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北联世纪CAR-NK细胞疗法:更具安全性、实用性、经济性的肿瘤免疫治疗新技术

 北联世纪干细胞 2023-03-01 发布于北京

目前,NK细胞(自然杀伤细胞,naturalkillercell)相关的临床研究正在全球广泛开展中,其主要被用于治疗造血系统恶性肿瘤(如白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤等)和实体瘤(如黑色素瘤、卵巢癌和肺癌等)。由于NK细胞在一线免疫应答中承担关键作用,因此越来越多的研究集中在以NK细胞为基础的细胞免疫治疗上。

其中,CAR-NK细胞疗法既运用了CAR-T细胞疗法的研发思路,又发挥了NK细胞的生物学特性。通过基因编辑在NK细胞内加入CAR(嵌合抗原受体),从而形成CAR-NK细胞,之后向肿瘤患者回输体外诱导培养的CAR-NK,在机体内直接或间接杀伤肿瘤,达到治疗目的。

表1 海外临床CAR-NK细胞疗法项目(部分)

表2 国内临床CAR-NK细胞疗法项目(部分)

01、CAR-NK细胞结构及优化进程

与CAR-T细胞疗法类似,CAR-NK细胞通常也由三部分组成:胞外抗原结合区(ScFv)、跨膜结构域以及胞内激活结构域。目前CAR-NK的CAR结构前后经历了6次迭代,并向更加多元化的方向发展。

①、第一代:只有一个胞内信号组分(CD3ζ);

②、第二代:在之前基础上,增加了一个胞内共刺激结构域(DAP10,DAP12,4-1BB),用以增强信号转导;

③、第三代:增加了多个胞内共刺激结构域(DAP10,DAP12,4-1BB),进一步增强了胞内信号转导;

④、第四代:又称装甲CAR(Armored CARs),包含分子有效载荷,赋予额外的特性和功能;

⑤、第五代:又称多重特异性靶向CAR,通过基因修饰技术赋予CAR-NK细胞同时靶向多个肿瘤抗原的能力;

⑥、第六代:又称逻辑门控CAR,同时含有激活CAR(aCAR)和抑制CAR(iCAR)。前者识别肿瘤特异性表位,启动免疫细胞激活;后者检测仅存在于健康组织上的表位,抑制免疫细胞活化。通过整合这两种信号,逻辑门控CAR修饰的NK细胞可以有区别地杀死肿瘤细胞,避免伤害健康组织。

⑦、第七代:又称双特异性CAR,同时具有FcRγIII(CD16A)和肿瘤特异性表位结合位点。

图1 CAR-NK细胞结构优化历程

02、CAR-NK细胞疗法治疗优势

①、非特异性强。NK细胞是介导ADCC(免疫细胞消灭已结合特异性抗体的病原靶细胞)功能最强的细胞,在联合靶向药进行综合治疗方面具有巨大的潜力;

②、可杀伤肿瘤细胞。除去可直接杀死普通癌细胞外,NK细胞还具有杀伤肿瘤细胞的特性,从而抑制肿瘤的生长及扩散,有效防止其复发转移;

③、抑制肿瘤附近新血管的增生。NK细胞通过抑制肿瘤附近新血管的增生,从而限制肿瘤获取养分,阻碍其生长;

④、杀伤力强。对病毒感染的细胞具有特别的杀伤能力;

⑤、分泌β-endorphin( 脑内啡 )。减少癌症患者疼痛,提升生活品质。

03、CAR-NK细胞疗法面临的挑战

①、可用的供体细胞数量少。单个供体的NK细胞数量不足以进行治疗,需要对NK细胞进行扩增和激活。此外必须完全清除里面混杂的T细胞,以防止GVHD(移植物抗宿主病)。

表3 NK细胞的来源

②、构建合适的CAR。目前的CARs是为构建CAR-T细胞而设计的并不完全适用于NK细胞。

③、选择合适的方法将CAR转化至NK细胞。目前,常用的转染载体有逆转录病毒载体和慢病毒载体。其中逆转录病毒载体的转染效率高,但会引起插入突变风险,而慢病毒载体虽然安全性更好,但对外周血NK细胞的转染效率低,仅有20%。因此,亟需发展一种针对CAR-NK细胞的、安全实用的转染方法。

图2 CAR-NK疗法的治疗过程

④、NK细胞对冻融过程敏感。解冻后NK细胞的存活率显著降低。加入IL-2可以恢复部分NK细胞的活性。为了使细胞冷冻保存成为可行的最佳策略,必须对冷冻NK细胞进行探索。

04、与CAR-T细胞疗法对比

①、与CAR-T细胞不同,CAR-NK细胞保留了通过其天然受体识别和靶向肿瘤细胞的内在能力。因此使用CAR-NK靶向治疗时,肿瘤细胞能够逃脱杀伤的可能性较低

②、NK细胞不需要严格的HLA(人白细胞抗原)匹配,因此CAR-NK细胞在数天至数周内不会发生免疫排斥反应。相较于CAR-T疗法,其安全性更好不会引起细胞因子释放综合征

③、实体肿瘤对抗原依赖型NK细胞更加敏感,因此CAR-NK在实体瘤的治疗中更具优势

肿瘤患者的春来到来

越来越多的抗癌新技术问世,让我们看到人类距离攻克癌症的那天越来越近!而通过激活人体的免疫系统对抗癌症的免疫疗法被誉为攻克癌症的希望。细胞免疫疗法是目前全球研发的热点,而最适合接受细胞免疫疗法的其实是刚手术完,作为术后的辅助治疗法抑制复发,维持治疗效果的早期中期癌症患者;目前的研究显示与化疗、靶向药、PD1抑制剂等其它疗法联合治疗,效果会更佳。通过修复肿瘤患者的免疫功能、提高其抗肿瘤能力将代表肿瘤治疗的发展方向。癌症免疫治疗、细胞免疫治疗的地位不容忽视。

最好的癌症治疗就是综合治疗。肿瘤的治疗一定是依托于权威医院及权威专家的正规治疗,在采取常规治疗手段(手术、放疗、化疗)治疗后,根据自身的经济情况,辅助细胞免疫治疗技术等综合疗法,达到巩固治疗,预防复发,提高生活治疗,延长生存期的目的。希望大家都能在合理的治疗下获得更大的生存获益。

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