合源生物產(chǎn)品上市,中國(guó)CAR-T細(xì)胞療法發(fā)展現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)
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(lái)越多新藥物的獲批上市及適應(yīng)癥的拓展,截至2022年前三季度 FDA共批準(zhǔn)6款CAR-T藥物上市,NMPA也批準(zhǔn)了兩款引進(jìn)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(shí)現(xiàn)了超18億美元的銷售額。 本文簡(jiǎn)要概述中國(guó)CAR-T細(xì)胞臨床試驗(yàn)的范圍(尤其是血液學(xué)惡性腫瘤領(lǐng)域),分析相關(guān)政策,總結(jié)企業(yè)和資本支持的特點(diǎn),并探討CAR-T細(xì)胞治療在中國(guó)的成就和挑戰(zhàn),為進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞治療及其臨床應(yīng)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(guò)繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移(adoptive T-cell transfer,ACT)的一種,CAR-T細(xì)胞技術(shù)的核心為能夠通過(guò)將識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原(TAA)的scFv和胞內(nèi)信號(hào)域“免疫受體酪氨酸活化基序”(ITAM,通常為CD3ζ)在體外進(jìn)行基因重組,生成重組質(zhì)粒,再在體外通過(guò)轉(zhuǎn)染技術(shù)轉(zhuǎn)染到患者的T細(xì)胞,使患者T細(xì)胞表達(dá)腫瘤抗原受體。 轉(zhuǎn)染后經(jīng)過(guò)純化和大規(guī)模擴(kuò)增后的T細(xì)胞,就是所謂的CAR-T細(xì)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(hào)區(qū)三個(gè)部分。從而使得T細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了抗原特異性的非MHC限制的活化及其效應(yīng)的增強(qiáng)。 圖1.?CAR結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)而言之,CAR(嵌合抗原受體)是一種基因工程技術(shù)制造的人工受體分子,它可以賦予免疫效應(yīng)細(xì)胞(如T淋巴細(xì)胞)針對(duì)某個(gè)靶點(diǎn)抗原表位的特異性,從而增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞識(shí)別抗原信號(hào)與活化的功能。繼而回輸淋巴細(xì)胞以實(shí)現(xiàn)抗腫瘤,抗病毒或抗炎作用。CAR-T細(xì)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(xì)胞療法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5次技術(shù)迭代,總結(jié)如下: 圖2.?CAR-T技術(shù)的迭代?
第一代的CAR僅依賴于CD3ζ介導(dǎo)T細(xì)胞激活,由于缺乏胞內(nèi)共刺激信號(hào),并不能提供長(zhǎng)時(shí)間的T細(xì)胞擴(kuò)增信號(hào)和持續(xù)的抗腫瘤效應(yīng),臨床療效有限;
第二代的CAR結(jié)合了激活和共刺激信號(hào),如CD28/CD137;
第三代的CAR結(jié)合了兩個(gè)共刺激和激活信號(hào),如CD28、CD137、CD134等;
第四代的CAR則是引入了粗鹽癥細(xì)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(chǔ)上,添加了激活其他信號(hào)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(shù)的不斷推陳出新,資本的加速投入,我國(guó)CAR-T細(xì)胞治療賽道近年來(lái)也迎來(lái)告訴發(fā)展。
中國(guó)CAR-T療法進(jìn)展
在過(guò)去9年中,CAR-T細(xì)胞療法在中國(guó)各地的使用逐漸增多:從2013年,首次進(jìn)行CAR-T淋巴細(xì)胞臨床試驗(yàn);到2017年,已經(jīng)成為CAR-T細(xì)胞相關(guān)臨床試驗(yàn)數(shù)量全球第一;再到2021年,累計(jì)為細(xì)胞治療公司提供了23.7億美元的資金支持,CAR-T細(xì)胞相關(guān)臨床試驗(yàn)和基礎(chǔ)研究的數(shù)量也借此顯著增加。 以上成績(jī)的取得是諸多因素的結(jié)果:強(qiáng)大的政府支持、資本流入、巨大的患者需求、獨(dú)特的醫(yī)療體系以及醫(yī)生和科學(xué)家的努力。 圖3.?與美國(guó)相比,中國(guó)CAR-T細(xì)胞療法臨床試驗(yàn)的范圍和分布
