這些細胞治療黑科技做到了「off the Shelf」，如果成功將成為人類醫藥史上最高逼格藥物

今天是2017年6月23日

農曆五月廿九施萊登逝世

醫麥客：向19世紀最偉大的自然科學家致敬

細胞學說創立者施萊登（左一）

2017年6月23日/醫麥客 eMedClub/--在細胞治療作為全球製藥巨頭新寵的大背景下，完全個性化的治療方式似乎已經滿足不了廣大患者的需求了。耗時耗力以及高昂成本的問題讓公司承擔不來，患者無福消受。因此在這項革命性技術突破的前夕，如何將細胞療法變成一種規模化的治療方式，達到所謂的「off the shelf（即用型產品）」才是我們要解決的大問題。

今天，小編盤點了細胞療法領域未來有可能實現真正的「off the shelf」的各項突破性技術。

籌集1.2億美元，將紅細胞現成療法帶入臨床

近日，不差錢的Rubius Therapeutics因其公司獨特的紅細胞現成療法籌集到了1.2億美元，旨在將這項突破性技術帶入臨床。

位於馬薩諸塞州，劍橋的Rubius Therapeutics是在Flagship VentureLabs孵化的突破性治療平台。該公司的研發管線是建立在生物反應器中大量生產和將紅細胞武器化的途徑上，其獨創的紅細胞治療技術Red-Cell Therapeutics（簡稱RCTs），在癌症以及罕見病方面都展開了應用性研究。由於這項紅細胞療法具有可規模化生產的特徵，所以一旦臨床進展順利，其商業化就不存在什麼大問題。（2015年，Rubius Therapeutics公司曾被《Nature 》評為最牛的八個學院派生物技術創業公司之一）

那何為RTC（紅細胞治療）呢？

眾所周知，隨著基因工程技術的日益成熟，將基因編輯技術用於癌症治療似乎已經不算什麼難事了。然而，對基因編輯技術持有戒備心的研究人員，仍然對遺傳物質被改造過的細胞作為治療藥物持懷疑態度。

那有沒有這樣一種可能性：在使用基因編輯技術的同時，能夠阻止被改造過的遺傳物質進入人體。其實今天介紹的Rubius獨創的紅細胞治療技術Red-Cell Therapeutics（簡稱RCTs）就符合這個要求。

RTC-紅細胞治療（圖片來源Rubius官網）

首先確定治療疾病所需的蛋白藥物，然後將該蛋白對應的基因插入到幹細胞的基因組裡面；將改造好的幹細胞放在一定的條件下培養，誘導它變成紅細胞，並開始合成蛋白藥物；最後，紅細胞前體將細胞核「彈射」到胞外。

此時細胞內沒有遺傳物質，但是藥物還在；將攜帶蛋白藥物的紅細胞輸回患者體內，就可以進行治療了。因為Rubius公司研發的RCTs技術巧妙的利用了紅細胞成熟過程中會捨去細胞核的特徵，所以研究人員就不用擔心遺傳物質在經過基因編輯之後帶給人體的安全隱患。

而且理論上來說，這項技術可以根據患者的需求，生產出各種各樣的具有治療功能的紅細胞。基於此，Rubius總裁Torben Straight Nissen博士表示：「我們已經能夠在紅細胞上表達共刺激分子以及被用於免疫腫瘤學的其他相關蛋白質了。

攜帶共刺激分子和檢查點抑制劑的這種組合的紅細胞可以在抑制腫瘤逃避監測的能力的同時充分激活T細胞，從而使免疫系統對腫瘤進行攻擊。而且我們的技術不需要結合這些類型的其他療法，因為我們可以在紅細胞上表達它們。現如今我們的每個產品幾乎都有一個研發管線。」

不得不說，這項黑科技在治療實體腫瘤和血液癌症及其在癌症以外疾病中的應用的潛力巨大。而且值得我們注意的是，這項技術可以使細胞療法變成一種規模化的現成治療（off the shelf）方式。

基於納米技術的CAR-T療法

時至今日，幾乎已經聽不到對CAR-T療法的質疑了。大家現在最關心的是，這個治療過程極其複雜的療法究竟如何落地，讓更多的普通患者受惠。畢竟目前的治療過程對於一些病人來說也是耗時且昂貴的。來自Fred Hutchinson 癌症研究中心的Matthias Stephan博士另闢蹊徑，在CAR-T治療歷史上第一次實現在體內構建CAR-T細胞。

