破局之道 | 细胞疗法开发的关键考量因素

简单地说，CAR-T是一种让我们的免疫系统对抗衰竭性疾病的方法。CAR-T技术通过基因工程改造T细胞（患者自身或捐赠者的T细胞），使其表达针对特定肿瘤抗原的嵌合抗原受体。

CAR-Ts经过设计，可以识别并附着在癌细胞表面的特定抗原上（见图 1）。然后，CAR-Ts可以增殖并杀死癌细胞。美国食品和药物管理局（FDA）已经批准了多种CAR-T细胞疗法，包括 abecma（idecabtagene vicleucel）、breyanzi（lisocabtagene maraleucel）、kymriah（tisagenlecleucel）、tecartus（brexucabtagene autoleucel）和 yescarta（axicabtagene ciloleucel）。由于CAR-T疗法彻底改变了药物治疗疾病的方式，这些CAR-T疗法的批准引起了人们的极大兴趣。引起这种兴趣的部分原因是，与传统疗法相比，细胞疗法的疗效预期更持久。果不其然，FDA已就这一领域制定了一份行业指南，以协助开发者。

在clinicaltrials.gov数据库中粗略搜索一下，就会发现有100多种细胞治疗研究疗法正在进行临床试验。产品开发的一个关键方面是在化学、制造和量产方面保持一致、符合规范的产品性能。细胞疗法制品已开始重新规划这一具有时间价值的生产模式，以生产始终如一的安全优质药品。这是为什么呢？让我们先思考一下这方面的问题，然后再进入我们的3个关键开发注意事项。

一旦病人符合"程序"（图2）的要求并到达医疗单位，他们就会接受一个称为白细胞分离的过程，以分离外周血单核细胞。在这一阶段，"程序"进入"制造"阶段。在这一阶段，患者在细胞处理的同时接受化疗。通过病毒载体转移遗传物质并进行细胞扩增。在这一步之后，细胞会在清淋过程后被注入患者体内。因此，正如您所看到的，传统的实体制药厂已被临床中心的生产流程所取代。

CAR-T疗法的临床药理学考量通常包括确定作用机制、评估疗法的靶向效应以及描述这种新疗法的细胞动力学。这类产品的一些常见转化策略是更好地了解细胞动力学和药效动力学，以及是否有区分应答者与非应答者的关键生物学决定因素。

以KYMRIAH为例，它是用一种慢病毒载体转导自体T细胞而开发的，该载体编码一种嵌合抗原受体（CAR），由靶向CD19的小鼠单链抗体可变片段（scFv）组成，并与来自4-1BB (CD137) 和CD3-zeta的细胞内信号结构域相连接（批准的摘要依据）。其中一个信号域能增强KYMRIAH细胞的扩增和维持，而另一个信号域则能启动T细胞活化和抗肿瘤活性。当CAR与CD19阳性靶细胞结合时，就会激发抗肿瘤活性、细胞增殖和维持。

传统的MIDD工具（包括群体PK模型）可以建立暴露量与恢复以及暴露量与肿瘤负荷之间的联系，从而为药物研发提供信息。鉴于细胞动力学是一个关键问题，改良的细胞动力学模型通常是一个更好的机理模型，可为药物开发决策提供信息。图3 (改编自Ogasawara et al., 2021) 是细胞动力学模型的一个很好的例子。

在Ogasawara的模型中，C0指初始转基因水平，Cmax是最大转基因水平，Fβ是Cmax中出现在β或终末相的比例，HLα是初始（α相）衰减半衰期，HLβ是终末（β相）半衰期，Tdbl是生长相倍增时间，Tgro是生长相持续时间，Tlag是滞后相持续时间，Tmax是达到最大转基因水平的时间。

传统的样本采集方法可能无法精确描述细胞动力学特征。最近在量化细胞动力学方面的尝试包括对CAR-T细胞进行放射性标记，此外肿瘤和CAR-T细胞的双重成像也有助于解读抗肿瘤响应。

在进行首次人体试验时，细胞疗法的剂量选择主要是出于安全性考虑。当我们开始收集临床数据时，我们可以应用一些用于其他药物类型的典型暴露-效应方法来支持剂量选择，只是需要换一种思路。对于细胞疗法，暴露量不是由吸收、分布、代谢和排泄（ADME）的药代动力学过程来定义的，而是由细胞动力学来定义的，因为细胞会扩增、衰减和持续存在。一旦我们了解并描述了细胞疗法注射后的细胞动力学（Ogasawara et al., 2021），我们就可以将这些动力学特征与典型暴露-效应分析中的关键疗效和安全性终点联系起来。然后，我们就可以寻求一种能提供最佳效益-风险平衡的给药方案。

影响细胞疗法剂量选择的关键因素包括患者体重和肿瘤负荷。但我们还应考虑细胞疗法的生产工艺，因为这些因素会影响细胞动力学以及安全性和疗效。

与传统药物疗法的高剂量通常意味着高疗效不同，接受高剂量CAR-T细胞的受试者通常不会经历更高的CAR-T细胞扩增或维持。这表明，高剂量可能并不会带来更高的疗效或响应持久性，因此在解释剂量和暴露/效应关系时可能会遇到困难。决定疗效的一些关键因素可能是淋巴清除和基线肿瘤负荷。

作为产品临床安全性的一部分，细胞疗法开发商需要对许多安全性因素进行评估。一旦给药，CAR-T细胞增殖速率可决定细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性这两个关键安全问题的程度和范围。这两个安全问题可能危及生命，通常在输注后28天内出现。细胞因子释放风暴（CRS）或巨噬细胞活化综合征被认为是伴随T细胞的扩增并发挥其生物效应而发生的"靶点相关"毒性。CRS通常通过使用托西珠单抗阻断IL-6受体来治疗。

与这些产品相关的神经毒性有两种类型，一种是常见的可逆性神经毒性（如再生障碍），另一种是更为严重的神经毒性（如致命性脑水肿）。持续性B细胞再生障碍也是这些疗法的一个已知安全问题，通常可以通过静脉注射免疫球蛋白来控制。这些安全性问题在包装说明书上都有显著标注。下面的例子来自KYMRIAH^®（tisagenlecleucel）的包装说明书。

还有几种与细胞疗法概念相关的方法正在研发中。TCR（基于T细胞受体的疗法）与CAR-T的作用机制略有不同，因为它们利用了T细胞识别抗原的天然能力，这意味着它们可以穿透肿瘤，附着在癌细胞内部和癌细胞表面。此外，NK（自然杀伤）细胞疗法也即将问世，它可以解决上文强调的CAR-T疗法可能产生的一些副作用，将在另一篇博客中讨论。