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萬(wàn)字長(cháng)文!NK細胞療法的生物機制和臨床進(jìn)展

萬(wàn)字長(cháng)文!NK細胞療法的生物機制和臨床進(jìn)展

NK細胞作為一類(lèi)無(wú)需抗原預先致敏即可非特異性殺傷腫瘤細胞的先天淋巴細胞,不少研究者和創(chuàng )業(yè)團隊已躬身入局推進(jìn)基于NK細胞的創(chuàng )新療法,特別是CAR-NK細胞療法;據Market Research Guru咨詢(xún)機構的調研,全球NK細胞療法市場(chǎng)規模2021年達到3.40億美元,預計2028年將增長(cháng)至10.09億美元,年均復合增長(cháng)率(Compound Annual Growth Rate, CAGR)將達16.8%。

當下NK細胞療法多數仍處于臨床前及臨床研究階段,雖然挑戰多多但卻充滿(mǎn)希望,本文以NK細胞療法為主題,觀(guān)今朝以望未來(lái),以享諸君。

、NK細胞及其生物學(xué)特征、功能和調控

(一)NK細胞概述

NK細胞是一種固有淋巴樣細胞(Innate Lymphoid Cell, ILP),是緊隨T細胞、B細胞之后的第三大類(lèi)淋巴細胞;其形體較大,含有胞漿顆粒,通常采用“麻子臉”呈現NK細胞這種特征形態(tài)(圖1)。NK細胞是一個(gè)與生俱來(lái)的殺手,無(wú)需抗原預先致敏即可快速反應并非特異性產(chǎn)生殺傷效果,由此冠名“自然殺傷”。

圖1?NK細胞與其他免疫細胞
圖1

NK細胞源自CD34+造血祖細胞(Hematopoietic Progenitor cells, HPCs),發(fā)育為淋巴樣祖細胞(Common Lymphoid Progenitor, CLP)后,逐漸下調CD34、上調CD56,進(jìn)而發(fā)育為NK細胞(圖2)。NK細胞主要存在于淋巴結、骨髓、外周血、肺、脾臟、肝臟等器官內;根據CD56在細胞表面表達密度的多少,NK細胞包括CD56bright和CD56dim兩個(gè)亞群,其中CD56dim NK細胞占體內NK細胞數量的90%以上(圖3)。

圖2?NK細胞的發(fā)育
圖2
圖3NK細胞及亞群在體內的分布
圖3

(二)NK細胞的表型及特征

基于細胞表面蛋白表達對細胞進(jìn)行免疫分型是生物醫學(xué)研究中的常用方法,實(shí)踐中多采用流式細胞技術(shù)(Flow Cytometry),分型依據是免疫熒光檢測信號的有無(wú)(采用“+/-”或“positive/negative”表示)以及相對強度(采用“+/++/+++”或“bright/moderate/dim/variable”表示)。對于NK細胞一般采用CD56(有的研究會(huì )同時(shí)采用CD56和CD16)進(jìn)行免疫分型,根據熒光亮度差異,將其分為CD56bright和CD56dim兩個(gè)亞群;進(jìn)一步的研究表明,CD56bright亞群的細胞表面CD56高表達、CD16和殺傷細胞抑制受體(Killer-Cell Immunoglobulin-Like Receptors, KIRs)低表達,而CD56dim亞群則反之,呈現CD56低表達、CD16和KIRs高表達的特征(圖4)。由于表型不同,NK細胞的CD56bright和CD56dim亞群具有不同的生物學(xué)功能。

圖片
圖4 NK細胞的表型及功能
圖片來(lái)源:Front. Immunol., doi: 10.3389/fimmu.2021.732135; 康橙投資

CD56bright NK細胞是未成熟的NK細胞,其生物學(xué)功能有兩方面,不僅是CD56dim NK細胞的祖細胞,同時(shí)也是效應細胞。CD56bright NK細胞的細胞毒作用較弱,主要依靠分泌細胞因子(Cytokines)、生長(cháng)因子(Growth Factor)、趨化因子(Chemokine)等發(fā)揮其免疫調節作用,例如干擾素γ(Interferon-γ, IFN-γ)、腫瘤壞死因子α(Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α)、TNF-β、白細胞介素10(Interleukin-10, IL-10)和粒細胞巨噬細胞刺激因子(Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor, GM-CSF)。CD56dim NK細胞的細胞因子分泌能力較弱,但是具備天然細胞毒作用和抗體依賴(lài)細胞介導的細胞毒作用(Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity, ADCC),具有更強的殺傷力。

(三)NK細胞的功能及調控

作為人體抗擊癌癥的第一道防線(xiàn),NK細胞在防線(xiàn)中的作用主要包括(圖5):