A.每年新注冊(cè)的臨床試驗(yàn)(左軸為條形,右軸為直線);B.中國(guó)試驗(yàn)的地理分布;C.中國(guó)臨床試驗(yàn)階段;D.中國(guó)臨床試驗(yàn)現(xiàn)狀;E.中國(guó)每年針對(duì)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(guó)已注冊(cè)714項(xiàng)CAR-T細(xì)胞治療臨床研究,其中,510項(xiàng)注冊(cè)在ClinicalTrials.gov,?204項(xiàng)研究注冊(cè)在Chinese Clinical Trial Registry。 由于CAR-T細(xì)胞療法需要先進(jìn)的設(shè)備和條件,進(jìn)行CAR-T細(xì)胞治療的研究中心主要位于中國(guó)東部沿海經(jīng)濟(jì)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(xiàng)涉及CAR-T細(xì)胞治療的臨床研究正在進(jìn)行中,大部分(約70%)仍處于臨床I期或臨床I/II期。由于進(jìn)行了大量試驗(yàn),CAR-T細(xì)胞治療相關(guān)文章也出現(xiàn)了穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。與全球應(yīng)用一致,CAR-T細(xì)胞療法在中國(guó)已廣泛應(yīng)用于血液惡性腫瘤,尤其是B細(xì)胞惡性腫瘤。 此外,中國(guó)的研究人員一直在積極拓展CAR-T細(xì)胞的臨床應(yīng)用范圍,342項(xiàng)試驗(yàn)中有13項(xiàng)(3%)登記了惡性疾病以外的疾病,119項(xiàng)(23%)聚焦實(shí)體瘤。CAR-T細(xì)胞療法中最常選用的實(shí)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(xì)胞靶向自身免疫性疾病的試驗(yàn)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(duì)感染性疾病的CAR-T細(xì)胞試驗(yàn)包括艾滋病、慢性活動(dòng)性EB病毒感染和新冠肺炎。 圖4.?CAR-T細(xì)胞療法在中國(guó)臨床治療中的應(yīng)用
A.血液學(xué)惡性腫瘤;?B.細(xì)胞血液學(xué)惡性腫瘤;?C.所有疾病; D.實(shí)體瘤; E.除了癌癥;CAEBV:慢性活動(dòng)性EB病毒感染;NMOSD:神經(jīng)脊髓炎光譜障礙。
隨著臨床試驗(yàn)整體數(shù)量的增加,中國(guó)涉及CAR-T細(xì)胞的研究性新藥應(yīng)用數(shù)量也在不斷增加。迄今為止,來(lái)自32家中國(guó)生物制藥公司的73份CAR-T細(xì)胞相關(guān)新藥研究申請(qǐng)已提交給NMPA,其中36份已被批準(zhǔn)用于人體臨床試驗(yàn)。鑒于CAR- T細(xì)胞療法對(duì)B細(xì)胞惡性腫瘤、急性淋巴細(xì)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(xì)胞療法臨床試驗(yàn)最長(zhǎng)選擇的適應(yīng)癥。 表1. NMPA統(tǒng)計(jì)的臨床試驗(yàn)涉及的靶抗原及其應(yīng)用適應(yīng)癥
CAR-T細(xì)胞療法在中國(guó)進(jìn)展迅速的關(guān)鍵因素為積極的政策和法規(guī)刺激?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年計(jì)劃(2016—2020年)》中表示,計(jì)劃擴(kuò)大基因組學(xué)和其他生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的生物技術(shù)。 中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院于2016年11月29日發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)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(qiáng)調(diào),要加快包括細(xì)胞治療在內(nèi)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展步伐。