细胞和基因生物治疗领域展望
2017-04-20王莹陈绪虹于俊涛陈博
王莹,陈绪虹,于俊涛,陈博
康诺亚生物医药科技(成都)有限公司,成都 610041
细胞和基因生物治疗领域展望
王莹,陈绪虹,于俊涛,陈博
康诺亚生物医药科技(成都)有限公司,成都 610041
陈博,博士,国家千人计划特聘专家。康诺亚生物医药科技(成都)有限公司董事长。上海君实生物医药科技有限公司创始人和董事。1996年毕业于武汉大学生物系;同年赴美留学并在纽约爱因斯坦医学院获得分子生物学博士学位。先后历任美国Experimed Biosciences 研究员,Trellis Bioscience高级研究员和Stemcentrx公司资深研究员和抗体发现部主管,从事大分子和抗体药物的研发工作,在抗体基因工程、人源化改造、各种抗体筛选平台和抗体偶联药物的应用方面有着丰富经验。其开发的全新人源化抗PD-1抗体、抗BLyS和抗PCSK9药物获得国家“十二五”重大专项支持并申报临床。E-mail:bochen@conmedbio.com
最近的科研进展使细胞和基因疗法可以提供新兴的持久疗法,特别是在基因靶向改造细胞和诱导多能干细胞(iPSCs)方面的发展,为以往不可治疗或只有应急和缓解治疗方案的疾病带来了希望。细胞疗法所涉及内容丰富,具有跨细胞类型和可用于治疗多种适应证的特点。作为一个活跃多年的研究领域,细胞和基因治疗现在达到成功商业化和临床受益的爆发点。基于各种技术而不是细胞类型来分类细胞和基因治疗,介绍了临床转化方面细胞和基因治疗的最新进展,阐述了这些技术如何解决临床、制造和社会保险方面的要求,并描述了未来国内外关键挑战和发展展望。
细胞治疗;基因治疗;免疫治疗
1 生物治疗背景
进入21世纪以后,医学和制药界经历了新一轮的技术革命,其中包括高通量基因测序技术的快速发展。高新技术的发展使我们从基因层面上更加深入地认识到遗传疾病的发病机理,并有助于探究在致病原因中相关基因与环境因素相互作用。此外,随着基因转入和细胞培养操作技术的更迭和发展,再结合基因治疗和细胞治疗技术,哺乳动物的干细胞和分化细胞已经可用于研究,并已开发针对多种先天性遗传疾病和获得性疾病治疗的药物。目前,全世界已经有6种细胞和基因治疗药物进入市场,包括4种细胞治疗药物:①Provenge——基因改造的树突状细胞(DC)用以治疗恶性黑色素瘤;②ChondroCelect——治疗软骨损伤关节的软骨细胞药物;③MACI——基质诱导的软骨细胞药物;④Holoclar——治疗角膜损伤的角膜源干细胞药物。还包括2种基因治疗药物:Glybera和“今又生”。尽管其他治疗方法和药物还处于实验室研究或者临床阶段,但是如同20世纪70年代重组DNA技术出现而产生的生物大分子药那样,这些治疗方法正在改变传统的医药定义,并在今后10年使医药界迎来新纪元。
2 细胞治疗定义
在美国细胞和基因治疗药物的开发应用并最终上市需要遵循生物制品法规,在欧洲则要遵循高级治疗性医疗制品(advanced therapy medicinal products,ATMPs)法规。以细胞来源分类,此类治疗方案包括体细胞治疗和干细胞治疗两种。其中干细胞治疗是指利用自体或者异体骨髓或脐带造血干细胞移植治疗血液病和恶性肿瘤,或利用骨髓和脐带等来源的间充质干细胞经移植后转化为成骨细胞、心肌细胞等用于治疗。根据是否存在基因改造应用进行分类,又可以分类为非基因改造治疗和基因改造细胞治疗,后者还可以进一步分为体外基因改造细胞治疗和体内基因改造细胞治疗。