  • (1)NK細胞分泌穿孔素(Perforin)、顆粒酶(Granzyme)、顆粒溶素(Granulysin)等具有細胞毒性的溶解性顆粒,誘導靶細胞凋亡。
  • (2)NK細胞表達TNF超家族成員結合相應受體誘導靶細胞凋亡,例如FAS結合FAS配體(FAS Ligand, FASL),腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導受體(TNF-related Apoptosis-Inducing Ligand, TRAIL)結合TRAIL受體(TRAIL Receptor, TRAILR)。
  • (3)NK細胞分泌大量細胞因子(e.g. IFN-γ、TNF-α、TNF-β、IL-10),生長(cháng)因子(e.g. GM-CSF)和趨化因子(e.g. CCL3、CCL4、CCL5、XCL1),招募巨噬細胞、樹(shù)突狀細胞、T細胞等友軍協(xié)同抗戰。
  • (4)表達Fc受體(CD16),介導ADCC效應。
圖5NK細胞的功能
圖5NK細胞的功能

由于NK細胞缺乏特異性抗原識別受體,在防線(xiàn)中如何做到不誤傷“隊友”,其“防誤傷機制”與T細胞、B細胞不同。NK細胞功能的調控依賴(lài)于表面殺傷活化受體和殺傷抑制受體,兩者結合靶細胞相應的表面配體后分別起到激活NK細胞殺傷與抑制NK細胞殺傷的作用(圖6)。

圖6 常見(jiàn)的NK細胞表面受體
圖6?常見(jiàn)的NK細胞表面受體

在正常生理情況下,兩個(gè)受體同時(shí)與正常細胞表面配體主要組織相容性復合體(Major Histocompatibility Complex, MHC)I類(lèi)分子(MHC-I)結合,此時(shí)抑制信號占主導,NK細胞不殺傷正常細胞;在感染或腫瘤的病理情況下,MHC-I缺失或下調,非MHC-I異常表達或上調,此時(shí)抑制信號缺失,活化信號占主導,從而激活NK細胞殺傷靶細胞(圖7)。形象地理解,NK細胞基于“有罪推論”:首先假定靶細胞有問(wèn)題,若靶細胞可以出示“良民身份證”,則將其判定為正常細胞,不予以殺傷;若靶細胞不能出示正確有效的證件,則將其判定為感染或腫瘤細胞,NK細胞便投入戰斗。

圖7?NK細胞功能的調控機制
圖7?NK細胞功能的調控機制

、基于NK細胞的創(chuàng )新療法

(一)基于NK細胞的創(chuàng )新療法策略概述

NK細胞最早發(fā)現于上世紀七十年代,至今人們對其生理學(xué)機制及應用仍在不斷探索。近年來(lái)腫瘤免疫療法、細胞療法、基因編輯等新技術(shù)不斷獲得突破,其中基于NK細胞的創(chuàng )新療法也顯現巨大的臨床轉化潛力。根據設計思路的不同,基于NK細胞的創(chuàng )新療法分為激活殺傷活化受體和阻斷殺傷抑制受體兩條路徑,細分為五種策略(圖8)。

圖8基于NK細胞的創(chuàng  )新療法策略
圖8基于NK細胞的創(chuàng )新療法策略

(1)細胞因子療法。向患者輸注IL-2、IL-15等細胞因子以激活體內NK細胞活性。

(2)NK細胞的過(guò)繼性細胞療法(Adoptive Cell Therapy, ACT)。向患者輸注健康的經(jīng)活化的NK細胞,其中回輸的NK細胞在體外經(jīng)過(guò)IL-2、IL-15等細胞因子的活化處理。

(3)基因工程化NK細胞療法。向患者輸注基因改造的NK細胞,例如CAR修飾的NK細胞(CAR-NK)。

(4)單克隆抗體(Monoclonal Antibody, mAb)療法。根據抗體的靶向不同,可以分為兩類(lèi):i. 采用靶向腫瘤相關(guān)抗原的治療性抗體,例如靶向表皮生長(cháng)因子受體(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)的西妥昔單抗(Cetuximab)、靶向CD20的利妥昔單抗(Rituximab),通過(guò)NK細胞誘導ADCC效應達到治療目的;ii. 采用直接靶向NK細胞抑制受體的抗體,例如靶向NKG2A的莫那利珠單抗(Monalizumab),活化NK細胞對腫瘤細胞進(jìn)行殺傷。

(5)NK細胞銜接器(Engager)。銜接器一般是雙特異性抗體或三特異性抗體(e.g. 德國生物技術(shù)公司Affimed),可以同時(shí)靶向腫瘤細胞抗原以及NK細胞活化受體,將NK細胞和腫瘤細胞“拉攏”在一起,進(jìn)而引發(fā)NK細胞殺傷腫瘤細胞。