攜帶CAR基因的納米顆粒製作流程（圖片來源 Nature雜誌）

在這項新的研究中，Stephan和他的團隊開發出了可傳遞CAR編碼基因的生物可降解的納米顆粒，並利用分子標記，使其像毛刺一樣粘附在T細胞上。

據Stephan博士報道，他們可以將這種改造T細胞的納米顆粒製成凍乾粉，裝在玻璃瓶內，使用時只需溶解注射即可。一旦完成靜脈注射，納米顆粒會特異性與T細胞結合，而不侵擾其他的細胞。納米顆粒被T細胞吞噬後，編碼CAR的基因在引導下，進入T細胞核。在這裡，CAR基因編碼CAR，並把特異性識別癌細胞的CAR裝在T細胞表面，使其成為「特種兵」CAR-T細胞。在小鼠模型體內，Stephan博士發現經過納米顆粒體內改造的T細胞可以在24到48小時內產生CAR。

攜帶CAR基因的納米顆粒可以產生與目前採用的CAR-T療法類似的抗癌效果。這將會給癌症患者提供更溫和、更便宜和更簡單的免疫治療。而且由於納米粒子廉價且易於生產，Stephan相信這會成為像Keytruda或化療藥物那樣易於存儲和實施的治療方法。Stephan博士表示他們正在結合所有技術的優點，不久之後，納米粒子可以使細胞免疫治療成為「在癌症確診之日，病人就可以在生活附近的門診進行這種治療。」從而實現CAR-T療法的「off the shelf」。

基於同種異體方法開發的CAR-T療法

2015年11月Cellectis的CAR-T細胞株，成功挽救了身患白血病的1歲小姑娘Layla的生命，世界為之震動。之所以會引起社會的極大關注，是因為Cellectis的CAR-T細胞株不同於傳統的CAR-T療法。

Cellectis公司通過使用用TALEN基因編輯技術「關閉」導致人體排異反應的基因，將CAR-T製備成UCART（通用CAR-T）。這種利用同種異體方法（allogeneic）開發而成的CAR-T療法，不需要依據患者進行相應的修飾，而是直接將來源於非患者(non-patient) 供體的T細胞進行工程化，可用於多個患者的治療。

Manufacturing process （圖片來源 Cellectis官網）

該方法與自體移植的CAR-T方法不同，後者是將來自患者自身的T細胞進行工程化，用於患者自身腫瘤的治療，包括諾華、Kite製藥、Juno在內的均採用的是自體移植方法。除了耗時費力，傳統的CAR-T療法還面臨著治療費用昂貴，以及極度個性化帶來的難以標準化等問題。

相比較而言，UCART的治療過程就相對簡單的多，治療費用也更低，這使得Cellectis在CAR-T領域擁有了巨大的優勢。

目前，FDA已經同意了Cellectis公司的通用型CAR-T療法UCART19在複發或難治性急性淋巴細胞白血病患者中開展臨床研究的新葯研究申請（IND），另一候選產品UCART123也已經獲得了美國FDA研究型新葯一期臨床試驗批准，如果UCART的後續臨床試驗證明其安全有效，那麼定將解決細胞藥物工業化難題，從而做到真正的「off-the-shelf」。相信Cellectis公司憑藉著傳統的CAR-T療法無法比擬的優勢一定會後來居上。

新基因編輯技術開發的通用CAR-T

PoseidaTherapeutics是一家位於美國加利福尼亞州、聖地亞哥的生物技術公司，其致力於將最佳的基因編輯技術轉化為挽救生命的治療藥物。

該公司的研究人員利用其公司專有的基因編輯工具Next GEN CRISPR，開發出了一種通用的供體CAR-T細胞療法，這種方式可以有效避免身體的排斥反應和CAR-T細胞的過早耗竭，解決了阻礙「off the shelf」CAR-T細胞療法發展的兩個關鍵問題。

相比較傳統的CAR-T細胞產品的生產方式，通用供體CAR-T產品的開發可以顯著降低成本，同時有可能實現對全球任何血液病和實體瘤患者的治療。」另外，自體CAR-T細胞治療由於免疫抑制腫瘤微環境的存在，針對實體瘤的相關臨床進展的並不是很順利。對此，科學家們正在通過多種基因編輯技術，以尋求解決上述問題的方法。

TALEN、CRISPR/Cas9、NextGEN CRISPR （來源於Poseida官網）

相比TALEN技術只能用於激活的細胞的使用限制性，CRISPR/Cas9由於可能的脫靶突變也存在著潛在的生產上的安全風險。而Poseida公司的新型的混合基因編輯系統 NextGEN CRISPR就可以在解決脫靶突變的同時克服靜息T細胞的編輯限制。

