体内CAR-T细胞的技术路线

作者：杨超月

目前，CAR-T细胞是最成功的免疫细胞治疗种类。但是传统CAR-T仍然存在一些局限性，导致各研究机构/企业对CAR-T疗法进行优化，试图破局。在不断的发展和进步中，越来越多的CAR-T治疗策略被提出，“现货”CAR-T、“安全开关”CAR-T、双靶点CAR-T......纷纷涌现，造成目前CAR-T研究百花齐放的局面。

近年来，“体内构建”/“体内重编程”的 in vivo CAR-T成为一个新的CAR-T研究方向和热点，也涌现出了几条不同的技术路线分支，今天我们就来看一下这些体内CAR-T的不同之处。

CAR-T细胞治疗通常是在体外生产CAR-T，首先获取初始细胞，然后经过一系列的纯化、激活、转染、扩增、冻存、运输等流程，再将CAR-T细胞成品输入患者体内进行治疗。

但是“体内”CAR-T的提出，则是与传统的CAR-T大相庭径。首先，给患者输注的就不是CAR-T细胞成品，而是一个“引导物”，使得人体内的T细胞自己转变成CAR-T。

由于不需要体外生产CAR-T的过程，使得这种策略的CAR-T细胞治疗价格成本大幅度降低；同时不需要使用初始细胞，就没有细胞来源问题，不存在异体问题/免疫排斥问题。

也就是说，“体内”CAR-T有望成为一种真正的通用型CAR-T治疗方法。

纳米颗粒在体内编程CAR-T细胞

2017年4月，Nature Nanotechnology刊登了一篇文章，西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心的科研人员利用一种可生物降解的纳米颗粒对人体中的免疫细胞进行重编程，转变为CAR-T的方法。该纳米颗粒同时包含CAR的表达基因，以及吸引并结合T细胞的分子；一旦T细胞被吸引吞噬掉纳米颗粒后，纳米颗粒中携带的CAR基因就会与细胞中的染色体结合，进而重编程为CAR-T细胞。研究人员表示，在24-48h内，T细胞会通过这个过程转化为CAR-T细胞。在小鼠实验中也取得较为积极的结果，在白血病模型小鼠中输注了这种纳米颗粒，小鼠的白血病获得缓解，平均存活时间延长至少8周以上。值得注意的是，这种方法不需要进行化疗的预处理。这是比较早的一篇研究文献了，但是当时CAR-T细胞还未获得上市，因此这篇研究在当时具有较高的前瞻性。

mRNA技术体内重编程CAR-T

年初的时候，也有一篇关于体内CAR-T的文章引起了广泛热议，并刊登在Science上作为封面文章。来自宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究团队利用能够编码CAR的mRNA LNP递送小鼠体内，成功在体内实现CAR-T细胞的生成并成功修复了小鼠的心脏功能。总的来说，就是通过CD5靶向LNP将能够编码抗纤维化CAR的mRNA特异性靶向T细胞，利用mRNA的基因编辑功能将T细胞改造成抗纤维化CAR-T细胞，对活化成纤维细胞进行攻击，减少心脏纤维化。是的， 与大多数CAR-T项目不同，该产品是针对非肿瘤疾病，而是针对的心血管疾病 。这也是基于mRNA转导的CAR-T持久性不长，对于肿瘤治疗来说，这可能是一种不足，但是对于心肌纤维化来说，更具有安全性。这一文章的发表，使得很多企业开始了这个方向的尝试。首先是Moderna和Carisma达成战略合作协议，结合Moderna的mRNA技术和Carisma的工程巨噬细胞技术，以发现、开发和商业化用于癌症治疗的mRNA LNP体内CAR-巨噬细胞（CAR-M）。然后国内的远泰生物也在开发mRNA LNP体内CAR-T/NK，并且在2022 AACR上发布了mRNA-LNP在CAR-T领域的研究进展。当然除了mRNA LNP体内CAR-T方向，也有很多企业开发了自己的体内CAR-T技术。

利用病毒构建体体内转导CAR-T

这个技术路线其实还是比较清晰的。因为我们知道传统的体外生产的CAR-T，大多数是利用慢病毒/逆转录病毒进行转染T细胞而成的。而该路线，大致上来说，是将体外转染这一步放在了体内。这边提一个代表公司和技术——Umoja Biopharma的VivoVec CAR-T。Umoja开发了一种专有的VivoVec体内递送技术，可以携带CAR的慢病毒直接给患者输注，然后再利用 RACR（Rapamycin Acivated Cytokine Receptor，雷帕霉素激活细胞因子受体）技术实现CAR-T细胞的快速制备和控制。

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当然除了Umoja，还有不少公司/研究正在发展直接利用CAR病毒构建体转导体内CAR-T的项目。例如Mustang Bio的体内基因工程CAR-T细胞；EXUMA Biotech正在开发的皮下给药（rPOC）慢病毒构建体的体内CAR-T/TaNK； Abintus Bio与纪念斯隆·凯特琳癌症中心(MSK)合作的In Vivo CAR-X项目等等，这里就不一一展开来叙述，有兴趣的读者可以自行查找相关的资料。值得一提的是，Mustang Bio的体内CAR-T项目， 需要使用多肽药物驱动患者T细胞的增殖 ，然后将病毒构建体注入患者淋巴结，进行CAR-T细胞的生成。这一点也是体现到体内CAR-T细胞的一个问题，我们稍后总结会谈到。但在使用病毒构建体直接在体内进行CAR-T转导的这一路线上，首先要面临的是安全性问题，以及是否需要化疗的预处理，和重复给药的可能性。

Sana公司的Fusogen技术 in vivo CAR-T