根據輸注有效物質(zhì)的屬性進(jìn)行分類(lèi),策略(1)、(4)和(5)歸為生物藥,策略(2)和(3)歸為細胞療法,本文以下內容對NK細胞療法重點(diǎn)展開(kāi)介紹。

(二)NK細胞療法

1. NK細胞療法技術(shù)流程及要點(diǎn)

NK細胞療法與其他免疫細胞療法的技術(shù)流程相似,概括起來(lái)主要包括三大環(huán)節(圖9):獲得細胞、擴增生產(chǎn)、臨床使用。

圖9?NK細胞療法技術(shù)流程
圖9?NK細胞療法技術(shù)流程

(1)獲得細胞

獲得細胞這個(gè)環(huán)節還涉及NK細胞來(lái)源、分離富集、活化、改造等若干步驟,本小節僅對NK細胞來(lái)源和CAR-NK細胞展開(kāi)討論。

i. NK細胞來(lái)源

如何獲得合適的NK細胞是NK細胞療法的萬(wàn)里長(cháng)征第一步,目前主要來(lái)源于以下三類(lèi)細胞,優(yōu)劣各有不同:

(i)原代NK細胞,主要通過(guò)采外周血(Peripheral Blood, PB)、臍帶血(Umbilical Cord Blood, UCB或CB)后分離獲得。外周血來(lái)源的NK細胞(PB-NKs)細胞具有安全性高、殺傷活性強的優(yōu)點(diǎn),但是細胞純度低且難以大量擴增、低溫保存會(huì )影響細胞活性,給規?;a(chǎn)帶來(lái)較大挑戰;臍帶血來(lái)源的NK細胞(CB-NKs或UCB-NKs)可分化擴增且獲得不錯的臨床數據(e.g. MD Anderson癌癥中心),但是缺點(diǎn)在于未完全分化、殺傷力有限、且有致瘤性風(fēng)險。

(ii)NK細胞系,NK細胞有許多成熟的細胞系,包括NK-92、NKG、YT、NK-YS、HANK-1、YTS、NKL等,目前臨床試驗中主要采用NK-92細胞系,是從一位患有急進(jìn)性非霍奇金淋巴瘤的50歲白人男性外周血單核細胞衍生來(lái)的一株IL-2依賴(lài)型NK細胞株。NK-92細胞系相較于原代NK細胞最大的優(yōu)勢在于不涉及分選純化步驟、體外擴增得到的細胞群體一致性更好、其表面的殺傷抑制受體表達很低從而具有更優(yōu)異的殺傷能力,但是NK-92細胞系的缺點(diǎn)也很明顯,主要表現在需要輻照處理、存在致瘤性以及體內存活時(shí)間極短。

(iii)由干細胞定向分化所得的NK細胞,目前臨床試驗中選用的干細胞為人胚胎干細胞(Human Embryonic Stem Cell, hESC)和誘導性多能干細胞(Induced Pluripotent Stem Cell, iPSC)。iPSC定向分化的NK細胞(iNKs)的研究熱度很高,是目前國內外眾多公司主要采用的一個(gè)NK細胞來(lái)源。iNKs綜合了原代NK細胞和NK-92細胞系的優(yōu)點(diǎn),表型與原代NK細胞更為接近,生長(cháng)能力強,有利于獲得充足且同質(zhì)的細胞,更容易滿(mǎn)足臨床應用要求。不過(guò)iNKs技術(shù)難度較高,安全性和臨床有效性仍需面臨監管挑戰;也存在潛在的致癌風(fēng)險,已有大量研究從表觀(guān)遺傳修飾、染色質(zhì)組織、代謝重編程等途徑來(lái)抑制其致癌潛能。另外,也有研究采用CD34+ HPC向NK細胞定向誘導分化的方式獲得NK細胞。

ii. CAR-NK細胞

CAR-NK細胞需要在NK細胞基礎上“加裝”CAR(圖10),對于原代NK細胞、NK細胞系而言,僅需對其直接改造“加裝”CAR;對于源于干細胞定向分化的CAR-NK細胞,其技術(shù)路徑還可以分為兩種,一種是對干細胞改造“加裝”CAR,然后定向分化為可以表達CAR的NK細胞;另一種是干細胞先定向分化為NK細胞,然后再改造“加裝”CAR。

圖10?CAR-NK細胞的來(lái)源及技術(shù)路徑
圖10

給NK“加裝”CAR的目的可以使得NK細胞具有靶向性,同時(shí)新建一條活化NK細胞的激活通路并增強其抗腫瘤效應。CAR結構的設計以及轉導對于CAR-NK的治療功效至關(guān)重要。

