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通过生成“通用”诱导多能干细胞（iPS细胞）细胞系，建立大型 iPS细胞库来覆盖人口，约150 名 HLA 纯合捐赠者可以匹配 93% 的英国人口，需要50 名捐赠者匹配 90.7% 的日本人口的细胞医疗需求。
图：诱导多能干细胞 (iPSC或iPS细胞) 衍生方法的开发推动了干细胞研究与临床应用，并有可能彻底改变包括癌症免疫治疗在内的许多医学领域。这些细胞可以无限繁殖，并且可以分化成几乎任何特殊的细胞类型用于细胞医疗。 细胞免疫疗法 在过去的 35 年里，自然杀伤 (NK) 细胞和 T 细胞的过继转移已经在临床试验中进行了测试，用于治疗各种类型的晚期癌症患者。早期临床研究测试了自体淋巴因子激活的杀伤细胞过继转移的安全性和有效性。使用淋巴因子激活的杀伤细胞和白介素-2 (IL-2) 治疗患者的临床经验表明，过继性细胞免疫疗法可以使一些没有其他有效治疗方法的患者的肿瘤显着消退。 为了利用 NK 细胞抑制性受体和 HLA 之间的不匹配，同种异体 NK 细胞过继转移成为一种有吸引力的免疫治疗策略。 然而，这种方法有一些局限性。NK 细胞只占外周血中淋巴细胞池的一小部分（~5%），因此需要大量的供体单采和大量的样品处理，成本很高，才能获得足够的细胞用于单次治疗剂量。NK 细胞的细胞毒性、炎症细胞因子的产生和增殖潜力也存在个体差异。此外，以外的外周血 NK 细胞过继治疗试验中观察到的临床疗效有限。 T 细胞疗法旨在利用 T 细胞受体 (TCR) 的抗原特异性来靶向肿瘤细胞。为了提高肿瘤特异性 T 细胞的比例并克服耐受性，可以通过将抗原特异性 TCR 引入多克隆 T 细胞群，将 T 细胞重定向到肿瘤相关抗原。 最值得注意的是，自体 CD19 靶向 CAR T 细胞在复发/难治性血液恶性肿瘤患者中显示出显着的疗效，2017 年，美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准了首个自体 CAR T 细胞疗法。 尽管靶向 CD19 的 CAR T 细胞疗法在临床上取得了成功，但其广泛应用仍然是一个挑战。CAR T 细胞制造需要高度专业化的设施来进行分离、工程和细胞扩增。患者还需要能够提供足够的健康 T 细胞，并在 CAR T 细胞输注之前接受桥接治疗，以防止疾病快速进展。 为了更广泛地应用 CAR T 细胞疗法，需要能够大量生产并在短时间内提供的同种异体 CAR T 细胞来源。 iPSC 现在可以常规地从多种来源获得，并且一旦重新编程，在体外具有基本上无限的扩增潜力，同时保持多能性。因此，iPSC 是生产大量用于现成免疫治疗的同种异体 NK 和 T 细胞的宝贵资源。 iPSC 衍生 NK 细胞 2006年，Takahashi和Yamanaka描述了通过引入编码4个转录因子的基因将小鼠成纤维细胞重编程为多能干细胞的方法。由此产生的 iPSC 本质上与胚胎干细胞 (ESC) 相似。一年后，同样的方法被用来重新编程人类成纤维细胞以生成 iPSC。ESC 和 iPSC 具有相似的形态、发育潜力和增殖能力。 尽管 ESC 可以作为生成用于免疫治疗的现成 NK 细胞的潜在来源，iPSC 更容易获得，无伦理问题，并且具有更大的供体多样性的潜力。从多能干细胞生成 NK 细胞的方案随着时间的推移而不断发展。 这些高质量的 iPSC 被用作细胞来源材料，产生大量 NK 细胞，这些细胞在体外对血液和实体瘤细胞具有广泛的细胞毒性，并与 T 细胞等配合，实现体内持久的肿瘤控制。
图：iPSC 衍生的 NK 和 T 细胞所需的步骤。
ALL，急性淋巴细胞白血病；CLL，慢性淋巴细胞白血病；NHL，非霍奇金淋巴瘤。 表：最近完成和正在进行的测试 iPSC 衍生的 NK 和 T 细胞的临床试验。 建立大型 iPS细胞库 对于过继细胞疗法的广泛同种异体应用，增加组织相容性和减少同种异体反应性的措施是减轻移植物抗宿主病或移植物排斥风险的关键。 iPSC 的自我更新特性使其成为选择用于同种异体应用的多重基因工程细胞的理想平台。 为了提高组织相容性，iPS细胞库可以从 HLA 纯合供体中产生，通过等位基因特异性 HLA 敲除来设计。这两种战略都要求建立大型 iPS细胞库来覆盖人口。150 名 HLA 纯合捐赠者可以匹配 93% 的英国人口，需要50 名捐赠者才能匹配 90.7% 的日本人口。 为了生成“通用”iPSC 系，可以通过 B2M 和 CIITA 破坏实现 HLA 完全敲除。虽然完全 HLA 破坏可以保护过继转移的细胞免受宿主 T 细胞介导的排斥，但它使细胞对宿主 NK 细胞的靶向敏感。减轻此类排斥反应的一种策略是过度表达 HLA-E，它可以通过与抑制性受体 NKG2A 结合来减少宿主 NK 细胞的激活。 诱导多能干细胞（iPSC）在再生医学应用中具有强大的潜力；然而，HLA 不匹配引起的免疫排斥是一个令人担忧的问题。B2M基因敲除和HLA纯合iPSC库存可以解决这个问题。 大量研究表明胚胎干细胞（ESC）和诱导多能干细胞（iPSC）等多能干细胞在再生医学领域的潜力。 然而，在广泛临床使用之前必须克服的一个主要问题是潜在的人类白细胞抗原（HLA）不匹配，这可能导致免疫排斥。 从免疫学角度来看，自体移植是理想的，但耗时且成本高。对于同种异体移植，虽然考虑从 HLA 纯合供体分离的 iPSC 储备覆盖大多数 HLA 单倍型，但招募为整个人群细胞医疗服务的 HLA 纯合供体并非易事。 据估计，必须筛选超过 150,000 名捐赠者才能建立 140 个 HLA-A、-B 和 -DR 纯合 iPSC细胞系，为 90% 的日本人口提供服务，对于多民族社会来说这个数字甚至更高。 研究发现通过 HLA-C 保留库存策略可以大大提高供体兼容性。预计 12 个 HLA-C 保留的 iPSC 系的核心储备将作为再生医学的下一代供体细胞来源，覆盖世界上大部分人口。 总之，基因编辑 iPSC 及其分化为 NK 和 T 细胞的方法的发展在过去几年中迅速加速。尽管这些技术是新技术，但目前在治疗复发/难治性疾病患者的临床试验中观察到了有希望的结果。科学家预计这些平台将继续改进，临床试验将开始超越早期阶段，走向后期和商业化。储存的同种异体 iPSC细胞衍生的 NK 和 T 细胞作为下一代免疫疗法的前景现在正在实现。 |
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