在國(guó)家政策的指導(dǎo)下,相關(guān)部委頒布了相關(guān)法規(guī)以促進(jìn)細(xì)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(xué)、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(jìn)行,但很少有產(chǎn)品真正上市并獲得商業(yè)應(yīng)用,特別是中國(guó)國(guó)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(guó)CAR-T細(xì)胞療法仍任重道遠(yuǎn)。 充足資本支持下的CAR-T細(xì)胞療法發(fā)展自2015年國(guó)務(wù)院關(guān)于改革藥品和醫(yī)療器械審評(píng)、審批流程的意見(jiàn)發(fā)布以來(lái),中國(guó)生物技術(shù)行業(yè)已開(kāi)始快速開(kāi)發(fā)CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品,資本和資金不斷增加。 圖5. 中國(guó)CAR-T細(xì)胞治療的資金支持和企業(yè)發(fā)展
A.公共和私人市場(chǎng)融資;B.全球?qū)@暾?qǐng)人;C.中國(guó)專利申請(qǐng)人;D.與全球臨床試驗(yàn)發(fā)展的比較
如上圖所示,2018—2021年,中國(guó)細(xì)胞治療公司累計(jì)籌集資金23.7億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為45%,公開(kāi)宣布的金融交易109筆。龐大的患者群體和快速增長(zhǎng)的臨床試驗(yàn)系統(tǒng)(人口龐大、臨床試驗(yàn)認(rèn)知和參與度提高、臨床試驗(yàn)和研究者增長(zhǎng))。
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(xì)胞療法的局限性包括:A. 抗原逃逸;B. 脫靶效應(yīng);C. CAR-T細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)及浸潤(rùn);D. 免疫抑制微環(huán)境;E. CAR-T細(xì)胞相關(guān)的毒性。 上述的局限性可以概括為實(shí)體瘤領(lǐng)域難以攻克、CAR- T治療本身的毒副反應(yīng),而更為制約CAR- T治療廣泛應(yīng)用的是CAR- T療法的高售價(jià)。如何有效從自體到異體的轉(zhuǎn)換,是核心所在。隨著中國(guó)CAR-T治療賽道的火熱,在以下的幾個(gè)方向中,也頗有建樹(shù),對(duì)CAR-T目前面臨的治療局限性有一定的引導(dǎo)作用,總結(jié)如下: 圖6. CAR-T細(xì)胞療法在中國(guó)的進(jìn)展
A. 血液學(xué)惡性腫瘤的靶點(diǎn);B.實(shí)體瘤中的靶點(diǎn);C.增強(qiáng)功能;D.精確調(diào)節(jié);E.通用嵌合抗原受體細(xì)胞療法;F.iPSC(誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞)技術(shù)與CAR-T結(jié)合
實(shí)體瘤中的靶點(diǎn)創(chuàng)新
目前,越來(lái)越多的臨床試驗(yàn)開(kāi)始嘗試將CAR-T細(xì)胞療法用于實(shí)體瘤,關(guān)鍵點(diǎn)就是實(shí)體瘤靶點(diǎn)的選擇,下圖匯總了常用的靶點(diǎn)。其中值得一提的是,國(guó)內(nèi)企業(yè)在胃癌中高度表達(dá)的Claudin18.2靶點(diǎn)上,CAR-T進(jìn)度處于全球領(lǐng)先水平。 圖7. 實(shí)體瘤潛在靶點(diǎn)
Claudin18.2在所有胃癌患者中的陽(yáng)性率可以達(dá)到近60%,具有更廣泛的患者獲益可能。從而在胃癌領(lǐng)域,針對(duì)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(diǎn)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(dāng)下主要的產(chǎn)品形式,是潛在的明星靶點(diǎn)。
功能增強(qiáng)
與抗PD-1單抗向雙特異性單克隆抗體轉(zhuǎn)變一樣,單靶點(diǎn)CAR-T細(xì)胞療效也受限于腫瘤抗原的異質(zhì)性,開(kāi)始向多靶點(diǎn)CAR-T細(xì)胞療法轉(zhuǎn)變。所謂的多靶點(diǎn)CAR-T細(xì)胞,主要是設(shè)計(jì)用于靶向不同的腫瘤抗原,包括具有兩個(gè)CAR的雙CAR-T細(xì)胞或具有多個(gè)單鏈抗體(scFv)的串聯(lián)CAR-T細(xì)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(xì)胞療法也開(kāi)始與創(chuàng)新療法聯(lián)用:包括病毒或樹(shù)突狀細(xì)胞在內(nèi)的疫苗、納米顆?;蛉芰霾《尽?