CAR-NK借鑒傳承了CAR-T的基本結構框架和轉導方式,早期的CAR-NK構建更多基于參與T細胞激活的共刺激域(Costimulatory Domain),現在人們越來(lái)越重視NK特異性信號轉接器,例如一些研究發(fā)現DAP10、DAP12和2B4發(fā)揮著(zhù)特別重要的作用,這些細胞內信號轉接器在與它們各自的上游受體結合后介導NK細胞活化。

基因轉導(Gene Transduction)的穩定性是實(shí)現效應細胞穩定表達CAR的前提。當前常用的CAR-NK轉導技術(shù)包括病毒載體和非病毒載體兩類(lèi)(圖11),其中常用的病毒載體包括逆轉錄病毒(Retrovirus)、慢病毒(Lentivirus)和腺相關(guān)病毒(Adeno-Associated Virus, AAV),常用的非病毒載體包括利用電穿孔(Electroporation)、睡美人轉座子(Sleeping Beauty Transposon)、脂質(zhì)體(Liposome)等方式轉導DNA、mRNA。與CAR-T類(lèi)似,CAR-NK的基因轉導也面臨效率低的技術(shù)困境,開(kāi)發(fā)具有更高轉導效率和安全性的載體是CAR-NK未來(lái)走向臨床應用的關(guān)鍵。

圖片
圖11 CAR-NK的基因轉導
圖片來(lái)源:Front. Immunol., doi: 10.3389/fimmu.2021.732135; 康橙投資

(2)擴增生產(chǎn)

細胞療法在臨床應用時(shí)需要大量效應細胞,有研究表明適合臨床應用的NK細胞數量范圍在5×106-1×10細胞數量/體重(kg)。在獲得NK細胞(包含CAR-NK細胞)后,如何在體外高效擴增成為產(chǎn)業(yè)轉化中需要面臨的又一挑戰,需要考察擴增能力、適配N(xiāo)K/CAR-NK細胞的生長(cháng)特點(diǎn)、安全性、便捷性、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本等諸多因素,同時(shí)還要考慮生產(chǎn)工藝不能引致效應細胞發(fā)生非預期或異常的變化。

目前不同研究機構或開(kāi)發(fā)企業(yè)各自擁有不同的NK細胞擴增技術(shù),根據培養工藝的特點(diǎn),概括起來(lái)主要分為兩類(lèi)(圖9):

i. 滋養細胞(Feeder Cell)+細胞因子的培養工藝(Feeder-Dependent)

該類(lèi)方法廣為采用的滋養細胞為K562細胞或經(jīng)基因改造的K562細胞,該細胞表面可以穩定表達多種細胞因子受體,在多種細胞因子協(xié)同作用下,外周血單個(gè)核細胞中的自然殺傷細胞得到定向激活和擴增。

該類(lèi)培養工藝的優(yōu)點(diǎn)在于細胞擴增活率高、速度快,CD56bright NK細胞純度高,CD16等受體表達比例高,所收獲的NK細胞具有較強的殺傷性。有研究報道,經(jīng)過(guò)這樣的培養方式可以收獲擴增超過(guò)300倍的NK細胞。不過(guò)該方法引入的細胞為腫瘤細胞,其潛在風(fēng)險難以完全消除;將正常細胞與腫瘤細胞共培養,然后將收獲所得的NK細胞回輸體內存在難以克服的倫理障礙;引入滋養細胞后,對細胞來(lái)源、歷史培養情況、安全性等方面需要建立管理標準和質(zhì)控體系,進(jìn)一步增加了NK細胞產(chǎn)品的報批難度。

ii. 純因子培養工藝(Feeder-Free)

該類(lèi)培養工藝使用IL-2、IL-12等細胞因子刺激,向NK細胞方向誘導或激活,同時(shí)配合相應的細胞培養基,使NK細胞大量增殖。

該類(lèi)培養工藝的優(yōu)點(diǎn)在于安全性,其所用的細胞因子在體內原本就存在,整個(gè)培養過(guò)程相當于在體外模擬體內環(huán)境;由于無(wú)活細胞成分,較添加滋養細胞的培養方法而言,降低了產(chǎn)品報批難度。但是純因子培養技術(shù)的生產(chǎn)效率較低,在培養過(guò)程中需要消耗大量的細胞因子,細胞因子研發(fā)成本及價(jià)格都很高,所以導致該類(lèi)工藝的生產(chǎn)成本居高不下;另外,該類(lèi)工藝所收獲的NK細胞純度不及添加滋養細胞的培養工藝,存在脫靶效應,殺傷效果偏弱。