3 细胞治疗关键技术
细胞治疗的发展与技术的进步息息相关,尤其是与基因治疗结合后取得了突飞猛进的进展。在此列出细胞治疗的关键技术和应用。
3.1 新型体细胞和干细胞培养技术
尽管在50年前就可以从人体中提取、培养各种细胞,但是提取组织特异性干细胞却在过去10年间取得飞跃发展,并有可能在解决体外大量繁殖并保持细胞特性条件下,成为新的治疗方案。目前我国已经在肝脏干细胞和心脏干细胞方面取得了突破性进展。此外,各种免疫细胞,包括肿瘤浸润T细胞、DC、γδT细胞、调节T细胞和巨噬细胞均有特异性的表征和细胞功能,并已经研制出处于不同临床阶段的相应产品[1-2]。
3.1.1 角膜和视网膜修复
从囊胚获取的胚胎干细胞在被诱导为视网膜色素上皮细胞后可以用于移植治疗Stargardt’s氏症和干性老年黄斑退行性病变,该技术在美国被赋予孤儿药资格,目前处于临床Ⅱ期阶段。化学和其他方式的烧伤会导致角膜损伤,此病理条件与角膜缘的干细胞缺乏相关,欧洲(英国和意大利)正在利用自体体外培养增生的角膜缘干细胞开展临床Ⅱ期试验以修复损伤角膜。
3.1.2 肌肉修复
自体和异体移植正在被开发以应用在心脏梗死、尿道/肛门失禁和肌肉萎缩等疾病中。临床试验表明,提取的CD34+或者CD133+自体干细胞可以用以改善杜氏肌营养不良症患者的肌肉组织功能。此外,异体移植脐带血干细胞也在临床I/II期用于治疗遗传性运动失调。
3.1.3 造血干细胞相关治疗
传统造血干细胞移植中,如果患者和供应者的组织相关性只是部分符合,往往会导致移植体抗宿主反应。此外,免疫抑制的宿主体还容易被包括CMV病毒在内的多种病毒感染。现在已经开发出多种降低移植体抗宿主反应的方法,以此来提高此类细胞治疗效果,包括:①去除造血干细胞中的CD3+T细胞,经过处理后,移植体抗病毒能力增加;②移植造血干细胞时,加入抑制性调节T细胞;③去除造血干细胞中的CD3+T细胞后,加入针对特定病毒(CMV,EBV和腺病毒)杀伤T细胞,这不仅可以降低移植体抗宿主反应,还保持对特定病毒的免疫杀伤。
3.2 基因改造细胞技术
由于病毒载体技术的进步,不仅可以在逆转录病毒、慢病毒和腺病毒内装载大片段目的基因,还可以将其大量地转染到哺乳细胞。该技术可以用于体内和体外基因改造细胞。
3.2.1 体外基因改造细胞
体外改造是在人体外将提取的细胞导入外源遗传物质后,回输改造后的细胞到人体。此技术已经广泛用于T细胞、造血干细胞、间充质干细胞和神经干细胞。其中,最有代表性的治疗包括嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor T-cellimmunotherapy, CAR-T)和嵌合抗原受体工程化的自然杀伤细胞免疫疗法(chimeric antigen receptor natural killer cell immunotherapy, CAR-NK)。这些经过基因改造的免疫细胞可以特异性靶向肿瘤细胞和外源病毒,并具有激活自身杀伤癌症细胞和病毒的能力,弥补了传统的手术、放疗和化疗的弊端,被认为是21世纪肿瘤综合治疗模式中最活跃和最具发展潜力的一种治疗手段。2013年年底,《科学》将“肿瘤的免疫治疗”列为2013年十大科学突破之首。
基因改造的肿瘤免疫治疗主要分为肿瘤非特异性免疫和特异性免疫两类。前者主要包括LAK、CIK、DC及其类似细胞和溶瘤病毒;后者主要包括TIL和CAR-T/TCR-T和CAR-NK细胞。
