成——带有亮氨酸适配器的T细胞通用受体（zipCAR），以及带有亮氨酸适配器的能靶向肿瘤特异性抗原的scFV配体（zipFV）。

SUPER CAR系统结构示意图

该研究发表于Cell，题为Universal Chimeric Antigen Receptors for Multiplexed and Logical Control of T Cell Responses。从研究结果可见，该SUPER CAR系统能够感知并逻辑响应多种抗原信号，能够对T细胞激活反应的强度进行调节从而减轻副作用，能够调控不同类型免疫细胞的信号通路以实现对不同类型T细胞的控制。这些功能主要是通过组合生物学设计的基于亮氨酸适配器的不同组合以及不同强度结合来实现的。

2. 生物素结合免疫受体 （BBIR CAR）

BBIR CAR系统结构示意图

BBIR CAR系统也由两个部分组成——结合在T细胞表面的亲和素以及结合抗原特异性分子的生物素（包括scFV、mAbs或肿瘤特异性配体）。该系统通过亲和素和生物素的非共价作用实现T细胞靶向肿瘤抗原并激活。

研究结果显示，在低浓度（0.1ng/mL）生物素化抗原分子的情况下，BBIR-T细胞仍能靶向抗原发生特异性反应。在生物素上逐步添加相应的抗体，发现BBIR-T细胞可以按顺序识别多种肿瘤相关抗原，说明BBIR系统可拓展常规CAR-T细胞疗法。

3. 基于基因编辑的通用T细胞：TALEN/ZNF/CRISPR Cas9

基于基因编辑的通用T细胞是现在研究较多的通用CAR-T细胞治疗类型，且有部分公司相关产品已进入临床研究。其中，采取的基因编辑手段有不同（包括TALEN/ZNF/CRISPR Cas9等），同源异体T细胞的来源有不同（包括iPSC等）。以下将对其进行介绍。

• Cellectis（Talent）

首先，我们要介绍的法国 Cellectis 公司，其在研的细胞疗法就是现在全球临床进展最快的通用CAR-T(UCART)。

Cellectis基于Talent基因编辑技术，开发的同种异体CAR-T技术平台。用于治疗急性淋巴性白血病(ALL)、多发性骨髓瘤(MM)、急性骨髓性白血病(AML)、以及母细胞性浆细胞样树突状细胞肿瘤(BPDCN)。

目前，公司在研的通用型CAR-T产品包括四个靶点，分别为CD19、CD123、CD22以及CS1。其中，最成熟的UCART19经过辉瑞(Pfizer)、Cellectis以及Servier等多家公司授权，美国市场的开发和商业化已转于Allogene负责，Servier负责全球其他国家和地区的市场。

此外，UCRAT123作为Cellectis自主研发的首要产品，在出现1例死亡事件两个月后， 2017年11月，Cellectis公司宣布，在达成一致的临床方案调整的前提下，美国FDA允许其在研产品UCART123针对急性髓系白血病(AML)，以及母细胞性浆细胞样树突细胞肿瘤(BPDCN)的两项I期临床试验继续进行。

2018年6月，美国FDA批准了公司第三款同种异体CAR-T细胞疗法——UCART22的新药临床试验申请(IND)，用于复发性或难治性CD22阳性B细胞急性淋巴细胞白血病(CD22+ B-ALL)成人患者的治疗。

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• Fate Therapeutics（iPSC，CRISPR）

2018 AACR年会上，Fate Therapeutics公司的肿瘤免疫治疗副总裁—Bob Valamehr博士公布了这一突破性CAR-T疗法的临床前研究结果，彰显特异性、功能性以及有效性。

其中FT819是一款off the shelf(现货)、TCR-less(完全消除TCR)的CD19 CAR T细胞产品，与传统的CAR-T细胞疗法相比，其对于癌症患者来说，可能更容易获得。

研究人员通过将CAR引导至单个多能细胞中的T细胞受体α恒定(TRAC)基因座，确保完全消除TCR。FT819完全消除TCR，纯CAR表达，正如通过几次临床试验所了解到的，即使有很少表达TCR的细胞也会引发GVHD，因此，这种纯CAR表达的产品现在是安全和高效的。