在以上的分類(lèi)基礎上,根據培養基是否含有血清和動(dòng)物源成分,可以作進(jìn)一步地細分。

(3)臨床使用

NK細胞產(chǎn)品的凍存(Cryopreservation)復蘇(Thaw)是回輸人體前的最后一個(gè)技術(shù)環(huán)節,對該環(huán)節工藝的摸索是NK細胞產(chǎn)品走向大規模臨床應用的必修課。有研究發(fā)現,NK細胞對凍存復蘇極為敏感,復蘇后的NK細胞存活率和細胞毒作用顯著(zhù)降低;進(jìn)一步研究發(fā)現加入IL-2等細胞因子孵育后可以再次激活NK細胞功能(圖9)。

凍存復蘇環(huán)節一般遵循“慢凍快融”原則。慢凍可使細胞逐步脫水,以避免細胞內產(chǎn)生大量冰晶;快融則是使凍存時(shí)產(chǎn)生的胞外冰晶迅速融化,避免其緩慢融化后進(jìn)入細胞再結晶而造成的損害(圖12)。在凍存環(huán)節,冰晶結構與降溫速率密切相關(guān),有研究結果表明1°C/分鐘或更慢的降溫速率對NK細胞是較為合適的;而在復蘇環(huán)節,合適的復蘇速率對最終回輸人體的NK細胞狀態(tài)至關(guān)重要。

圖12?細胞凍存示意圖
圖12

2. NK細胞療法的優(yōu)勢

T細胞療法是各類(lèi)細胞療法中發(fā)展較為成熟的,從2017年開(kāi)始美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration, FDA)已經(jīng)陸續批準了6款CAR-T與1款TCR-T細胞療法產(chǎn)品,國家藥品監督管理局(National Medical Products Administration, NMPA)也批準了兩款CAR-T細胞療法產(chǎn)品。T細胞療法給血液腫瘤患者帶來(lái)了痊愈的希望,但是脫靶效應(Off-Target Effect)、細胞因子風(fēng)暴(Cytokine Storm; 也稱(chēng)為細胞因子釋放綜合征, Cytokine Release Syndrome, CRS)、對實(shí)體瘤效果有限、治療費用十分昂貴等缺陷,也制約了T細胞療法的應用。

相對T細胞療法而言,NK細胞療法具有以下幾個(gè)優(yōu)勢。

(1)更廣泛的細胞來(lái)源。與T細胞療法目前主要依賴(lài)患者自體T細胞不同的是,NK細胞療法可以采用多種不同來(lái)源的NK細胞。截至目前,進(jìn)入臨床階段的NK細胞療法的細胞來(lái)源主要包括外周血、臍帶血、NK-92細胞系、iPSC和hESC。

(2)更廣泛的適應癥。NK細胞療法被廣泛用于各種癌癥治療,包括血液腫瘤(Hematological?Malignancy)和實(shí)體瘤(Solid?Tumor),其中CAR-NK療法有望突破CAR-T療法難以治療實(shí)體瘤的瓶頸。

(3)更多的殺傷途徑。NK細胞療法具有更多的腫瘤殺傷途徑,包括分泌穿孔素、顆粒酶,激活凋亡途徑以及介導ADCC。

(4)更好的安全性。異體NK細胞不會(huì )引起移植物抗宿主?。℅raft-versus-Host?Disease,?GvHD),供者NK細胞KIR與受者人白細胞抗原(Human?Leukocyte?Antigen,?HLA)不匹配而誘導的異體反應(Alloreactivity)亦可改善腫瘤治療或干細胞移植的治療效果。對于CAR-NK細胞療法而言,其安全性主要體現在CAR-NK細胞不分泌炎癥因子(Inflammatory?Cytokines),一般不誘發(fā)細胞因子風(fēng)暴;同時(shí)體內存活周期短,不易產(chǎn)生長(cháng)期毒性。

(5)可作為通用(Universal)即用(Off-the-Shelf)產(chǎn)品。基于NK細胞的高安全性,NK細胞療法的一個(gè)巨大價(jià)值在于可作為通用即用產(chǎn)品,適用于不同個(gè)體、可長(cháng)期凍存,能為危重患者提供及時(shí)的治療,同時(shí)還能有效降低生產(chǎn)成本和終端售價(jià),進(jìn)而降低患者自費以及醫保支付壓力。

3. 注冊路徑分析

(1)目前的監管情況

目前中國對于細胞治療采用“雙軌制”:一種軌道是將細胞療法產(chǎn)品作為藥品管理, NMPA及其下屬部門(mén)對臨床試驗以及產(chǎn)品注冊進(jìn)行監管審批;另一種軌道則是將細胞療法作為醫療技術(shù)管理,由國家衛生健康委員會(huì )(National Health Commision, NHC)及其下屬部門(mén)進(jìn)行監管審批,準予在醫療機構實(shí)現臨床技術(shù)應用。