(1)DC肿瘤免疫治疗
DC在人体内专职抗原递呈细胞,启动集体的特异性免疫反应。目前,300多项DC治疗性疫苗的临床研究正在进行。该技术是将患者的DC前体细胞从体内分离,在体外诱导分化或基因改造,再用肿瘤抗原诱导后回输到患者体内,从而指引静息期T细胞分化成可特异性识别杀伤肿瘤的细胞毒性T细胞(CTL)并扩增。美国FDA于2010年批准了世界上首个治疗前列腺癌症的治疗性DC疫苗Provenge。
(2)CAR-T肿瘤免疫治疗
CAR-T已出现多年,近几年才被改良并应用到临床上的新型细胞疗法,在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治疗上有显著的疗效。目前,美国FDA及欧洲EMA已经批准多个CAR-T治疗进入药品审批快速通道[3]。
与所有技术一样,CAR-T技术也经历了一个漫长的演化过程,而当前该技术已逐渐走向成熟。第一代CAR-T介导的T细胞激活是通过CD3z链或FceRIg上的酪氨酸激活基序完成的。CD3z链能够提供T细胞激活、裂解靶细胞、调节IL-2分泌以及体内发挥抗肿瘤活性所需的信号。由于第一代CAR改造T细胞的抗肿瘤活性在体内受到了限制,T细胞增殖减少最终导致T细胞的凋亡。所以第二代CAR-T在胞内增加了一个新的共刺激信号——“信号2”,这使得原有的源自TCR/CD3复合体的“信号1”扩大。更多研究表明,搭载了“信号2”的第二代CAR-T与第一代CAR-T相比,抗原特异性不变,不同的是T细胞增殖、细胞因子分泌增加、抗细胞凋亡蛋白分泌增加、细胞死亡延迟。常用的共刺激分子为CD28, 但有研究用4-1BB(CD137)进行替换。第二代CAR孰优孰劣,尚未定论。但与第一代CAR相比,这种设计能够增加对肿瘤细胞裂解的记忆效应以及CAR介导的杀伤效应。为了进一步改良CAR的设计,许多研究团队着眼于研发第三代CAR,其特点是在第二代CAR-T共刺激信号CD28后,又加入了共刺激分子蛋白OX40(CD134)或4-1BB(CD137)。这两种共刺激分子蛋白可进一步活化T细胞,延长生存期。
CAR-T细胞的基因改造主要使用逆转录和慢病毒这两种病毒载体。但是由于改造后的CAR-T细胞可以存活16周后表达CAR,很有可能导致不必要的副作用。目前,电转染以及阳离子多聚体转染方法也已用于外源基因导入,以使CAR表达缩短至几天之内。
典型的CAR-T治疗流程持续3周左右,其中细胞“提取-修饰-扩增”约需要2周,花费时间较长。主要分为以下5个步骤:从癌症患者身上分离免疫T细胞(分离);用基因工程技术为T细胞加入一个能识别肿瘤细胞并且同时激活T细胞的嵌合抗体,即制备CAR-T细胞(修饰);体外培养,大量扩增CAR-T细胞。一般一个患者需要几十亿至上百亿个CAR-T细胞(扩增);把扩增好的CAR-T细胞回输到患者体内(回输);严密监护患者,尤其是控制回输后几天身体的剧烈反应(监控)。
CAR-T最早是用于包括HIV病毒在内的传染病治疗,目前在临床上大量用于治疗淋巴癌为代表的血液癌症治疗。随着新靶点的发现,CAR-T的应用也扩展到了实体瘤、自身免疫疾病(多发性硬化病)和真菌感染。截至2016年6月,已报道的CAR-T细胞治疗的靶点有20多个(表1),开展的临床试验有80多个(表2)。
