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

01
CAR-NK細胞

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

CAR-NK細胞療法的優(yōu)勢是明顯的，但是我們不能否認他自身也存在許多亟待解決的問題。例如NK-92 是第一個獲得FDA臨床試驗批準的基于NK細胞的免疫療法，這是一種均質(zhì)的NK淋巴瘤細胞系，可以實現(xiàn)離體擴增。NK-92 細胞缺乏KIR蛋白的表達，因此不太可能受到抑制作用的影響。然而，在對患者給藥前需要對 NK-92 衍生細胞產(chǎn)品進行輻照處理，這反過來又會對它們的長期體內(nèi)持久性和整體治療潛力產(chǎn)生負面影響。另一個缺點是，由于缺乏 CD16 表達，NK-92 細胞缺乏通過 ADCC 介導細胞殺傷的能力【2】。CAR-NK細胞的免疫療法有重要的問題仍未解決，科學家還未闡明決定 NK 細胞效力和持久性的關鍵參數(shù)，這對于后續(xù)科學家將其應用于臨床上具體的疾病來說具有很大的影響，限制大規(guī)模推廣相關臨床研究。供體間的差異可能會影響 NK 細胞譜，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志物。為了解決這些問題，國內(nèi)外相關研究都在如火如荼的進行中。
 

CAR-NK設計的原則和策略

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

02
國際研發(fā)管線布局

對于這一免疫療法的 “新戰(zhàn)場”，國內(nèi)外的頂尖藥企紛紛布局，依托研發(fā)能力和創(chuàng)新技術增強自己的核心競爭力。賽諾菲就斥資超10億美元引進CRISPR基因組編輯技術用以開發(fā)公司旗下的CAR-NK細胞療法，用于治療腫瘤。

目前國際公司研發(fā)管線：

03
國內(nèi)研發(fā)管線布局

我國的相關企業(yè)雖然起步略晚，但是也如雨后春筍般的涌現(xiàn)，展開激烈的競爭，iPSC-CAR NK細胞領域就有星奕昂、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內(nèi)企業(yè)將大展身手，走出一條適合我國臨床需求的發(fā)展道路，下圖介紹了我國的領軍企業(yè)和研發(fā)方向。

從表中我們可以發(fā)現(xiàn)iPSC-CAR NK細胞似乎成為一個新的 “子熱點”，這是因為較外周血來源、臍帶血來源、NK-92細胞系來源相比，iPSC可以克服其他來源衍生的 NK 細胞常見的缺陷。多能干細胞可在未分化狀態(tài)下無限增殖，因而iPSC可以穩(wěn)定提供均質(zhì)化的足量NK細胞產(chǎn)品。iPSC也可以很好的利用基因工程技術，IL-15/IL-15R 融合蛋白的異位表達、CISH缺失和CD38等技術已成功引入iPSC-NK細胞，增強了擴增能力和長效的細胞毒性。目前雖然使用外周血來源NK或臍帶血來源NK的臨床試驗取得了令人滿意的療效，但這些來源的NK細胞會受血液采集分離、供體個體差異等影響帶來NK細胞產(chǎn)量的不穩(wěn)定性以及需要對具有低增殖能力的分化細胞進行通用操作的重重挑戰(zhàn)。另外NK-92細胞系來源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來源的CAR-NK不但可平臺化制備，還具有無限增殖、免疫排異小、細胞一致性高、可降低成本等優(yōu)點，能夠更好的保證CAR-NK療法的質(zhì)量，具有眾多應用優(yōu)勢。綜合考慮，iPSC來源的CAR-NK是更優(yōu)異的選擇。
 

在這個領域我們也不得不提到Fate Therapeutics，這是一家致力于開發(fā)程序性細胞免疫療法的生物制藥公司，擁有專利的iPSC平臺生產(chǎn)具有無限擴增及分化潛力的CAR-NK細胞，將CAR-NK的開發(fā)成本降至3000美元；同時公司也布局使用具有高親和力、不可切割的 CD16a (hnCD16) 的對iPSC-NK 細胞進行改造，進一步挖掘潛力。對比我國的企業(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5000萬美元的A1輪融資，在國內(nèi)創(chuàng)新性的將CRISPR-Cas9技術導入CAR并優(yōu)化，獲得了工藝生產(chǎn)起始細胞庫為后續(xù)發(fā)展鋪平了道路。大家都知道，細胞療法的核心是解決臨床需求和成本問題，CAR-NK細胞在繼承了CAR-T細胞的衣缽后，深度挖掘了NK細胞的特點和功能，為免疫治療領域開辟了一片新天地。相信在我們不斷完善的研發(fā)和生產(chǎn)體系下，CAR-NK細胞將在未來取得更多的突破。

參考文獻：
【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.