中國CAR-T細胞療法發(fā)展現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)
近日,合源生物首個核心產(chǎn)品赫基侖賽注射液(擬定)(CNCT19細胞注射液,Inaticabtagene Autoleucel)的上市申請獲得國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)受理,用于治療成人復發(fā)或難治性B細胞型急性淋巴細胞白血病(r/r B-ALL),這將是中國首個原創(chuàng)的靶向CD19的CAR-T(Chimericantigen receptor T-cell,嵌合抗原受體T細胞)產(chǎn)品,也是中國首個白血病治療領域獲得NDA受理的CAR-T產(chǎn)品,將補足現(xiàn)有白血病患者的CAR-T治療空白。
此事再次將大眾的視線聚焦到當下研究火熱的CAR-T領域。全球CAR-T療法的元年始于2017年諾華研發(fā)的全球第一款獲批的CAR-T藥物Kymriah的上市。自此之后,越來越多新藥物的獲批上市及適應癥的拓展,截至2022年前三季度 FDA共批準6款CAR-T藥物上市,NMPA也批準了兩款引進CAR-T產(chǎn)品用于淋巴瘤治療,全球范圍內(nèi)CAR-T藥物年內(nèi)實現(xiàn)了超18億美元的銷售額。
本文簡要概述中國CAR-T細胞臨床試驗的范圍(尤其是血液學惡性腫瘤領域),分析相關政策,總結(jié)企業(yè)和資本支持的特點,并探討CAR-T細胞治療在中國的成就和挑戰(zhàn),為進一步促進細胞治療及其臨床應用的發(fā)展提供更好的理解。
CAR-T療法發(fā)展歷程
CAR-T療法屬于過繼性T細胞轉(zhuǎn)移(adoptive T-cell transfer,ACT)的一種,CAR-T細胞技術的核心為能夠通過將識別腫瘤相關抗原(TAA)的scFv和胞內(nèi)信號域“免疫受體酪氨酸活化基序”(ITAM,通常為CD3ζ)在體外進行基因重組,生成重組質(zhì)粒,再在體外通過轉(zhuǎn)染技術轉(zhuǎn)染到患者的T細胞,使患者T細胞表達腫瘤抗原受體。
轉(zhuǎn)染后經(jīng)過純化和大規(guī)模擴增后的T細胞,就是所謂的CAR-T細胞。完整的CAR-T結(jié)構(gòu)包括抗原結(jié)合區(qū)、跨膜鏈接區(qū)和胞內(nèi)信號區(qū)三個部分。從而使得T細胞實現(xiàn)了抗原特異性的非MHC限制的活化及其效應的增強。
圖1.?CAR結(jié)構(gòu)
簡而言之,CAR(嵌合抗原受體)是一種基因工程技術制造的人工受體分子,它可以賦予免疫效應細胞(如T淋巴細胞)針對某個靶點抗原表位的特異性,從而增強T淋巴細胞識別抗原信號與活化的功能。繼而回輸淋巴細胞以實現(xiàn)抗腫瘤,抗病毒或抗炎作用。CAR-T細胞療法在血液惡性腫瘤的治療中取得了顯著的成功。
目前,CAR-T細胞療法已經(jīng)實現(xiàn)了5次技術迭代,總結(jié)如下:


圖2.?CAR-T技術的迭代?