其用於開發同種異體CAR-T產品，通過要求同時和空間綁定兩個對現場生產性編輯事件至關重要的半站點組件來實現高保真度。使用NextGEN CRISPR產生的同種異體CAR-T細胞既不反應也不被不匹配的同種異體T細胞排斥，這展示了一個真正的同種異體CAR-T產品的製造。此外，基因編輯的CAR-T細胞完全能夠殺死腫瘤細胞，並表現出高度有利的幹細胞記憶表型（TSCM），這被認為可能是治療患者癌症複發的持續控制的關鍵。

新型DC細胞疫苗靶向實體瘤

Immunicum是位於瑞典哥德堡的一家生物技術公司，專註於腫瘤免疫治療。它與大多數公司採用不同的方法，即不是採用T細胞，而是將DC細胞進行工程化改造，從而避免T細胞治療如CAR-T細胞的高毒性風險。

研發管線（圖片來源 Immunicum官網）

Immunicum擁有獨特的技術平台—Intuva。Intuva是來自健康供體的、活化的DC細胞產品，然後通過介入手段注入腫瘤。其治療的關鍵之處在於，一旦Intuva被注射到腫瘤中，這些改造過的DC細胞可以招募患者自己的免疫細胞，後者可以對每個腫瘤的新生抗原產生免疫反應。

通過使用同種異體細胞來代替自體移植的現成療法（off the shelf），可以容易地擴大製造規模、降低製備成本。在毒性方面，Intuvax到目前為止沒有在任何治療的患者中顯示發生不良反應。然而，其最值得關注的特徵是，在理論上，該策略可以應用於治療任何可注射的實體瘤。這是一個意義重大的技術，因為靶向實體瘤仍然是腫瘤免疫治療中的一個巨大挑戰，而大多數新型免疫細胞治療技術主要都專註於治療血液腫瘤。

精準預治的γδT細胞免疫療法

以色列GCT（Gamma Cell Tech）是一家從事生物醫療技術研發的公司，致力於開發γδT細胞免疫療法及治療平台。其中包括開發第一個「off the shelf（貨架產品）」，即「同種異體」的T細胞。

γδT細胞免疫療法是通過提高增強患者自身抵抗癌細胞和病毒感染的能力來達到治病的目的。但與其它細胞免疫療法不同的是，γδT細胞免疫療法是一種「精準預治」細胞免疫療法—即它自帶「智能導航系統」，能提前識別並殺滅癌細胞，這是目前其它細胞免疫療法做不到的（這些療法要麼無法識別癌細胞，要麼須外增靶向性來輔助識別癌細胞，增加了治療的難度、價格及風險）。

下一代γδ免疫治療技術（圖片來源 Gamma Cell Tech官網）

GCT開發的第一個「off the shelf」產品意味著γδT細胞不僅可以從患者自體提取擴增，還可以從其他的健康供體（比如患者的親屬甚至其他人）提取擴增來供患者使用，並且沒有排異反應，因此可實現「大規模生產並放在貨架上銷售的細胞產品」，大大降低單位療程價格，提升治療效果，免除患者的後顧之憂。

結語

我們所知道的「細胞療法」一直被稱作是一種「個體化治療」，顧名思義，就是個性化定製，為患者打造專屬的治療方式。可想而知價格不菲。就像世界上第一個癌症疫苗Provenge的研發公司 Dendreon之所以最終破產，一定和它高成本的「個體化生產」方式有著密切的關係。所以說細胞療法的抗癌戰場上，做到「off the shelf」這一步才是王道。一旦可以實行工業化生產，細胞免疫療法的費用就會大大降低。

在細胞治療日益發展的這個時代，包括其CAR-T療法即將走向上市階段的諾華和Kite等公司在內，已經意識到了規模化生產的這個問題。而且與此同時，很多公司也在致力於開發「off the shelf」產品，我們有理由相信，在不久的將來就可以看到人類醫療史上最高逼格的醫藥形式—「Off the Shelf」。

參考出處：

http://www.fiercebiotech.com/biotech/flagship-backed-rubius-raises-120m-to-take-off-shelf-red-blood-cell-cancer-therapeutics

http://www.rubiustx.com/platform/

http://www.cellectis.com/en/products/

DOI: 10.1038/nnano.2017.57

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