(2)監管政策動(dòng)態(tài)

2019年3月,NHC發(fā)布了《體細胞治療臨床研究和轉化應用管理辦法(試行)》征求意見(jiàn)稿,該辦法表明對體細胞臨床研究進(jìn)行備案管理,并允許臨床研究證明安全有效的項目經(jīng)過(guò)備案在相關(guān)醫療機構進(jìn)入轉化應用。相比藥品注冊,醫療技術(shù)備案更為簡(jiǎn)單快捷,由此也吸引研發(fā)機構與醫療機構聯(lián)合開(kāi)展研究者發(fā)起的臨床試驗(Investigator-Initiated Trial, IIT)。然而時(shí)至今日,該辦法仍未落地,意味著(zhù)細胞治療通過(guò)第三類(lèi)醫療技術(shù)進(jìn)入臨床應用的路線(xiàn)暫未獲得官方支持。

2021年2月和12月,NMPA藥品審評中心(Center?for?Drug?Evaluation,?CDE)分別發(fā)布了《免疫細胞治療產(chǎn)品臨床試驗技術(shù)指導原則(試行)》和《基因修飾細胞治療產(chǎn)品非臨床研究技術(shù)指導原則(試行)》這兩部技術(shù)指導原則,分別對免疫細胞治療產(chǎn)品和基因修飾細胞治療產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)做了規范。2021年2月,NHC在官網(wǎng)上發(fā)布了《對十三屆全國人大三次會(huì )議第4371號建議的答復》,答復函中明確提出:“我委一直鼓勵和支持干細胞、免疫細胞等研究、轉化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

干細胞、免疫細胞等細胞制劑具有明顯的藥品屬性。國家藥品監管部門(mén)已經(jīng)為相關(guān)制劑通過(guò)藥品審批制定配套政策,審批后可以迅速廣泛應用,既有利于保障醫療質(zhì)量安全,又有利于產(chǎn)業(yè)化、高質(zhì)量發(fā)展?!?022年1月,NMPA發(fā)布《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規范-細胞治療產(chǎn)品附錄(征求意見(jiàn)稿)》和《嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)治療產(chǎn)品申報上市臨床風(fēng)險管理計劃技術(shù)指導原則》兩項與細胞治療產(chǎn)品密切相關(guān)的法規。

基于以上一系列政策和意見(jiàn)的頒布,將細胞療法產(chǎn)品作為藥品管理“似乎”更契合我國監管的發(fā)展方向,也許在未來(lái)可能從“雙軌制”變?yōu)橐运幤饭芾淼摹皢诬壷啤?,與以美國、歐盟為代表的國際主流做法接軌。

(3)當前NK細胞療法注冊的建議

NK細胞與T細胞均為免疫細胞,由此NK細胞療法可以模仿CAR-T的注冊路徑,按照新藥方式在國內注冊申報。

2021年11月11日,CDE批準了第一款我國自主研發(fā)的針對“晚期上皮性卵巢癌治療的靶向間皮素(Mesothelin,MSLN)嵌合抗原受體NK細胞(CAR-NK)注射液”的臨床試驗申請。通過(guò)眾多CAR-T與CAR-NK項目的審評審批,CDE專(zhuān)家在細胞治療領(lǐng)域也逐步積累了豐富經(jīng)驗,建議NK細胞療法的開(kāi)發(fā)者與CDE保持緊密溝通,爭取獲得更多協(xié)助與指導。

、NK細胞療法的臨床在研格局及融資進(jìn)展

目前海內外已有多家科研機構及初創(chuàng )企業(yè)布局NK細胞療法賽道,其中NK細胞ACT療法用于腫瘤治療的效果相對有限,而用于增強免疫力以及抗衰老方向的研究較多;相比之下,CAR-NK療法在腫瘤治療領(lǐng)域表現了更好的潛力,已有多家藥企的CAR-NK管線(xiàn)進(jìn)入臨床試驗階段。以下我們主要針對CAR-NK療法的臨床在研格局與融資進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

(一)臨床在研格局

目前,MD Anderson癌癥中心(合作方Takeda武田制藥)與Fate Therapeutics(NASDAQ: FATE)公布了CAR-NK的相關(guān)臨床數據。

2020年2月,MD?Anderson癌癥中心在知名醫學(xué)期刊The?New?England?Journal?of?Medicine上公布了關(guān)于CAR-NK治療CD19陽(yáng)性淋巴瘤的I/II期臨床研究(NCT03056339)數據(圖13)。