第一代的CAR僅依賴于CD3ζ介導T細胞激活,由于缺乏胞內(nèi)共刺激信號,并不能提供長時間的T細胞擴增信號和持續(xù)的抗腫瘤效應,臨床療效有限;
第二代的CAR結(jié)合了激活和共刺激信號,如CD28/CD137;
第三代的CAR結(jié)合了兩個共刺激和激活信號,如CD28、CD137、CD134等;
第四代的CAR則是引入了粗鹽癥細胞因子IL-12等和共刺激配體,主要目的是克服腫瘤免疫微環(huán)境的抑制;
第五代的CAR是在第二代的基礎上,添加了激活其他信號通路的共刺激結(jié)構(gòu)域,目前仍處于研發(fā)階段。
而隨著全球CAR-T治療技術的不斷推陳出新,資本的加速投入,我國CAR-T細胞治療賽道近年來也迎來告訴發(fā)展。
中國CAR-T療法進展
在過去9年中,CAR-T細胞療法在中國各地的使用逐漸增多:從2013年,首次進行CAR-T淋巴細胞臨床試驗;到2017年,已經(jīng)成為CAR-T細胞相關臨床試驗數(shù)量全球第一;再到2021年,累計為細胞治療公司提供了23.7億美元的資金支持,CAR-T細胞相關臨床試驗和基礎研究的數(shù)量也借此顯著增加。
以上成績的取得是諸多因素的結(jié)果:強大的政府支持、資本流入、巨大的患者需求、獨特的醫(yī)療體系以及醫(yī)生和科學家的努力。

圖3.?與美國相比,中國CAR-T細胞療法臨床試驗的范圍和分布
A.每年新注冊的臨床試驗(左軸為條形,右軸為直線);B.中國試驗的地理分布;C.中國臨床試驗階段;D.中國臨床試驗現(xiàn)狀;E.中國每年針對的疾病類型;F.每年新的研究出版數(shù)量
截至2021年 11月15日,中國已注冊714項CAR-T細胞治療臨床研究,其中,510項注冊在ClinicalTrials.gov, ?204項研究注冊在Chinese Clinical Trial Registry。
由于CAR-T細胞療法需要先進的設備和條件,進行CAR-T細胞治療的研究中心主要位于中國東部沿海經(jīng)濟城市,如北京(n=84)、廣東(n=65)、浙江(n=65)、江蘇(n=59)和上海(n=54)。320項涉及CAR-T細胞治療的臨床研究正在進行中,大部分(約70%)仍處于臨床I期或臨床I/II期。由于進行了大量試驗,CAR-T細胞治療相關文章也出現(xiàn)了穩(wěn)步增長態(tài)勢。與全球應用一致,CAR-T細胞療法在中國已廣泛應用于血液惡性腫瘤,尤其是B細胞惡性腫瘤。
此外,中國的研究人員一直在積極拓展CAR-T細胞的臨床應用范圍,342項試驗中有13項(3%)登記了惡性疾病以外的疾病,119項(23%)聚焦實體瘤。CAR-T細胞療法中最常選用的實體腫瘤包括肝癌、胰腺癌和腦癌,而非惡性腫瘤疾病主要包括自身免疫性疾病、傳染病和POEMS綜合征。具體而言,CAR-T細胞靶向自身免疫性疾病的試驗包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡、硬皮病、腎炎、干燥綜合征、視神經(jīng)脊髓炎譜系障礙和針對感染性疾病的CAR-T細胞試驗包括艾滋病、慢性活動性EB病毒感染和新冠肺炎。

圖4.?CAR-T細胞療法在中國臨床治療中的應用
A.血液學惡性腫瘤;? B.細胞血液學惡性腫瘤;? C.所有疾病; D.實體瘤; E.除了癌癥;CAEBV:慢性活動性EB病毒感染;NMOSD:神經(jīng)脊髓炎光譜障礙。
隨著臨床試驗整體數(shù)量的增加,中國涉及CAR-T細胞的研究性新藥應用數(shù)量也在不斷增加。迄今為止,來自32家中國生物制藥公司的73份CAR-T細胞相關新藥研究申請已提交給NMPA,其中36份已被批準用于人體臨床試驗。鑒于CAR- T細胞療法對B細胞惡性腫瘤、急性淋巴細胞白血病和非霍奇金淋巴瘤的療效證據(jù),是目前臨床研究中,CAR-T細胞療法臨床試驗最長選擇的適應癥。

