NK細胞療法最新臨床結果

NK細胞療法最新臨床結果

日前,新銳公司Fate Therapeutics,公佈了基於誘導多能幹細胞(iPSC)分化的自然殺傷(NK)細胞療法FT516和CAR-NK細胞療法FT596的最新臨床結果。在1期臨床試驗中,復發/難治性B細胞淋巴瘤患者接受了單劑FT596、或單劑FT596與單劑抗CD20抗體rituximab抗體構成的組合療法的治療。截至今年6月25日,10名接受單一NK細胞療法和10名接受組合療法治療的患者可以接受評估。試驗結果顯示,在接受FT596劑量超過9000萬細胞的14名患者中,10名(71%)患者獲得客觀緩解,其中7名(50%)獲得完全緩解。在此前未接受過靶向CD19的CAR-T療法治療的患者中,客觀緩解率為80%(8/10)。在曾經接受過CD19 CAR-T療法治療的4名患者中,2名(50%)獲得完全緩解。

▲FT5961期臨床試驗中期結果(圖片來源:Fate Therapeutics官網)

此外,FT596療法表現出良好的耐受性,在試驗中未發現劑量限制毒性,也未發現任何級別的免疫效應細胞相關神經毒性和移植物抗宿主病(GVHD)。試驗中報告兩例低級別細胞因數釋放綜合征(CRS)。值得一提的是,這款CAR-NK細胞不是從癌症患者體內獲取NK細胞,在體外通過基因工程改造而生成的自體細胞療法。而是使用從健康供體獲得的iPSC分化生成的同種異體細胞療法。同種異體細胞療法正在成為多家新銳公司細胞療法的開發方向。

同種異體細胞療法的優勢

同種異體細胞療法的生產方式是從健康供體中獲得T細胞或其它細胞類型,在體外進行基因工程改造和擴增,進行品質檢測之後冰凍庫存。它的優點在於一名健康供體提供的細胞就可以生成大量細胞療法,滿足多個患者的需求。例如,致力於開發同種異體細胞療法的Allogene Therapeutics公司表示,從1名健康供體中獲得的細胞可以生產治療100名癌症患者的CAR-T療法。因為這些細胞可以提前生產並且冷凍在庫存中,需要接受治療的患者只需要解凍庫存的療法就可以立即接受治療,消除了自體CAR-T療法製造過程中產生的延遲。而且,通常癌症患者由於自身T細胞數量的限制,無法接受多次CAR-T療法的治療。而同種異體療法可以更容易重複對患者進行治療。另一些公司的同種異體細胞療法更進一步,使用的是從健康供體中獲得的iPSC細胞。這些細胞在接受基因工程改造之後,可以生成能夠分化為CAR-T療法或者CAR-NK療法的iPSC細胞系。iPSC細胞具有強大的自我複製能力,因此可以提供一個不斷再生的細胞來源,從而生產具有高度一致性的“即用型”細胞療法。

▲Fate Therapeutics公司的即用型NK細胞和T細胞生產流程(圖片來源:參考資料[4])

同種異體細胞療法的療效持久性是需要解決的挑戰

雖然同種異體細胞療法與自體細胞療法相比具有多種優勢,但是它們也需要面對獨特的挑戰。由於療法來自異體細胞,輸入患者的異體細胞可能對宿主細胞進行攻擊,導致危及患者生命的GVHD。而且,異體細胞可能被宿主的免疫細胞識別並消滅,從而限制它們抗癌活性和療效的持久性。以Fate Therapeutics公司的NK細胞療法FT516的最新結果為例,接受FT516治療的11名患者在接受治療3個月後有8名患者獲得緩解,其中包括6名完全緩解的患者。然而在接受治療6個月後,8名獲得緩解的患者中有3名患者出現疾病復發或者需要接受其它抗癌療法。

▲FT516的1期臨床試驗中期結果(圖片來源:Fate Therapeutics公司官網)

改善同種異體細胞療法持久性的策略

針對同種異體細胞療法因為患者的免疫排斥反應而療效降低或持久性下降的問題,目前這一領域的解決策略沿著下面的幾個方向進行:

更為有效的淋巴細胞清除手段

已有的研究已經表明,想讓輸入的細胞療法在患者體內增殖,需要在輸入細胞之前先使用化療等手段清除患者體內已有的淋巴細胞,從而為輸入的細胞療法提供增殖的空間。對於同種異體細胞療法來說,清除淋巴細胞這一步可能更為重要,因為殘存的宿主T細胞會立刻攻擊“外來”的細胞療法。

目前一種在研方法是通過基因編輯讓同種異體的細胞療法對清除T細胞的藥物產生抗性,這些細胞就不會受到清除T細胞藥物的影響。例如,Allogene公司開發的UCART19使用基因編輯手段,敲除了細胞表達CD52蛋白的基因。這讓這些細胞對通過與CD52相結合,殺死T細胞的單克隆抗體alemtuzumab產生抗性。將alemtuzumab與化療聯用可以更有效地清除宿主的成熟T細胞,並且將宿主的成熟T細胞維持在低水準。與此同時,同種異體的CAR-T療法仍然可以發揮作用。

