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李懿点评 | TCR-T细胞免疫疗法,三大障碍有待突破

作者:转载-医药魔方Pro

发布时间:2020-09-08

阅读:480

 

      CAR-T细胞免疫疗法的兴起是癌症治疗的一大进步。这类疗法通过在体外对患者/供者T细胞进行基因改造,使其表达能够识别癌细胞特定抗原的嵌合抗原受体(CAR),再扩增、回输到患者体内来发挥抗癌作用。这些CAR通过识别癌细胞表面的靶点,从而让T细胞摧毁它们。然而,由于许多癌症靶点位于癌细胞内,超出了CAR蛋白接触的范围,因此CAR-T细胞治疗对实体瘤有局限性。

 

      在过去的几个月里,一些欧洲初创公司在T细胞受体(T cell receptor, TCR)T细胞免疫疗法方面取得了进展。TCR-T细胞在“捕杀”实体瘤方面可能比CAR-T细胞更好。这是因为TCR-T细胞上经过基因修饰的蛋白质——TCR,可以通过扫描细胞表面一种叫做人类白细胞抗原(HLA)的蛋白质来识别隐藏在癌细胞内的目标。

 

      8月6日,总部位于柏林的生物技术公司T-knife以6600万欧元的A轮融资(由Versant Ventures和RA Capital Management领投)将TCR-T细胞疗法带到了聚光灯下。

 

       在大多数TCR-T细胞疗法开发人员调整现有的人TCR时,T-knife从小鼠身上获得了“猎捕”癌症的TCR。该公司对小鼠进行基因改造以产生全人源化TCR,并向其注射人类肿瘤抗原。随后小鼠的免疫系统对癌抗原产生反应,产生多种TCR。从小鼠免疫系统中挑选出最适合癌症搜寻TCR后,T-knife将其表达到患者的T细胞中,从而产生细胞疗法。

 

       T-knife的首席执行官兼联合创始人Elisa Kieback 说:“小鼠的免疫系统对人类肿瘤抗原不耐受,会将其视为病毒或病原体。因此,当用人类肿瘤抗原免疫小鼠时,小鼠体内可以产生强烈的免疫应答。”

 

       Kieback称,该公司的小鼠来源TCR比已有的TCR-T细胞治疗生物技术(如Immatics和Adaptimmune)能更有力、更特异性地抓住癌症抗原。她表示:“我们让小鼠通过一种非常自然的体内选择机制来选择最好的TCR,这意味着它们不太可能有脱靶效应。”

 

      目前,T-knife已经开始了骨髓瘤治疗的临床开发,并计划在2021年底发起一项实体瘤试验。

 

       通用性TCR-T细胞疗法

 

       基于基因改造患者自身T细胞的细胞疗法的一个缺点是过程复杂、成本高昂,必须针对每个患者量身定制。为了解决这个问题,一些欧洲初创公司一直在开发通用型TCR-T细胞疗法,这种疗法使用供者免疫细胞,能降低治疗成本。

 

      其中一家是挪威生物制药公司Zelluna Immunotherapy,其在6月份筹集了750万欧元的股权融资和补助金。该公司的目标是开发一种基于抗癌免疫细胞——自然杀伤细胞(NK)的TCR-NK细胞疗法。Zelluna认为这些细胞非常适合应用于“通用型”疗法,因为它们攻击病人健康组织的风险比T细胞低,而且杀死癌细胞的速度更快。

 

      另一种通用型TCR-T细胞疗法正在荷兰生物技术公司Gadeta进行研发。该公司正与美国公司Kite Pharma合作,开发基于γδ T细胞受体的新型癌症免疫疗法。γδ T细胞的TCR比更常见的αβ T细胞能更好地识别癌细胞上的压力信号。

 

       公司新任首席执行官Marco Londei说:“Gadeta的平台结合了αβ T细胞的主要特性,如高增殖和记忆能力,以及挑选的γδ受体的抗癌特异性和活性。这种新型T细胞平台非常适合可能的同种异体‘通用’。”Gadeta目前正准备进入多发性骨髓瘤治疗的I期试验。

 

       苏格兰初创公司TC Biopharm也显示了其通用型癌细胞免疫疗法的发展前景。该公司从年轻健康的捐赠者那里收集γδ T细胞,并使其产生类似于CAR-T细胞疗法的CAR蛋白。

 

