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通用型CAR-T疗法知多少

通用型CAR-T疗法知多少

 

十年前,一位叫Emily的女孩成为世界上第一个接受CAR-T细胞治疗的患者,并成功治愈了罹患的癌症。

 

2010年5月,年仅5岁的Emily Whitehead被诊断出患有急性淋巴细胞白血病(ALL)。用尽了一切治疗手段后,Emily的家人决定尝试CAR-T疗法——收集Emily血液中的T细胞并对它们进行基因改造以识别和攻击癌细胞,并将经过修饰的细胞回输至Emily的血液中。而在此之前,CAR-T疗法并未应用于人体临床试验中。这是一个大胆的尝试,也是Emily最后的希望:奇迹发生了,ALL被成功治愈,并且Emily已经健康生活了10年。

 

通用型CAR-T疗法

Figure 1 10 years cancer free! 

 

一.通用型CAR-T疗法

 

CAR-T疗法已经有多款药物先后上市,不管是在疗效还是商业化上,都取得了巨大的成功。但是,使用基因工程构造CAR细胞的成本高昂,国外CAR-T产品的售价高达37.3-47.5万美元,而国内上市的两款药物售价也达120-129万人民币。如此昂贵的售价显然会为很多患者家庭带来沉重的负担。此外,目前自体CAR-T细胞疗法为定制化生产(以患者自体血液中T细胞为材料),从收集患者T细胞到CAR-T细胞到成功制备大概要经历2-3周,对于一些患者来说,这个时间可能会超过他们的最佳治疗时期。因此,研究者开始考虑同种异体CAR-T细胞,即通用型CAR-T(UCAR-T)。UCAR-T最大的优势就是可以提前制备,当患者有需要时可以及时使用,极大地降低了金钱成本和时间成本。

 

通用型CAR-T疗法知多少

Table 1 已经上市的CAR-T产品。来源:各公司官网、产品说明书

 

二.UCAR-T的绊脚石:GvHD

 

移植物抗宿主病(GvHD)是同种异体CAR-T细胞治疗中需要克服的主要障碍[1],尤其是当患者的CAR-T细胞是由人类白细胞抗原(HLA)不匹配的健康供体产生时,UCAR-T的移植会引起严重的血液学毒性[2]。因此生成UCAR-T细胞的主要设计原则是从同种异体健康供体中生成肿瘤抗原特异性T细胞,然后通过基因编辑的方法破坏同种异体T细胞的TCR基因和/或HLA I类基因来有效消除移植物抗宿主病。通过靶向TCR内源性α或β亚基恒定区的基因组序列或破坏MHC基因复合物的HLA-A基因座,使得TCR或HLA I类抗原的表达被消除,由此产生的T细胞不能识别同种异体抗原,从而消除GvHD[3]。构建TCR缺陷型和HLA I类缺陷型最常用的基因编辑方法有锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas等。

 

通用型CAR-T疗法知多少

Figure 2 使用ZEN酶构建通用TCR-/HLA-T细胞[3]

 

三.SUPRA CAR

 

为了提高CAR的灵活性和可控性,研究者们发明了一种分体式通用可编程 (SUPRA)CAR系统[4]。SUPRA CAR是一种双组分受体系统,由T细胞上带有亮氨酸拉链接头(zipCAR)的通用受体和带有靶向特定抗原的亮氨酸拉链接头(zipFv)分子的单独scFv组成。这种带有亮氨酸“拉链适配器”的SUPRA CAR结构具有几个优势[4]

1. SUPRA CARs的活性可以通过多种机制进行精细调节,以限制过度激活;

2. SUPRA CARs可以对多种肿瘤抗原产生反应,提高肿瘤特异性;

3. SUPRA成分可以人源化以降低潜在的免疫原性;

4. SUPRA CAR可以调节多个信号通路或不同的人类T细胞亚型,以增加免疫反应的范围。

 

通用型CAR-T疗法知多少

Figure 3 SUPRA CAR图示[4]

 

四.UCAR-T研发标杆:CELLECTIS

 

法国企业Cellectis是研发通用型CAR-T细胞疗法的标杆。Cellectis公司已拥有多条UCAR-T研究管线。例如UCART123是一种基因编辑的T细胞研究药物,靶向CD123——一种在急性髓性白血病(AML)的白血病细胞表面表达的抗原。该管线正处于临床I期阶段,预计今年10月完成,旨在确定药物的最大耐受量和最佳剂量。

 

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Figure 4 UCART123图示。来源:Cellectis官网

 

UCART19则是Cellectis授权给Servier,目前由Servier和Allogene联合开发的项目。该项目使用TALEN技术改造T细胞,其研究成果发表在Science Translational Medicine上[5],UCAR-T19被用于治疗两名患有复发性难治性急性淋巴细胞白血病的婴儿,并展示了这种使用基因编辑技术进行工程化改造细胞的治疗潜力。

 

五.结语

 

UCAR-T因其可以提前制备,并用于同种异体患者中,对比现有的自体CAR-T成产、运输、存储的消耗,可以将成本降低90%,具于广阔的前景和意义。赛业生物细胞治疗综合服务可以助您构建通用型CAR-T细胞、CAR-T细胞、CAR-NK细胞等,为您提供从抗体发现与筛选、肿瘤模型构建、体内外药效评价,到IND申报等全系服务。

 

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在CAR-T的临床前研究中,细胞模型、动物模型、建模模型的选择都至关重要,明确研究的目的,建立有效的实验模型和方案,会使研究事半功倍。赛业生物提供细胞治疗一站式服务,从抗体筛选到稳转株构建,从建立细胞/动物模型到药效学评价,更好地加速CAR-T及其他细胞治疗研发进程。

 

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参考文献:

1. Kim, D. W., & Cho, J. Y. (2020). Recent advances in allogeneic CAR-T cells. Biomolecules, 10(2), 263.

2. Yan, L. Z., Shang, J. J., Shi, X. L., Qu, S., Kang, L. Q., Xu, N., ... & Fu, C. C. (2019). Allogeneic CAR-T for treatment of relapsed and/or refractory multiple myeloma: Four cases report and literatures review. Zhonghua xue ye xue za zhi= Zhonghua Xueyexue Zazhi, 40(8), 650-655.

3. Zhao, J., Lin, Q., Song, Y., & Liu, D. (2018). Universal CARs, universal T cells, and universal CAR T cells. Journal of hematology & oncology, 11(1), 1-9.

4. Cho, J. H., Collins, J. J., & Wong, W. W. (2018). Universal chimeric antigen receptors for multiplexed and logical control of T cell responses. Cell, 173(6), 1426-1438.

5. Qasim, W., Zhan, H., Samarasinghe, S., Adams, S., Amrolia, P., Stafford, S., ... & Veys, P. (2017). Molecular remission of infant B-ALL after infusion of universal TALEN gene-edited CAR T cells. Science translational medicine, 9(374), eaaj2013.

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