表1. NMPA統(tǒng)計的臨床試驗涉及的靶抗原及其應用適應癥
CAR-T細胞療法在中國進展迅速的關鍵因素為積極的政策和法規(guī)刺激?!吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年計劃(2016—2020年)》中表示,計劃擴大基因組學和其他生物醫(yī)學研究領域的生物技術。
中華人民共和國國務院于2016年11月29日發(fā)布的《國務院關于印發(fā)國家“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》明確強調(diào),要加快包括細胞治療在內(nèi)的生物技術產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展步伐。在國家政策的指導下,相關部委頒布了相關法規(guī)以促進細胞療法的發(fā)展。
隨后,NMPA發(fā)布了一系列法規(guī)和指南,包括化學、制造和控制、臨床前研究和臨床研究。盡管有許多臨床研究正在進行,但很少有產(chǎn)品真正上市并獲得商業(yè)應用,特別是中國國內(nèi)生產(chǎn)的藥物,這也反映了研究和產(chǎn)出之間的不平衡,中國CAR-T細胞療法仍任重道遠。
充足資本支持下的CAR-T細胞療法發(fā)展自2015年國務院關于改革藥品和醫(yī)療器械審評、審批流程的意見發(fā)布以來,中國生物技術行業(yè)已開始快速開發(fā)CAR-T細胞產(chǎn)品,資本和資金不斷增加。
圖5. 中國CAR-T細胞治療的資金支持和企業(yè)發(fā)展
A.公共和私人市場融資;B.全球?qū)@暾埲耍籆.中國專利申請人;D.與全球臨床試驗發(fā)展的比較
如上圖所示,2018—2021年,中國細胞治療公司累計籌集資金23.7億美元,年復合增長率為45%,公開宣布的金融交易109筆。龐大的患者群體和快速增長的臨床試驗系統(tǒng)(人口龐大、臨床試驗認知和參與度提高、臨床試驗和研究者增長)。
CAR-T療法的挑戰(zhàn)
CAR-T治療在高速發(fā)展之際,也面臨著幾大局限性。CAR-T細胞療法的局限性包括:A. 抗原逃逸;B. 脫靶效應;C. CAR-T細胞轉(zhuǎn)運及浸潤;D. 免疫抑制微環(huán)境;E. CAR-T細胞相關的毒性。
上述的局限性可以概括為實體瘤領域難以攻克、CAR- T治療本身的毒副反應,而更為制約CAR- T治療廣泛應用的是CAR- T療法的高售價。如何有效從自體到異體的轉(zhuǎn)換,是核心所在。隨著中國CAR-T治療賽道的火熱,在以下的幾個方向中,也頗有建樹,對CAR-T目前面臨的治療局限性有一定的引導作用,總結(jié)如下:
圖6. CAR-T細胞療法在中國的進展
A. 血液學惡性腫瘤的靶點;B.實體瘤中的靶點;C.增強功能;D.精確調(diào)節(jié);E.通用嵌合抗原受體細胞療法;F.iPSC(誘導性多能干細胞)技術與CAR-T結(jié)合
實體瘤中的靶點創(chuàng)新
目前,越來越多的臨床試驗開始嘗試將CAR-T細胞療法用于實體瘤,關鍵點就是實體瘤靶點的選擇,下圖匯總了常用的靶點。其中值得一提的是,國內(nèi)企業(yè)在胃癌中高度表達的Claudin18.2靶點上,CAR-T進度處于全球領先水平。

圖7. 實體瘤潛在靶點
Claudin18.2在所有胃癌患者中的陽性率可以達到近60%,具有更廣泛的患者獲益可能。從而在胃癌領域,針對Claudin18.2的治療性抗體理論上具有更大的抗癌潛力和更低的毒性。全球范圍內(nèi)靶向Claudin18.2靶點的產(chǎn)品類型涉及單克隆抗體、雙特異性抗體、CAR-T以及ADC,幾乎包含了當下主要的產(chǎn)品形式,是潛在的明星靶點。
