2022年9月6日/醫麥客新聞 eMedClub News/–嵌合抗原受體（CAR）是一種受體蛋白，可以賦予免疫細胞新的能力使其靶向特定的抗原蛋白。近幾年來，CAR-T細胞療法成功有目共睹，現在已經成為了治療血液系統惡性腫瘤的成功療法。然而，在多款CAR-T療法步入臨床后，這一治療手段的局限性也愈發凸顯。CAR-T本身的細胞因子釋放綜合征風險，在實體瘤領域的發展受限，自體細胞療法的高耗時以及較高的價格都促使業內探索更加即時安全有效的治療手段。
NK細胞全名自然殺傷細胞（Nature killer cell），是先天免疫系統的一部分，具有抗腫瘤細胞毒性，并且無需細胞因子和趨化因子的作用，可以識別并且殺死腫瘤細胞，有潛力成為通用型療法。
與CAR-T療法相比，CAR-NK療法的優勢顯而易見。CAR-NK細胞幾乎不會引發移植物抗宿主病（GvHD），細胞壽命較短因此未知風險較低，產生的細胞因子主要是IFNγ和GM-CSF，不宜引發細胞因子綜合征，也不需要抗原呈遞，起效速度更快且具有更廣譜的抗腫瘤作用。
在這種情況下，CAR-NK細胞療法異軍突起，熱度逐漸上升，臨床前研究的數量也逐年增加。
目前不少企業參與進CAR-NK療法的賽道，總計由35項在研或終止的臨床試驗。CAR-NK療法大多仍處于1期臨床試驗階段，少部分進展到了2期臨床，尚未出現開始3期臨床的CAR-NK藥物。
在針對血液瘤的CAR-NK療法中，靶點大多集中在CD19，其余還有BCMA、CD33以及CD22；針對實體瘤的靶點則包括了NKG2D，ROBO1，間皮素以及PSMA。從目前已經公布的臨床數據來看，CAR-NK療法確有治療腫瘤的潛力，例如，Nkarta靶向CD19的通用型CAR-NK細胞療法，在治療復發/難治性B細胞淋巴瘤的臨床試驗中，高劑量組6名患者中5名獲得了部分緩解（83% ORR），其中3名獲得了完全緩解（50% CR）。治療過程中也并未出現細胞因子綜合征以及神經毒性等副作用。
CAR-NK療法的療效與安全性毋庸置疑，然而這一療法目前進展較慢，且暫時無法大規模應用于臨床治療，仍存在包含體外擴增難、轉染效率低等一系列問題。
現階段多數CAR-NK細胞所使用的CAR分子結構都是為CAR-T細胞設計的，雖然在NK細胞中也可以發揮作用，但仍需要改進。不少研究者仍在對CAR分子進行設計和優化，使其更適合NK細胞。研究表明，表達有NK細胞特異性的共刺激信號，共刺激分子2B4CAR的NK細胞具有更強的增殖能力、細胞因子分泌能力和抗腫瘤活性，這說明NK特異性的共刺激信號分子對于增強CAR-NK效用方面具有重要的作用。
▲ CAR構建體結構圖 圖源：參考資料1
NK細胞占外周單核細胞的10%左右，在用于治療時需要進行篩選和擴增，同時需要完全清除T細胞，以減少其帶來的移植物抗宿主病。目前，人外周單核細胞（PBMC）是最主要的NK細胞來源，具有較強的細胞毒性，但增殖能力較弱。NK細胞的另一個主要來源是臍帶血（UCB），通過這種方式產生的NK細胞表現出不成熟的表型，但細胞毒性較低。這兩種來源均難以實現標準化。
針對這一困難，目前已有在研的iPSC誘導的NK細胞，這種方式制備的NK細胞與UCB來源相同，都以不成熟的NK細胞為主。iPSC具有在培養物中進行基因工程和無限擴增的能力，能夠實現CAR-iPSC的制備并且進行大量生產，提供了一個高度均一的CAR-NK細胞的穩定來源。iPSC誘導NK細胞主要包括生成克隆iPSC系、誘導衍生出目標細胞產物以及擴增培養，最終進行凍存及儲存。
妙順生物TPCS提供PBMC與UCB兩種不同來源的不成熟NK細胞分離、篩選與鑒定服務，助力CAR-NK研究。
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▲ 構建工程免疫治療的iPSC平臺?圖源：參考資料2
目前NK細胞的CAR轉染的方式較多，類似于包含逆轉錄病毒和慢病毒在內的病毒載體，CRISPR-Cas9以及轉座子系統等非病毒載體。
廣泛應用于CAR-T細胞療法的逆轉錄病毒載體同樣可以應用于NK細胞，已有研究表明只有單劑量的逆轉錄病毒載體才能在預刺激的NK細胞中達到所需的CAR轉導效率，并且逆轉錄病毒的CAR修飾的NK細胞可長期存在。然而，逆轉錄病毒獨特的復制能力允許轉基因穩定整合到靶基因組和長期CAR表達，但僅限于分裂的NK細胞。此外，逆轉錄病毒載體在受體中具有高突變率和不受控制的免疫反應。
慢病毒不依賴于細胞周期進程，可以成功地轉導到循環和非循環的NK細胞中。然而，原代培養的NK細胞通常需要用病毒載體進行多輪轉導才能達到足夠的轉導效率。慢病毒載體的半隨機整合仍然存在插入突變和失調的風險。
利用CRISPR-Cas9，可以有針對性地將CAR整合到NK細胞的基因組中，防止異常病毒的非特異性和半隨機基因整合。轉座子系統的應用則滿足了高效、永久的轉基因表達、低免疫原性和無遺傳毒性的要求。常見的轉座子包括piggyBac和睡美人，其中基于睡美人的CAR修飾細胞目前正在進行臨床試驗。
CAR-NK療法必然會在未來成為腫瘤治療的高效手段。目前針對CAR-NK療法存在的難點，專業人員正堅持推進新技術的研發。其中，針對NK細胞的CAR也在設計與改進過程中，能提升該療法的持久性和對腫瘤的殺傷作用；iPSC技術可以為這一領域提供更穩定的細胞材料，所產生的iPSC來源的CAR-NK可以實現細胞的體外快速大量擴增，有效解決體外擴增難問題；轉染平臺也在升級改進以提升轉染效率。
雖然目前這一細胞療法仍然處于臨床早期，但其治愈腫瘤的潛力已經得到了證實，未來必將為更多腫瘤患者提供通用即時的、相較于CAR-T而言價格更易于接受的治療方案。
妙順生物TPCS為CAR-NK研究提供穩定的細胞材料解決方案，協助研究人員獲取合適的起始材料。
參考資料：
1.Natural Born Killers: NK Cells in Cancer Therapy. Cancers (Basel). 2020 Jul 31;12(8):2131
2.https://fatetherapeutics.com
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