具体来说，用于生产制造FT819的主细胞系是诱导多能干细胞(iPSC)系。与自体(使用来自患者自身的细胞)和同种异体(使用来自捐献者的细胞)方法相比，使用主iPSC系生产的CAR-T细胞具有明显的优势。其中包括：主iPSC系拥有无限的自我更新能力，并且可以进行储存和可再生使用。Valamehr及其同事使用他们先前开发的专利平台创建主iPSC系。

另外，除了靶向CD19阳性肿瘤细胞的CAR外，FT819还具有旨在扩大有效性的第二靶向受体，该CD16Fc受体可以结合抗体包被的肿瘤细胞。这使得FT819可以与其他经过证明的癌症治疗方案(如靶向CD20阳性肿瘤细胞的单克隆抗体)组合施用，以潜在地克服肿瘤抗原逃逸。

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• CRISPR Therapeutics（CRISPR）

CRISPR Therapeutics在AACR年会上公布了其公司在研同种异体CAR-T细胞项目的最新研究数据，证明了通过CRISPR基因编辑技术对于靶向BCMA和CD70的CAR-T细胞具有较高的编辑率、一致性表达、选择性以及强大的细胞杀伤力。

早在2017年11月的癌症免疫治疗协会(SITC)年会上，该公司首次公布了基于CRISPR开发的同种异体CAR-T临床前研究结果。包括CD19 CAR-T、CD70 CAR-T以及BCMA CAR-T。

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• Poseida Therapeutics（PB转座子）

2017年12月，专注于开发新型CAR-T疗法，致力于将最佳的基因编辑技术转化为挽救生命的治疗药物的Poseida Therapeutics公司在ASH年会上公布了多项重量级临床进展，其中包括通用CAR-T，P-BCMA-ALLO1的临床前进展。

Poseida公司将高保真NextGEN(NG)CRISPR基因编辑系统与非病毒piggyBac(PB)DNA转座技术结合使用，主要在高度可取的记忆性干细胞样T细胞亚群中产生CAR-T细胞，开发了P-BCMA-ALLO1，这是一种现成的(off-the-shelf)同种异体CAR-T细胞产品。

克服了自体CAR-T细胞面临的诸如制造时间、重现性、一致性和成本等重大挑战，以及由病毒载体产生的CAR-T细胞倾向于由分化的T细胞亚群组成，与较差的体内耐受性相关等这些限制，可以给予任何多发性骨髓瘤(MM)患者。

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• Gilead/Kite(ZFN)

2018年2月，Gilead/Kite与Sangamo Therapeutics共同宣布，两家公司已经达成全球合作，前者将使用后者的的锌指核酸酶(ZFN)技术平台开发下一代治疗不同肿瘤的自体和异体细胞疗法。

作为编辑免疫细胞的工具，基因编辑的出现有希望开发能潜在改善安全性、疗效和效率的治疗方法。

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4. 不基于基因编辑的通用T细胞：TCR抑制剂TIM

2018年7月，Celyad宣布美国食品和药物管理局(FDA)已接受该公司的CYAD-101的研究性新药(IND)申请，值得注意的是，这是全球第一个非基因编辑的同种异体CAR-T临床项目。

美国FDA已经表明，允许进行代号为Allo-SHRINK的临床试验，评估CYAD-101联合化疗在无法切除的结直肠癌患者中的安全性以及临床有效性。

其中CYAD-101是Celyad的第一个同种异体CAR-T细胞产品，编码公司的自体CYAD-01 CAR-T和新型肽，TIM(TCR抑制分子)，TCR信号传导的抑制剂。其中TCR信号传导负责移植物抗宿主病(GvHD)，因此篡改或消除其信号可以减少或消除GvHD。

在CYAD-101中，TIM肽与CAR构建体一起编码，允许通过单个转导步骤产生同种异体T细胞。此外，CYAD-101还受益于Celyad已经进入临床的自体CAR-T细胞产品高度相似的制造工艺。

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通用CAR-T细胞治疗相对于普通CAR-T细胞治疗有明显的优势，但也有更高的安全性和特异性要求。在有越来越多的公司和研究者投入其中，我们相信这一领域将迎来后续的发展。

（关于通用CAR-T细胞治疗国内外公司的融资信息将在下一次文章中给大家带来，敬请关注！）

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