由表2可以看出,绝大多数的CAR-T临床试验在美国开展,我国在此领域也已经展开了超过20项临床试验。CD19是被广泛使用和关注的CAR-T靶点,预计2017年此靶点的CAR-T治疗会被批准上
市用于治疗血液癌症。
表1 CAR-T靶点和临床试验所对应适应证
表2 处于不同临床试验阶段的CAR-T
表2 处于不同临床试验阶段的CAR-T (续表)
表2 处于不同临床试验阶段的CAR-T (续表)
(3)溶瘤病毒免疫治疗
溶瘤病毒是一种癌症免疫治疗方法,由利用天然的或者是经过基因修饰的病毒制成,这类病毒可以在肿瘤细胞内选择性地复制,并杀死癌症细胞。与疫苗不同,溶瘤病毒可以直接感染并裂解肿瘤细胞,不需要特定的抗原,并能发出促进抗肿瘤免疫应答的信号。其抗肿瘤活性是通过两个机制来完成:一是在肿瘤细胞内选择性复制,导致肿瘤细胞直接裂解,另一个是诱导全身的抗肿瘤免疫反应。
溶瘤病毒的发展大致经历了3个阶段。第一阶段是在20世纪之前,临床上观察到偶然地病毒感染使得肿瘤消失的现象;随后,到20世纪中期,一些临床试验用各种野生的病毒感染来治疗肿瘤,并观察到一定的疗效。但是这类早期的溶瘤病毒通常只能产生短期的溶瘤效应,而且不可避免地具有野生病毒感染造成的毒副反应。可能限于野生病毒的毒性,临床使用的病毒滴度比较低;除此之外,病毒还没有有效地溶瘤就被患者的免疫系统清除,致使残余的肿瘤很快复发。
溶瘤病毒开发的第二个阶段始于20世纪90年代;受益于分子病毒学的发展,开始能够选择性地改造野生病毒的基因组,使之特异性地在肿瘤内复制。随着重组溶瘤病毒的研发热潮到头,一些其他原本非致病的野生病毒也陆续被发现不需要经过基因改造也具有肿瘤特异性。在过去20年里,有许多类似的溶瘤病毒进入了临床试验,但是绝大部分都由于缺乏显著疗效而在临床Ⅰ/Ⅱ期失败。值得一提的是,在近百个溶瘤病毒的临床研究中,没有发现一例因病毒而引起的严重毒副反应。因此,尽管在这个阶段未能有真正的溶瘤病毒新药,溶瘤病毒的安全性却得到了充分的承认。
溶瘤病毒开发的第三个阶段主要从21世纪开始,其特点是让溶瘤病毒携带各种外源性基因以增强其疗效。目前看来,最有效的外源性基因就是免疫刺激基因,如GM-CSF。具有划时代的意义的第一个被美国FDA批准的该类溶瘤病毒(T-VEC)于2015年在北美和欧洲上市。
溶瘤病毒包括单疱病毒(HSV-1)、水疱性口炎病毒(VSV)、腺病毒相关病毒(AAV)和慢病毒(Lentivirus)等。目前,临床阶段使用最多的溶瘤病毒是腺病毒和疱疹病毒[4]。其主要临床试验见表3。
已经上市的T-Vec是基于HSV-1的溶瘤病毒。T-Vec删除了2个ICP34.5基因以提高癌症细胞的选择性,并防止其感染神经元。该病毒还删除了ICP47,诱导US11启动子的早期激活,从而阻止PKR磷酸化,防止癌症细胞感染时发生凋亡。此外,该病毒还将编码的GM-CSF插入基因组替代ICP34.5基因来提高抗肿瘤免疫的诱导性。III期临床试验数据显示,436名晚期不能手术的黑色素瘤患者接受药物瘤内注射后,12个月内出现客观缓解并持续至少6个月的比例为16.3%,而使用GM-CSF的对照组仅为2.1%。另外,使用T-Vec的患者客观缓解率为26.4%,其中10.9%达到完全缓解,总体生存时间的中位值为23.3个月。2015年10月,美国FDA和欧洲EMA先后批准了T-Vec(Imlygic)用于晚期不能手术的黑色素瘤的二线治疗。当前,安进公司正在开展T-Vec与免疫疗法药物ipilimumab以及pembrolizumab联用,治疗黑色素瘤的研究。Ib期的初步结果显示,T-Vec和CTLA-4抑制剂ipilimumab联用,缓解率50%,完全缓解率22%。
