自然殺傷細(xì)胞 (Natural Killer Cell)是人體固有的一類免疫細(xì)胞，大家都簡(jiǎn)稱其為NK細(xì)胞，它具有強(qiáng)大的免疫殺傷功能和免疫記憶能力。隨著嵌合抗原受體T細(xì)胞( CAR-T) 技術(shù)的興起，科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)移到同為免疫細(xì)胞的NK細(xì)胞，對(duì)其CAR修飾潛力進(jìn)行挖掘。CAR-NK細(xì)胞的研發(fā)沿襲了經(jīng)典的CAR-T細(xì)胞研發(fā)思路，卻又不同于他的“前輩”，今天我們就來(lái)好好了解一下這顆免疫治療領(lǐng)域冉冉升起的新星。
 

01
CAR-NK細(xì)胞

CAR-NK細(xì)胞脫胎于CAR-T細(xì)胞，因此他們就不免被一直拿來(lái)做比較，相比與CAR-T細(xì)胞，CAR-NK細(xì)胞擁有幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。首先是細(xì)胞來(lái)源方面，NK 細(xì)胞可以從預(yù)先存在的細(xì)胞系或主要組織相容性復(fù)合體 (MHC) 的同種異體 NK 細(xì)胞中獲得。另一方面CAR-NK細(xì)胞可以通過(guò) CAR 依賴性和 CAR 非依賴性兩個(gè)途徑殺死癌細(xì)胞，細(xì)胞因子釋放綜合征和神經(jīng)毒性也較小【1】。二者具體的對(duì)比見(jiàn)下表
 

CAR-NK細(xì)胞療法的優(yōu)勢(shì)是明顯的，但是我們不能否認(rèn)他自身也存在許多亟待解決的問(wèn)題。例如NK-92 是第一個(gè)獲得FDA臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)的基于NK細(xì)胞的免疫療法，這是一種均質(zhì)的NK淋巴瘤細(xì)胞系，可以實(shí)現(xiàn)離體擴(kuò)增。NK-92 細(xì)胞缺乏KIR蛋白的表達(dá)，因此不太可能受到抑制作用的影響。然而，在對(duì)患者給藥前需要對(duì) NK-92 衍生細(xì)胞產(chǎn)品進(jìn)行輻照處理，這反過(guò)來(lái)又會(huì)對(duì)它們的長(zhǎng)期體內(nèi)持久性和整體治療潛力產(chǎn)生負(fù)面影響。另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于缺乏 CD16 表達(dá)，NK-92 細(xì)胞缺乏通過(guò) ADCC 介導(dǎo)細(xì)胞殺傷的能力【2】。CAR-NK細(xì)胞的免疫療法有重要的問(wèn)題仍未解決，科學(xué)家還未闡明決定 NK 細(xì)胞效力和持久性的關(guān)鍵參數(shù)，這對(duì)于后續(xù)科學(xué)家將其應(yīng)用于臨床上具體的疾病來(lái)說(shuō)具有很大的影響，限制大規(guī)模推廣相關(guān)臨床研究。供體間的差異可能會(huì)影響 NK 細(xì)胞譜，從而影響臨床結(jié)果，因此我們必須透徹了解具有更高效力和持久性的生物標(biāo)志物。為了解決這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究都在如火如荼的進(jìn)行中。
 

CAR-NK設(shè)計(jì)的原則和策略

科學(xué)家為了在最大程度上保證CAR-NK細(xì)胞療法的治療效果，他們將體內(nèi)工程技術(shù)應(yīng)用于NK細(xì)胞，例如增強(qiáng)內(nèi)源性NK細(xì)胞的功能和持久性，或增加腫瘤對(duì) NK 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性的敏感性。使用共刺激信號(hào)、細(xì)胞因子裝甲以及與其他治療方式相結(jié)合的相關(guān)決策將最大限度地延長(zhǎng)過(guò)繼轉(zhuǎn)移的NK細(xì)胞壽命。與單獨(dú)的CAR相比，使用IL-15 裝甲的 CAR-NK 細(xì)胞在體內(nèi)表現(xiàn)出更好的持久性【3】。在這一產(chǎn)業(yè)的另一端開(kāi)發(fā)和實(shí)施細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)，冷凍保存技術(shù)也為持續(xù)保持產(chǎn)品質(zhì)量方面提供了支持。

02
國(guó)際研發(fā)管線布局

對(duì)于這一免疫療法的 “新戰(zhàn)場(chǎng)”，國(guó)內(nèi)外的頂尖藥企紛紛布局，依托研發(fā)能力和創(chuàng)新技術(shù)增強(qiáng)自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力。賽諾菲就斥資超10億美元引進(jìn)CRISPR基因組編輯技術(shù)用以開(kāi)發(fā)公司旗下的CAR-NK細(xì)胞療法，用于治療腫瘤。