       然而,这并不是普通的CAR-T细胞疗法。TC BioPharm还使用γ δ T细胞的TCR作为一种安全措施,以避免破坏碰巧显示出癌症靶点的健康细胞。CAR蛋白识别细胞表面的肿瘤靶点,但γ δ TCR只允许细胞疗法杀死那些有癌症压力信号的细胞。这可能使它比目前的CAR-T细胞疗法更安全。

 

       TC BioPharm去年启动了一项治疗急性髓细胞性白血病的I期临床试验。Leek 说:“试验进展顺利。所有符合条件的患者都显示出对治疗的显著应答,降低了肿瘤负担。我们希望这种疗法能在2021–2022年左右推向市场。”

 

扩大治疗范围

 

       尽管TCR-T细胞疗法比CAR-T细胞疗法能靶向更多类型的癌症,但它们仍然倾向于针对特定类型的癌症,对其他癌症无效。德国生物技术公司Medigene的CMO Kai Pinkernell说:“一个癌症实体往往比最初想象的异质性更强。”那么,这样的疗法能针对不止一种癌症吗?

 

       6月,Medigene启动了一项针对多种血癌的TCR-T细胞治疗候选方案的I期临床试验。治疗被设计靶向这些血癌共有的、只在造血系统细胞上表达的抗原HA-1。这项试验正在最近接受骨髓干细胞移植但血癌复发的患者中进行测试。

 

      另一家TCR-T细胞治疗公司的目标是进一步扩大治疗范围。今年1月,总部位于伦敦的Ervaxx公司(最近更名为Enara Bio)与Cardiff大学签订了合作协议,以克服TCR疗法的一个共同局限性:TCR扫描的人类白细胞抗原(HLA)分子在患者之间差异很大,因此TCR-T细胞疗法需要针对不同的患者进行个性化治疗。

 

      为了克服这一障碍,Enara Bio和Cardiff大学免疫学教授Andrew Sewell领导的一个研究小组正在开发一种不扫描HLA,而是识别MHC class 1相关蛋白(MR1)的TCR-T细胞疗法。MR1蛋白在不同的病人身上都是一样的并且在多种癌细胞中都有发现。

 

      这种癌症免疫疗法可以广泛应用,无需个性化。该研究小组的目标是在今年年底对这种疗法进行人体试验。

 

       TCR-T细胞疗法能普及吗?

 

       虽然“通用型癌症疗法”的概念很吸引人,但Medigene的Pinkernell认为对这种疗法的期望需谨慎。他说:“这种癌症疗法的最佳应用‘窗口’并不容易找到”。

 

      Gadeta的Londei则指出了癌症发展的复杂性。他说:“关键的挑战是了解肿瘤如何逃避免疫疗法,以及如何找到针对不同类型肿瘤的联合疗法来克服这个问题。”

 

      Cardiff大学的Sewell看法略为乐观:“我认为说潜在的‘通用癌症疗法’有点过了,但我们肯定可以构建识别所有个体中大多数癌症的T细胞。我认为免疫疗法有希望在未来25年内成功地治疗大多数癌症。

 

      TCR-T细胞治疗的潜力尚不清楚,部分原因是它还处于早期开发阶段。最领先的TCR-T细胞治疗方案还没有超过II期试验。不过,T-knife最近的A轮融资规模表明,投资者对该技术的未来很感兴趣,因此在未来几年,TCR-T细胞的初创公司值得关注。

 

       抗原特异性T细胞过继免疫治疗已发展为两个主要方向,一个是TCR-T,即T细胞受体工程化T细胞疗法(T-cell receptor engineered T cell therapy);另一个是CAR-T,即嵌合抗原受体修饰T细胞疗法(chimeric antigen receptor-modified T cell therapy)。

 

      CAR-T经过基因构建可以表达scFv(单链抗体可变区)融合蛋白,并连接T细胞信号结构域,例如跨膜结构域CD3衍生的ITAM信号域和共刺激信号域(例如CD28,OX40或4-1BB等),其所用抗体靶向的是肿瘤胞膜抗原(在所有抗原中占比7%-10%)。

 

       Dembic等人于1980年代末提出α和β基因转染可以重定向T细胞特异性识别小鼠模型中MHC-1呈递的同源抗原。肿瘤胞内、胞膜和胞外抗原都可以被MHC(在人体被称为HLA)呈递形成主要组织复合物(pMHC),并被TCR识别,所以TCR-T可以靶向细胞内的全部蛋白抗原,其中包括肿瘤抗原。

 

       虽然TCR-T的概念提出得更早,但TCR技术比较复杂,影响了其发展进度。目前有CAR-T产品上市,TCR-T仍无产品上市。但TCR-T除了可以识别更多的靶点,其治疗实体瘤的效果也更加明显,其中一个原因可能是能更好浸润实体瘤。基于天然信号通路激活T细胞,也更加符合进化的逻辑。

