楊林:CAR-NK細胞療法,有望開啓下一代腫瘤細胞治療

来源:医药魔方      发布日期:2020-03-25    浏览量:4727

近日,來自德克薩斯大學M.D.安德森癌症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複發或難治性非霍奇金淋巴瘤(NHL)和慢性淋巴細胞白血病(CLL)患者後,大多數患者産生了臨床響應,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]。

具体来说,研究者们从捐赠的脐带血中分离出NK细胞,经过逆转录病毒载体转导相关基因使NK细胞表达理想的嵌合抗原受体(CAR),用以识别癌症特异性抗原(在该研究中为CD19)。该研究中使用的NK细胞经过改造还能够表达用于增强NK细胞在体内扩增和存活的细胞因子白细胞介素15和一种起安全开关作用的酶—— 可诱导型caspase 9。


11例患者(5例CLL患者、6例NHL患者)在淋巴细胞清除性化疗后接受单剂脐带血来源的CD19 CAR-NK细胞治疗,以三种剂量(1×105、1×106或1×10 CAR-NK细胞/kg体重)之一给药。前9例患者接受CD19 CAR-NK细胞治疗前进行了人类白细胞抗原(HLA)匹配,但最后两例患者未进行HLA匹配。


CAR-NK療法的臨床響應和緩解後治療(來源:NEJM)

 

療效方面,參與研究的11例患者中,有8例(73%)在接受治疗30天内响应CD19 CAR-NK疗法,中位随访13.8个月后,8例患者中有7例(3例CLL、4例NHL)获得完全缓解(CR),不再顯示疾病迹象。不過,需要指出的是,在接受CAR-NK治療後達到緩解的8例患者中,有5例接受了緩解後治療。

 

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。治療後包括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,且在回輸至少一年後依然在患者體內以低水平存在。

 

生産方面,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,生産過程需要數周),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産並存儲起來,以便需要時可立即使用。此外,1例供者的臍帶血可生産出用于多例患者的CAR-NK産品。

 

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細胞能否作爲癌症患者的治療選擇。


專家訪談


CAR-NK是繼CAR-T之後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麽?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,医药魔方Pro采访了国内早在2014年就已率先布局CAR-NK疗法的博生吉公司的董事长楊林教授。楊林教授在采访中表示,M.D.安德森癌症中心所获得的这些数据表明,CAR-NK细胞具有成为一种现货型(off-the-shelf)同种异体细胞治疗的强大潜力,在不久的将来很有可能成为CAR-T治疗的一大竞争对手。

 

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:从2017年两款CD19 CAR-T细胞治疗产品Yescarta和Kymriah获批上市以来,肿瘤细胞治疗一直都是以患者自体免疫细胞为主要原材料,经体外活化、基因修饰、扩增培养之后再回输至患者体内。这种细胞制备方式主要有三大问题:(1)以患者自身T细胞为原材料,其品质不一,制备时容易有失败风险;(2)自体CAR-T制备时间较长(含质控约14天左右),某些疾病进展较快的患者无法等待这么长时间;(3)由于每一份细胞都需要一套完整的制备和质控流程,因此价格非常高昂(美国约为40万美元左右)。为了解决这些问题,发展同种异体细胞治疗产品成为这两三年内肿瘤免疫细胞治疗领域的主要方向之一。

 

在这篇NEJM中,11例接受异体CD19 CAR-NK细胞回输治疗的患者中,有8例(73%)达到客观缓解(OR),其中7例患者达到完全缓解(CR),其疗效并不亚于市面上的CD19 CAR-T细胞治疗产品。除此之外,CAR-NK细胞毒副作用较低,在所有患者中都没有看到CAR-T细胞治疗常见的细胞因子风暴(CRS)及神经毒性副作用;即使在HLA完全不匹配时,也没有造成移植物抗宿主病(GvHD)的情形。此外,从脐血来源制备的CAR-NK细胞,每批次能生产超过100人份的剂量,生产成本比起CAR-T细胞大幅降低。综合以上优势,这篇文献的数据证明,CAR-NK细胞具有成为一种现货型(off-the-shelf)同种异体细胞治疗的强大潜力,在不久的将来很有可能成为CAR-T治疗的一大竞争对手。

 

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

 

楊林教授:我認爲,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爲細胞因子風暴(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産生與IL-1的分泌較爲相關,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也産生較低的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産後的胎盤組織。

 