目前國(guó)際公司研發(fā)管線：

03
國(guó)內(nèi)研發(fā)管線布局

我國(guó)的相關(guān)企業(yè)雖然起步略晚，但是也如雨后春筍般的涌現(xiàn)，展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，iPSC-CAR NK細(xì)胞領(lǐng)域就有星奕昂、博生吉醫(yī)藥、昕傳生物、河洛新圖和普米斯生物多家藥企布局。疫情的影響已經(jīng)完全消失，相信蟄伏了三年的國(guó)內(nèi)企業(yè)將大展身手，走出一條適合我國(guó)臨床需求的發(fā)展道路，下圖介紹了我國(guó)的領(lǐng)軍企業(yè)和研發(fā)方向。

從表中我們可以發(fā)現(xiàn)iPSC-CAR NK細(xì)胞似乎成為一個(gè)新的 “子熱點(diǎn)”，這是因?yàn)檩^外周血來(lái)源、臍帶血來(lái)源、NK-92細(xì)胞系來(lái)源相比，iPSC可以克服其他來(lái)源衍生的 NK 細(xì)胞常見(jiàn)的缺陷。多能干細(xì)胞可在未分化狀態(tài)下無(wú)限增殖，因而iPSC可以穩(wěn)定提供均質(zhì)化的足量NK細(xì)胞產(chǎn)品。iPSC也可以很好的利用基因工程技術(shù)，IL-15/IL-15R 融合蛋白的異位表達(dá)、CISH缺失和CD38等技術(shù)已成功引入iPSC-NK細(xì)胞，增強(qiáng)了擴(kuò)增能力和長(zhǎng)效的細(xì)胞毒性。目前雖然使用外周血來(lái)源NK或臍帶血來(lái)源NK的臨床試驗(yàn)取得了令人滿意的療效，但這些來(lái)源的NK細(xì)胞會(huì)受血液采集分離、供體個(gè)體差異等影響帶來(lái)NK細(xì)胞產(chǎn)量的不穩(wěn)定性以及需要對(duì)具有低增殖能力的分化細(xì)胞進(jìn)行通用操作的重重挑戰(zhàn)。另外NK-92細(xì)胞系來(lái)源NK具有致癌隱患，出于安全性考慮，在其使用前必須經(jīng)過(guò)輻照，這也大大限制了NK-92在體內(nèi)的增值活性與持久性，其臨床療效有限不宜推廣。而iPSC來(lái)源的CAR-NK不但可平臺(tái)化制備，還具有無(wú)限增殖、免疫排異小、細(xì)胞一致性高、可降低成本等優(yōu)點(diǎn)，能夠更好的保證CAR-NK療法的質(zhì)量，具有眾多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。綜合考慮，iPSC來(lái)源的CAR-NK是更優(yōu)異的選擇。
 

在這個(gè)領(lǐng)域我們也不得不提到Fate Therapeutics，這是一家致力于開(kāi)發(fā)程序性細(xì)胞免疫療法的生物制藥公司，擁有專利的iPSC平臺(tái)生產(chǎn)具有無(wú)限擴(kuò)增及分化潛力的CAR-NK細(xì)胞，將CAR-NK的開(kāi)發(fā)成本降至3000美元；同時(shí)公司也布局使用具有高親和力、不可切割的 CD16a (hnCD16) 的對(duì)iPSC-NK 細(xì)胞進(jìn)行改造，進(jìn)一步挖掘潛力。對(duì)比我國(guó)的企業(yè)，大部分公司的研發(fā)管線還處于臨床前階段，但是大部分都獲得了資本方的巨額融資。例如星奕昂在2022年9月就獲得5000萬(wàn)美元的A1輪融資，在國(guó)內(nèi)創(chuàng)新性的將CRISPR-Cas9技術(shù)導(dǎo)入CAR并優(yōu)化，獲得了工藝生產(chǎn)起始細(xì)胞庫(kù)為后續(xù)發(fā)展鋪平了道路。大家都知道，細(xì)胞療法的核心是解決臨床需求和成本問(wèn)題，CAR-NK細(xì)胞在繼承了CAR-T細(xì)胞的衣缽后，深度挖掘了NK細(xì)胞的特點(diǎn)和功能，為免疫治療領(lǐng)域開(kāi)辟了一片新天地。相信在我們不斷完善的研發(fā)和生產(chǎn)體系下，CAR-NK細(xì)胞將在未來(lái)取得更多的突破。

參考文獻(xiàn)：
【1】 Pan K, Farrukh H, Chittepu VCSR, Xu H, Pan CX, Zhu Z. CAR race to cancer immunotherapy: from CAR T, CAR NK to CAR macrophage therapy. J Exp Clin Cancer Res. 2022 Mar 31;41(1):119.
【2】 Laskowski TJ, Biederstädt A, Rezvani K. Natural killer cells in antitumour adoptive cell immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2022 Oct;22(10):557-575.
【3】 Liu E, Tong Y, Dotti G, Shaim H, Savoldo B, Mukherjee M, Orange J, Wan X, Lu X, Reynolds A, Gagea M, Banerjee P, Cai R, Bdaiwi MH, Basar R, Muftuoglu M, Li L, Marin D, Wierda W, Keating M, Champlin R, Shpall E, Rezvani K. Cord blood NK cells engineered to express IL-15 and a CD19-targeted CAR show long-term persistence and potent antitumor activity. Leukemia. 2018 Feb;32(2):520-531.