臨床試驗結果顯示,對11例復發(fā)性/難治性非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin?Lymphoma,?NHL)患者和慢性淋巴細胞性白血?。–hronic?Lymphocytic?Leukemia,?CLL)患者分別給予不同劑量的臍帶血HLA不匹配的抗CD19?CAR-NK細胞,大多數患者顯現出臨床療效,而且未觀(guān)察到重大毒性反應。

參與該研究的11名患者中,有8名(73%)對治療有反應,其中7名(4名NHL患者和3名CLL患者)達到了完全緩解,5名有反應的患者緩解后繼續接受治療。治療反應迅速,且注入的CAR-NK細胞擴增并以低水平持續至少12個(gè)月。該療法安全性良好,受試者未出現細胞因子釋放綜合征、神經(jīng)毒性以及移植物抗宿主病,并且IL-6、TNF-α等炎癥細胞因子與基線(xiàn)水平相比均未見(jiàn)升高。

圖13?CAR-NK治療的臨床反應
圖13

該產(chǎn)品(編號TAK-007)已于2019年由MD Anderson癌癥中心與Takeda達成獨家許可和研究協(xié)議,Takeda于2021年11月啟動(dòng)了一項關(guān)鍵的II期開(kāi)放標簽多中心臨床研究(NCT05020015)來(lái)評價(jià)TAK-007在治療成人復發(fā)/難治性B細胞非霍奇金淋巴瘤中的安全性和有效性。該試驗將在全球范圍內進(jìn)行,預計將招募約242名患者。

Fate Therapeutics是NK細胞療法的全球引領(lǐng)者,目前有多款NK細胞療法產(chǎn)品進(jìn)入臨床試驗階段,Fate關(guān)于CAR-NK療法最新的臨床數據報道是在2021年12月美國血液學(xué)會(huì )(American Society of Hematology, ASH)年會(huì )上。Fate展示了針對復發(fā)/難治性B細胞淋巴瘤(B-Cell Lymphoma, BCL)患者FT596項目的臨床I期中期數據,FT596是該公司多抗原靶向、iPSC源性的CAR-NK候選產(chǎn)品。

摘要展示了截至2021年10月11日的臨床數據,包含了來(lái)自三個(gè)劑量隊列(分別為3000萬(wàn)、9000萬(wàn)和3億細胞)的25名可評估患者(單藥組n=12;聯(lián)合組n=13;聯(lián)合給藥利妥昔單抗),其中24名患者的療效也可評估(單藥治療組n=12;聯(lián)合治療組n=12),這25名患者的前期中位治療線(xiàn)數為四線(xiàn)。在A(yíng)SH報告的數據截止日期之后,聯(lián)合組第三個(gè)單劑量隊列中的另一名患者出現了初始抗腫瘤反應。

在共26名患者的單藥治療和聯(lián)合治療的高于9000萬(wàn)劑量隊列中,18名患者(69%)在第29天實(shí)現了客觀(guān)反應,其中12名患者(46%)單劑量FT596后實(shí)現了完全緩解。其中9名之前接受過(guò)自體CD19靶向CAR-T細胞療法的患者中有6名在單劑量FT596治療后的第29天達到了客觀(guān)反應(67%)。在總共包括12名患者的聯(lián)合組中,9名患者(75%)在單次給藥后的第29天實(shí)現了客觀(guān)緩解,其中包括7名患者(58%)實(shí)現了完全緩解。

FT596表現出良好的安全性,所有患者沒(méi)有觀(guān)察到免疫效應細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征(Immune Effector Cell–Associated Neurotoxicity Syndrome, ICANS)與GvHD,僅有3次細胞風(fēng)暴報告(均為一、二級)。主要的不良反應是中性粒細胞計數下降、嘔吐、貧血、白細胞數減少、疲勞和血小板減少等,未觀(guān)察到B細胞或T細胞介導的排異反應。

除了以上已公布的CAR-NK臨床結果以外,還有多家企業(yè)也在積極推進(jìn),我們對目前已經(jīng)進(jìn)入臨床研究階段的代表企業(yè)和CAR-NK管線(xiàn)進(jìn)行了梳理(表1)。

表1:主要臨床在研的CAR-NK產(chǎn)品
注:統計日期截至美國時(shí)間2022年3月22日;其中Takeda為跨國大藥企,此處未統計其市值。

GBM:多形性膠質(zhì)母細胞瘤;AML:急性髓系白血??;MM:多發(fā)性骨髓瘤;MDS:骨髓增生異常綜合癥;BCL:B細胞淋巴瘤;CLL:慢性淋巴細胞白血??;ALL:急性淋巴細胞白血??;NSCLC:非小細胞肺癌;BCMA:B細胞成熟抗原。