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産品目前也處于臨床測試階段,不過這類産品由于安全性的因素,在生産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。

 

除上述细胞来源之外,人类多能干细胞,比如脐血来源的造血干细胞以及诱导性多能干细胞(iPSC),都已经成功被诱导成NK细胞,并具有良好的细胞杀伤能力。由于干细胞可以提供无限生长且品质均一稳定的细胞来源,所以被视为最具潜力的细胞治疗产品来源。去年,美国Fate Therapeutics公司经诱导性多能干细胞(iPSC)分化而得的NK细胞(FT500)已正式进入I期临床,第二个改良型的NK产品(NK516)也在去年底获得IND批准,相信不久的将来,iPSC来源的CAR-NK细胞也会很快进入临床测试阶段。

 

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作爲第一個靶點,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.安德森癌症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,我认为,与CAR-T在治疗B细胞癌症方面临床疗效显著不同,CAR-NK细胞对于治疗T细胞恶性肿瘤相关适应症(比如:急性 T 淋巴细胞白血病及T淋巴母细胞淋巴瘤)是非常有优势的。对于使用CAR-T细胞来治疗T细胞恶性肿瘤来说,主要有两大瓶颈:(1)若使用患者自体CAR-T细胞治疗时,容易有肿瘤T细胞污染的问题;(2)不论自体或异体回输,使用T细胞作为原材料时,必须提前利用基因编辑或其他策略去除T细胞自身表面上的靶点,否则在转染CAR之后会有CAR-T细胞自杀(fratricide)的问题。而使用异体回输的CAR-NK细胞则可以有效避免这两点问题,因此若要开展CAR-NK项目,我建议优先应用于T细胞恶性肿瘤这类适应症上。


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,实体瘤治疗的主要困难点之一在于肿瘤的异质性(heterogeneity),因此,无论是CAR-T或CAR-NK,单一靶点的CAR免疫细胞都无法完全清除所有的实体肿瘤细胞;另外一个实体瘤治疗的瓶颈则在于肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME),先前的报道指出,TME同样也会造成NK细胞在肿瘤内部缺氧、营养不足和代谢失调的情况。总结以上两点,我认为要克服实体瘤的困难,不论是CAR-T或CAR-NK都还需要进一步改造,或者利用与其他药物联用的方式,来达到更好的肿瘤清除效果。

 

醫藥魔方Pro:博生吉是何時開始啓動CAR-NK研發的?研發過程中有沒有遇到什麽困難?

 

楊林教授:博生吉自2014年就開始啓動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細胞爲效應細胞來進行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,因此需要重複多次給藥;此外,NK92細胞在體內沒有擴增能力。因此以NK92細胞爲基礎開展的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。再加上多次重複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産品其療效無法與CAR-T競爭,那麽這樣的産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産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,並取得了可喜的進展,目前正在啓動POC臨床試驗和IND申報的准備工作。

 

醫藥魔方Pro:您認爲,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报道的研究结果来看,我认为,的确有些内容是研究者还需要进一步探索的。第一,此临床试验中的11例患者均使用新鲜回输的NK细胞,若想真正成为一种现货型的产品,研究者还需确认冻存后的细胞是否可以达到相同的疗效;第二,研究者预估CAR-NK细胞和CAR-T细胞都可能会有肿瘤复发的可能,所以此临床研究允许在主治医师的决定下使用其他治疗,以确保患者达到有效缓解,但也由于这个原因,单独使用CAR-NK治疗时的疗效持续时间,在本研究中没有得到明确的评估;除此之外,11例患者中,有9例患者使用的CAR-NK细胞的HLA配型是部分相配(4 of 6 matches at HLA loci A, B, and DRβ1)的,仅有2例患者没有考虑配型问题,因此我认为CAR-NK治疗是否可以完全不考虑HLA配型,可能还需要入组更多的患者再做进一步确认。

 

醫藥魔方Pro:最後,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細胞産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細胞産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産品(例如:幹細胞來源的免疫細胞療法)上市爲止。也因此,我認爲企業必須不斷地創新求變,開展新靶點、新適應症,新産品的研發,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(来源:University of Texas M.D. Anderson Cancer Center)

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

上一篇:李国英在合肥调研疫情防控科研攻关工作时强调: 加大生物医药科研攻关力度 推动创新成果服务防控急需
下一篇:“合肥力量”助力国际抗疫 大菠萝棋牌2款新冠病毒检测试剂盒通过欧盟CE认证