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CAR-T疗法关键:如何低成本高质量的工业化生产

来源:医麦客 2017-09-02 12:15

 

 

诺华CTL-019获得FDA专家委员会全票推荐到Gilead以119亿美元现金收购CAR-T治疗公司Kite Pharma,再到昨天首个CAR-T细胞药物获批上市的超级重磅。媒体头条连番轰炸,整个医药行业对CAR-T疗法的热情更是持续高涨。

许多在细胞疗法领域耕耘多年的生物技术新锐也在今年迎来了井喷式的收获,诸多CAR-T疗法显示出了大量喜人数据。使得原本无药可治的患者,生命之火得以重新点燃。至此,CAR-T绝对可以称得上是一种革命性的治疗手段。

作为细胞疗法的代表,CAR-T疗法(嵌合抗原受体T细胞)的特别之处在于给T细胞安装了一个能够特异性识别肿瘤表面抗原的导弹定位系统CAR(嵌合抗原受体),然后把这种经过修饰改造的T细胞重新输回到患者体内,而这些受体能引导T细胞进攻癌细胞,从而对后者造成杀伤。

当然这是非常简单化的说法,事实上,这种个性化的治疗方法的困难指数并不低。不同于传统药物,每个批次都是针对特定患者设计的,而且过程中涉及到基因工程和活细胞,需要经过培训的专业技术人员来完成,质量控制检测更是贯穿于整个过程。

分离出T细胞

抽取癌症患者的外周血,采用白细胞分离术对T细胞进行富集,淋巴细胞的富集可以通过密度梯度离心法完成,此法根据细胞的大小和密度分离,并保持细胞活力。T细胞亚群的分离通过CD4/CD8特异性抗体或者表面标记偶联磁珠进行分离。而为了能够更加高效的激活T细胞,则可以利用CD3/CD28单克隆抗体磁珠。

例如ProMab Biotechnologies公司的CD3/CD28 T CELL ACTIVATION/EXPANSION BEADS,该项技术提供了活化和扩增T细胞的简单方法,无需抗原呈递细胞或抗原。 CD3/CD28 TCELL ACTIVATION/EXPANSION BEADS是一种大小约为3.0μm的抗体偶联磁珠,其表面结合CD3和CD28 单克隆抗体的复合物。使得磁珠可以提供T细胞活化和扩增所需的主要和协同刺激信号。该产品拥有与国际其他品牌一致的刺激效果和更低的成本。

使T细胞成为CAR-T

利用基因工程技术给T细胞加入一个能识别肿瘤细胞,并且同时激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体(CAR),使之成为CAR-T细胞。简单来说CAR-T技术就如同给T细胞装上了GPS导航系统,能识别癌细胞,并进行杀伤,成为免疫军团中的“超级特战队”。

Transduction efficiencyof CAR-T cells expanded with Company A and ProMab’s CD28/CD3 beads. CAR-T cellshad >70% transduction efficiency when expanded with ProMab’s beads asdetected by flow cytometry after staining cells with FAB antibody(图片来源 ProMab Biotechnologies)

目前,研究人员主要通过γ-逆转录病毒、慢病毒、睡美人(Sleeping Beauty)转座子系统以及mRNA电转等方法转染T细胞,使得T细胞表面表达嵌合抗原受体(CAR),从而特异性识别和结合肿瘤细胞表面的抗原并裂解肿瘤细胞。而为了提高转染效率,通常需在T细胞激活期间进行转染。

CAR-T细胞体外扩增

CAR-T细胞体外扩增至治疗剂量,一般一个病人需要几十亿,乃至上百亿个CAR-T细胞(患者体型越大,需要的细胞就越多)。

CAR-T细胞回输

CAR-T细胞扩增完成之后,需要通过冷链运输到患者所在医院,研究人员须将细胞浓缩至一定体积回输给病人。

值得注意的是,冷链运输以及低温存储在这一过程中扮演着不可或缺的角色。同时,由于细胞免疫治疗很有可能未来的商业模式为一中心覆盖多区域,因此强大的细胞冷链物流显得极为重要。意识到这一点,诺华、Kite Pharma、Bluebird Bio、Bellicum Pharmaceuticals、ProMab等细胞治疗领域的佼佼者纷纷与领先的低温物流解决方案供应商CryoPort公司建立了合作关系。

另外,考虑到患者病情已经到达晚期,每拖延一天就会耽误治疗时间。因此,时间也是最为关键的一个环节。其中Kite公司从提取患者细胞,到CAR-T细胞回输进患者体内,这一过程大约需要16-18天(也可能缩短到14天)的时间,诺华的制备时间为22-29天,Juno的制备时间为24天。

严密监测

CAR-T疗法本质上是一种细胞工程化的“活药物”,其回输剂量控制很大程度上取决于病人体内的肿瘤负荷,而这与传统药物的剂量控制理念完全不同。

另外,由于CAR-T疗法杀癌细胞实在是太快太有效了(瞬时杀伤能力),所以瞬间会在局部产生超大量的细胞因子,引起惊人的免疫反应,也就是所谓的细胞因子风暴(CRS)。是目前最常见的CAR-T细胞注射后的副作用,同时也被认为是CAR-T细胞治疗在体内“发挥作用”的标志。

但严重时甚至会危及生命,因此这也就是为什么CAR-T疗法的最后一步是严密监护,作为一种广受关注的新疗法,与疗效同样重要的是副作用的防控。

当然在细胞输入之前,应该拥有一些列的开展类似“药物敏感试验”的类似试验,在体外就确定工程化的T细胞是否对病人癌细胞有杀伤效果,同时借助相关技术,有效的严密监控CAR-T细胞在病人体内/外的生存周期也至关重要。

综上所述,如果将CAR-T细胞作为一款产品来开发的话,所面临的问题还是挺多的。既没有现成的标准可以指导临床前阶段的药学、药理、药代、药效和毒理特点的评估,也没有标准可以用于CAR-T的规范化生产、制备和质控环节,而最大的挑战是如何从科研机构走向质量高度可控的生产中心,如何低成本高质量的工业化生产。

因此,这些看似简单的步骤的合理安排是至关重要的。

目前,CAR-T之热已经席卷了全球,中国更是仅次于美国,开展的CAR-T临床试验数量位居全球第二。但众多企业与科研团队的合作仍在艰难的将CAR-T疗法推向产业化,为了能够加快国内CAR-T行业的发展,与专业CAR-T研发团队的强强联手或是明智之选。而国内能提供这样高水准、规范化的CAR-T细胞制备以及完善临床整体治疗方案的CAR-T公司并不多。(生物谷Bioon.com)

 

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