數據來(lái)源:康橙投資

(二)重磅交易與融資進(jìn)展

MD Anderson癌癥研究中心與Fate Therapeutics臨床數據的公布,進(jìn)一步堅定了大家開(kāi)發(fā)CAR-NK產(chǎn)品的信心。CAR-NK在腫瘤治療領(lǐng)域的巨大潛力,獲得了科學(xué)界和資本市場(chǎng)的廣泛認可,海外已有Fate Therapeutics、Century Therapeutics(NASDAQ: IPSC)、Caribou Biosciences(NASDAQ: CRBU)、Cytovia Therapeutics(NASDAQ: CYTX)等多家CAR-NK技術(shù)公司登陸納斯達克,此外多家跨國藥企也積極參與布局該賽道,達成了多筆重磅合作協(xié)議(表2)。

表2 CAR-NK領(lǐng)域重磅交易

表2 CAR-NK領(lǐng)域重磅交易
數據來(lái)源:康橙投資

2021年NMPA連續批準了兩款CAR-T療法上市,大大鼓舞了國內細胞治療企業(yè)。近兩年,國內的CAR-NK療法開(kāi)發(fā)呈現百舸爭流的景象,投融資進(jìn)展也十分活躍,多家初創(chuàng )Biotech公司都獲得大手筆的早期投資(表3)。

隨著(zhù)資本的涌入,相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)工作得以進(jìn)一步提速,其中國健呈諾的CAR-NK產(chǎn)品已順利獲得IND批件,多家企業(yè)的產(chǎn)品也進(jìn)入IIT臨床研究階段。另有多家主要從事CAR-T療法開(kāi)發(fā)的公司也有CAR-NK管線(xiàn)的布局如科濟生物(2171.HK)、恒潤達生、博生吉等。加科思藥業(yè)(1167.HK)通過(guò)投資Hebecell,百濟神州(688235.SH)通過(guò)與Shoreline?Biosciences達成戰略合作也都快速實(shí)現在該領(lǐng)域的布局。

表3?國內CAR-NK企業(yè)融資進(jìn)展
數據來(lái)源:?jiǎn)⑿艑? 康橙投資

、小結及展望

NK細胞療法作為細胞療法領(lǐng)域的一名老兵,隨著(zhù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的突破和資本的大力加持,正在煥發(fā)“第二春”的路上高歌猛進(jìn),特別是以Fate Therapeutics為代表的iPSC源NK療法逐步進(jìn)入主賽道,市場(chǎng)對NK療法的熱情也進(jìn)一步高漲,使得CAR-NK賽道成為了當下國內投融資市場(chǎng)的一個(gè)風(fēng)口。

人們往往傾向于高估一項新技術(shù)的短期效應,而低估它的長(cháng)期影響。近幾年,隨著(zhù)CAR-T與TCR-T為代表的T細胞療法的陸續獲批,細胞療法在腫瘤治療領(lǐng)域表現的“可能根治”的巨大潛力誘惑者諸多的從業(yè)者和資金向該領(lǐng)域涌進(jìn),但是T細胞療法存在的CRS反應、實(shí)體瘤療效欠佳、治療費用昂貴等大大限制了其應用。

NK細胞療法相比于T細胞療法在某些方面確實(shí)有著(zhù)天然的優(yōu)勢,因而也成為了細胞治療領(lǐng)域的一根“救命稻草”,眾多細胞治療研究機構和企業(yè)都快速將目光向CAR-NK領(lǐng)域靠攏,當然也包括多家從事T細胞療法開(kāi)發(fā)的企業(yè)。

MD?Anderson癌癥中心與Fate?Therapeutics臨床數據的公布,對行業(yè)有很大的鼓舞,但是我們必須注意到這些都是小樣本的、短期的數據,大樣本、長(cháng)期的安全性和有效性結論才是決定成敗的關(guān)鍵,我們需要一直保持客觀(guān)謹慎的態(tài)度。

我們也需要注意到NK治療領(lǐng)域存在的眾多技術(shù)問(wèn)題,如NK細胞來(lái)源、NK細胞體外擴增、凍融對NK細胞的損耗、NK細胞治療的持續時(shí)間、CAR-NK細胞中CAR的轉導等,這些問(wèn)題都足以構成NK療法發(fā)展的限速步驟或技術(shù)瓶頸,都需要投入大量的人力、資金和時(shí)間來(lái)解決。

同時(shí)對于從事NK細胞療法的國內企業(yè)而言,在新冠疫情導致全球供應鏈短缺的不確定形式下,對國產(chǎn)供應鏈的重視必須提上戰略高度,尤其是影響產(chǎn)品工藝、報批和轉化的上游試劑耗材、生產(chǎn)純化設備和相關(guān)生命科學(xué)工具。

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12. CAR-T細胞治療產(chǎn)品質(zhì)量控制檢測研究及非臨床研究考慮要點(diǎn)-CDE


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