精確調(diào)節(jié)
我國(guó)學(xué)者在CAR-T細(xì)胞中引入“開(kāi)/關(guān)”概念,精確調(diào)節(jié)其生物學(xué)功能,及時(shí)避免細(xì)胞因子釋放綜合征(CRS)、神經(jīng)毒性綜合癥(ICANS)、移植物抗宿主?。℅VHD)等毒副反應(yīng)的發(fā)生。嚴(yán)重副作用仍是CAR-T細(xì)胞療法臨床廣泛應(yīng)用的主要障礙,國(guó)內(nèi)對(duì)CAR-T細(xì)胞精準(zhǔn)調(diào)控的研究報(bào)道較少,因此精準(zhǔn)調(diào)控設(shè)計(jì)是中國(guó)下一代 CAR-T細(xì)胞設(shè)計(jì)最重要的方向之一。
通用型CAR-T細(xì)胞療法研發(fā)
通用型CAR-T(UCAR-T)細(xì)胞具有健康供者來(lái)源、制備成功率高、適用性范圍廣等特點(diǎn),我國(guó)學(xué)者研發(fā)的通用型CAR-T細(xì)胞在治療B-ALL和T-ALL中療效顯著,且CRS、ICANS、GVHD等毒副反應(yīng)低。但是,仍存在一些局限性,其中GVHD是阻礙臨床應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)之一,因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)仍無(wú)法完全敲除T細(xì)胞受體,且基因編輯會(huì)增加基因突變、克隆擴(kuò)增和潛在的靶向、非腫瘤效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。
干細(xì)胞定向分化技術(shù)
人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)是用于細(xì)胞治療的可擴(kuò)展制造的理想CAR-T細(xì)胞來(lái)源。iPSC細(xì)胞具有無(wú)限增殖能力,可以分化成身體所有特化的細(xì)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(xì)胞。iPSC可以進(jìn)行基因改造,使其具有增強(qiáng)的特異性和效應(yīng)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(xì)胞,實(shí)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(xì)胞重新編程為iPSC,然后再分化為T細(xì)胞系具有產(chǎn)生恢復(fù)性腫瘤抗原特異性T細(xì)胞的潛力。
總 結(jié)
CAR-T細(xì)胞治療已發(fā)展了三十余年,在血液腫瘤領(lǐng)域一路高歌猛進(jìn),隨著CAR分子設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)導(dǎo)方法、靶點(diǎn)優(yōu)化和創(chuàng)新聯(lián)合療法的應(yīng)用,期望在不久的將來(lái),CAR-T 細(xì)胞療法能夠在實(shí)體瘤領(lǐng)域帶來(lái)更多患者獲益。特別是在一系列國(guó)內(nèi)利好刺激之下,我國(guó)的CAR-T細(xì)胞治療領(lǐng)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)00291-5IF: 24.7?Q1?IF: 24.7?Q1?. PMID: 36455608IF: 24.7?Q1?IF: 24.7?Q1?. 2.?Gill, S., M.V. Maus, and D.L. Porter, Chimeric antigen receptor T cell therapy: 25years in the making. Blood Reviews, 2016. 30(3): p. 157-167. 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.