功能增強
與抗PD-1單抗向雙特異性單克隆抗體轉(zhuǎn)變一樣,單靶點CAR-T細胞療效也受限于腫瘤抗原的異質(zhì)性,開始向多靶點CAR-T細胞療法轉(zhuǎn)變。所謂的多靶點CAR-T細胞,主要是設計用于靶向不同的腫瘤抗原,包括具有兩個CAR的雙CAR-T細胞或具有多個單鏈抗體(scFv)的串聯(lián)CAR-T細胞。另外,鑒于免疫聯(lián)合其他治療方式存在的協(xié)同抗腫瘤效果,CAR-T細胞療法也開始與創(chuàng)新療法聯(lián)用:包括病毒或樹突狀細胞在內(nèi)的疫苗、納米顆?;蛉芰霾《尽?/p>
精確調(diào)節(jié)
我國學者在CAR-T細胞中引入“開/關”概念,精確調(diào)節(jié)其生物學功能,及時避免細胞因子釋放綜合征(CRS)、神經(jīng)毒性綜合癥(ICANS)、移植物抗宿主病(GVHD)等毒副反應的發(fā)生。嚴重副作用仍是CAR-T細胞療法臨床廣泛應用的主要障礙,國內(nèi)對CAR-T細胞精準調(diào)控的研究報道較少,因此精準調(diào)控設計是中國下一代 CAR-T細胞設計最重要的方向之一。
通用型CAR-T細胞療法研發(fā)
通用型CAR-T(UCAR-T)細胞具有健康供者來源、制備成功率高、適用性范圍廣等特點,我國學者研發(fā)的通用型CAR-T細胞在治療B-ALL和T-ALL中療效顯著,且CRS、ICANS、GVHD等毒副反應低。但是,仍存在一些局限性,其中GVHD是阻礙臨床應用的主要挑戰(zhàn)之一,因為現(xiàn)有技術仍無法完全敲除T細胞受體,且基因編輯會增加基因突變、克隆擴增和潛在的靶向、非腫瘤效應的風險。
干細胞定向分化技術
人類誘導多能干細胞(iPSC)是用于細胞治療的可擴展制造的理想CAR-T細胞來源。iPSC細胞具有無限增殖能力,可以分化成身體所有特化的細胞類型,可以制造臨床規(guī)模數(shù)量的具有所需抗原特異性的T細胞。iPSC可以進行基因改造,使其具有增強的特異性和效應功能,在體外產(chǎn)生大量分化程度較低的腫瘤抗原特異性T細胞,實現(xiàn)體內(nèi)回輸后的高持久性。因此,將人類腫瘤抗原特異性T細胞重新編程為iPSC,然后再分化為T細胞系具有產(chǎn)生恢復性腫瘤抗原特異性T細胞的潛力。
總 結(jié)
CAR-T細胞治療已發(fā)展了三十余年,在血液腫瘤領域一路高歌猛進,隨著CAR分子設計、轉(zhuǎn)導方法、靶點優(yōu)化和創(chuàng)新聯(lián)合療法的應用,期望在不久的將來,CAR-T 細胞療法能夠在實體瘤領域帶來更多患者獲益。特別是在一系列國內(nèi)利好刺激之下,我國的CAR-T細胞治療領域能夠有更多的里程碑事件涌現(xiàn),造福全球患者。
參考資料:
1.?Hu Y, Feng J, Gu T, Wang L, Wang Y, Zhou L, Hong R, Tan Su Yin E, Zhang M, Lu P, Huang H. CAR T-cell therapies in China: rapid evolution and a bright future. Lancet Haematol. 2022 Dec;9(12):e930-e941. doi: 10.1016/S2352-3026(22)00291-5. PMID: 36455608.
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3.??Abreu, T.R., et al., Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies. Journal of Controlled Release, 2020. 319: p. 246-261.