 

       TCR经过近20年的发展,现如今,越发获得更多的关注和资金支持。国内外,除了发展多年的公司,包括Adaptimmune & GSK、Immatics、Medigene & Bluebird、广东香雪精准医疗技术有限公司、深圳因诺免疫有限公司、复星凯特、广州来恩生物医药布局TCR-T产品外,许多TCR-T新公司和基于TCR的新疗法也出现在大家的视野里:像T-knife,从小鼠身上获得了“猎捕”癌症的TCR;Zelluna Immunotherapy,专注TCR-NK细胞疗法;Medigene启动识别MHC class 1相关蛋白(MR1)的TCR-T细胞疗法等。

 

       对于TCR-T的发展,可以归总为三代。第一代是从患者分离抗原特异性T细胞,比如肿瘤浸润性T细胞(TIL),由于T细胞在胸腺筛选后,为了保护人体自身的细胞不会受到自己的T细胞的攻击,维持其野生型TCR处于低亲和力,因此给予肿瘤较容易逃逸免疫监控的机会;第二代TCR-T,即经过T细胞克隆,分离野生型TCR并转导T细胞,得到TCR-T,特点是无需从患者分离抗原特异性T细胞,但仍然没解决肿瘤较容易逃逸免疫监控的问题;第三代TCR-T,即严格优化的TCR,可对抗肿瘤的免疫逃逸,并能提高其成药性。

 

       香雪集团旗下的广东香雪精准医疗技术有限公司布局第三代TCR-T产品研发出TAEST16001,并于2019年3月获得中国CDE批准的首个TCR-T 细胞治疗IND。临床试验正在顺利进行。目前TCR-T的全球领先者是纳斯达克上市企业Adaptimmune,有MAGE-A4、AFP、MAGE-A10三个靶点的TCR-T(获美国FDA批准)处于临床II期或者I期,其更多关注欧美市场。

 

      中国乃至亚洲人数众多,癌症患者基数大,同时其HLA型分布与欧美人群有所不同,在中国进行TCR-T研发具备其独特优势。

 

       目前全球TCR-T临床试验(含非注册临床研究),美国和中国处于第一梯度,同时在中国进行的TCR-T临床试验逐年升高。当前TCR-T治疗实体瘤包括无药可治的滑膜肉瘤和晚期转移的黑色素瘤等都取得了50%–60%的有效率,有相当部分的患者获得完全缓解。

 

不过,TCR-T细胞免疫疗法想要取得更多突破,还迫切需要解决以下几个问题:

 

1、靶点筛选。虽然TCR-T可以针对所有肿瘤抗原,但目前已经获得证明其安全有效的靶点仍然有限,其中超过30%的TCR-T临床试验针对的靶点是NY-ESO-1157-165。除了睾丸癌抗原,病毒性抗原和新抗原都是潜在可用的抗原,但需要进一步确定其抗原特性及有效性。

 

2、安全性评价实验。TCR-T是否会产生on-target或者off-target毒性反应,以及其他不良反应,都需要具体的试验使相关靶点和TCR-T得以检验。

 

3、生产问题。TCR-T的生产成本占到TCR-T总成本的近80%,如何降低生产成本,提高生产产能,推动产业化进程,提高产品上市用于患者的可及性,都有不少工作要做。

 

       从根本上讲,人人都是与生俱来就有“TCR-T”的,而且这原本就有的“细胞药物”已经在“确保全球2/3的人终身不患癌症”的这一现象上发挥了巨大的作用。而另外1/3的人会在人生的某一阶段患癌,最终都是因为让自己的“TCR-T”不工作或工作效率显著下降。因此TCR-T在人类攻克癌症的“大业”中必将发挥不可或缺的作用。而这一切都将依赖于人造TCR-T的临床表现。我们相信TCR-T不会让人们失望。

 

 

参考资料:

 

1、How European Startups Have Advanced Cancer T-Cell Therapy in 2020(LABIOTECH.eu)

 

2、T-knife Completes €66 Million Series A Financing to Develop Next-Generation T-Cell Therapies(T-knife官网)

 

3、 Lijun Zhao et al.  Engineered T Cell Therapy for Cancer in the Clinic. Frontiers in immunology (2019) https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02250

 

4、 Liu Q et al. Cancer immunotherapy using T-cell receptor engineered T cell. Annals of Blood (2020).

 

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