 

通過抑制CAR-T細胞中CD52蛋白的表達提高CAR-T持久性的策略(圖片來源:Allogene官網)

基因編輯還可以讓同種異體的細胞療法對清除T細胞的化療藥物產生抗性,從而讓它們在抑制T細胞生長的環境中正常工作。然而,這一策略的弊端在於患者體內的內源T細胞水準會被壓制到很低的水準,導致他們感染的風險顯著提高。

降低同種異體細胞的免疫原性

器官移植和造血幹細胞移植的經驗表明,如果供體的主要人類白細胞抗原(HLA)表型與宿主的HLA表型相似,就可以大幅度減少對移植物的免疫排斥。基於這一經驗,理論上可以通過發現具有特定HLA表型的供體,構建供體細胞庫,從中選擇與患者匹配的供體細胞生成同種異體細胞。由於1類HLA蛋白是介導免疫排斥因素的關鍵分子。另一種策略是使用基因工程手段,消除同種異體細胞表面表達的1類HLA蛋白。HLA在細胞表面的表達需要名為β2-microglobulin的亞基,通過基因工程敲除β2-microglobulin的表達就可以防止HLA蛋白在細胞表面的表達,從而降低這些細胞的免疫原性。

 

HLA結構(圖片來源:User atropos235 on en.wikipedia [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)])

改善同種異體細胞的健康和持久性

除了降低同種異體細胞的免疫原性之外,多家新銳公司也在採取不同的策略,提高細胞療法本身的健康水準和持久性。例如,近日獲得1.72美元B輪融資的通過其獨特的細胞培養方法,生成稱為“記憶NK細胞”(memory NK cell)的細胞療法,它們與傳統NK細胞相比,具有增強的腫瘤殺傷功能和體內持久性。

 

通用型記憶NK細胞平臺作用機理(圖片來源:Wugen公司官網)

而近日與 的 Shoreline Biosciences公司則使用基因編輯技術,通過敲除NK細胞中的CISH基因的表達,提高細胞的持久性。CRISPR基因編輯技術具有一次性對細胞療法的基因組進行多種修改的潛力。

 

Shoreline公司通過基因編輯改進NK細胞的功能和持久性(圖片來源:Shoreline公司官網)

同種異體細胞療法的未來

許多人相信,同種異體細胞療法能夠解決自體療法難以製備,生產週期長的痛點,為全球更多病患帶來治療的新希望。德克薩斯大學MD安德森癌症中心癌症醫學分部負責人Patrick Hwu博士表示,在B細胞淋巴瘤等某些比較敏感的癌症中,由於T細胞無需在腫瘤附近停留很久,“即用型”細胞療法可以帶來快速緩解,而不必過於擔心排斥反應。而且即用型療法可以重複給藥的特性,也可以一定程度上彌補它的持久性問題。不過,Lyell Immunopharma的創始人兼首席執行官Rick Klausner博士指出,目前“即用型”細胞療法研發的動力之一,在於當下製造自體CAR-T療法的種種瓶頸。然而我們需要認識到,當下製造CAR-T療法的技術遠未臻成熟。5-10年後,細胞療法的研發與生產製造勢必將與現在大不一樣。在未來,如果我們能分離出T細胞中真正具有療效的細胞亞群,就能大幅降低治療癌症所需的細胞數目。這能極大地減少我們所需培養的細胞數量,並把細胞療法的生產時間從數周縮短到短短幾天。

最終我們要知道,同種異體和自體細胞療法並不是對立的選擇。很多目前用於提高細胞療法效果的研究,不管是尋求更有效的細胞類型,還是使用基因編輯對細胞的基因組進行改造以提高療法的持久性,對兩類細胞療法的開發都可以產生積極作用。Richard Klausner博士曾表示,“科學發展無止盡,我們需要認識到創新之美。當下,我們對細胞療法的瞭解還不多,未來,細胞療法必將不可同日而語。”

參考資料:

[1] Fate Therapeutics Announces Positive Interim Clinical Data from its FT596 and FT516 Off-the-shelf, iPSC-derived NK Cell Programs for B-cell Lymphoma. Retrieved August 20, 2021, from https://ir.fatetherapeutics.com/news-releases/news-release-details/fate-therapeutics-announces-positive-interim-clinical-data-its

[2] Caldwell et al., (2021). Allogeneic CAR Cell Therapy—More Than a Pipe Dream. Front Immunol., doi: 10.3389/fimmu.2020.618427

[3] Fate delivers, up to a point. Retrieved August 20, 2021, from https://www.evaluate.com/vantage/articles/news/trial-results/fate-delivers-point

[4] Fate Therapeutics Corporate Presentation. Retrieved August 20, 2021, from https://ir.fatetherapeutics.com/static-files/726ecee3-28ab-4276-a7dd-885544972a16

[5] Vivier et al., (2008). Functions of natural killer cells. Nature Immunology, https://doi.org/10.1038/ni1582