腺病毒是无包膜、双链DNA病毒,相对来说其基因组比较容易修饰,可插入多至10kb的转基因而不会破坏病毒感染。研究人员开发了一些利用腺病毒在癌症细胞中异常信号通路的溶瘤病毒。比如,Onyx-015和 H101均缺失E1B,该基因可使p53失活。
Onyx-015开展了一些临床试验,但对其结果的报道非常有限,且2003年临床开发被暂停。和Onyx-015相同,H101也是缺失E1B的腺病毒溶瘤病毒。在我国开展的随机Ⅲ期临床试验中,160名晚期头颈部鳞状细胞癌和食道癌的患者参加了研究,最终123名完成治疗。研究结果显示,顺铂/5-FU化疗和H101联用的患者缓解率为78.8%,而单用顺铂/5-FU的缓解率为39.6%。基于该结果,我国CFDA于2005年批准H101与化疗联合,用于鼻咽癌的治疗。
表3 溶瘤病毒的主要临床试验
3.2.2 体内细胞基因改造
体内细胞基因改造直接将外源遗传物质导入到人体,通常被简称为基因治疗,并被广泛用于先天性遗传的血液病(血友病、地中海贫血),神经系统疾病(肾上腺白质退行病变,ALD;氨基酸脫羧酵素缺乏症,AADC),视觉系统疾病(先天黑内障第二类型疾病,LCA2)[5]。
(1)B型血友病治疗
B型血友病是由于先天缺失凝血因子Ⅸ而产生,在世界范围内发病率达1/30 000~1/5000。通过优化AAV8载体的生产工艺,降低空白病毒衣壳以降低免疫原性和优化表达序列,体内肝脏细胞在转染AAV8载体后不仅可以长期高效表达IX因子,而且在临床Ⅱ期表现可以缓解血友病患者症状。据报道,临床患者在使用此疗法后,无需用替代疗法即外源输入凝血因子IX制品来阻止流血,极大改善了生活质量。
(2)遗传性神经退性病变治疗
ALD是X连锁隐性遗传病,只有两种常规方法治疗儿童期脑型ALD。第一种是饮食疗法,即进食罗伦佐油,这种油是由两种食用油调和而成,用于减少ALD引起的极长链脂肪酸(VLCFA)积聚;第二种是同种异体造血干细胞移植,即将基因匹配的干细胞捐赠者的造血干细胞植入患者体内。该同种异体造血干细胞移植使患者面临着多重风险,如治疗相关死亡率、移植失败、移植物抗宿主病(GVHD)以及用免疫抑制剂治疗GVHD引起的机会性感染。另外,只有找到高度匹配的干细胞捐赠者的患者才能使用这种疗法。
利用慢病毒介导,增加的ABCD1基因就会开始编码功能性ALD蛋白,以取代缺失的ALD蛋白。临床Ⅱ期结果显示,参加该试验的17名患者均没有出现严重的功能障碍,如失明、无法交流和依靠轮椅。
(3)遗传性视网膜病变治疗
遗传性视网膜变性疾病是一类由基因异常所导致的视网膜疾病的总称,视网膜功能呈进行性下降,视力亦随之逐步下降,其中相当一部分患者视力最终丧失至盲人水平,在过去十年,基因治疗已经证明可以给这些患者的复明带来希望。
(4)LCA2及视网膜色素变性
最早开始的基因治疗是针对由RPE65基因突变所致的LCA2。在动物模型中,用含有RPE65 cDNA的重组腺相关病毒载体(AAV2)进行基因治疗都非常成功,治疗后视功能明显提高,显示了应用基因疗法治疗遗传性视网膜变性疾病的巨大潜力。2012年,Spark Therapeutics公司开始了一项针对LCA2基因治疗的Ⅲ期临床试验,24位患者已被招募并接受了AAV2-hRPE65v2视网膜下注射治疗,对其安全性和有效性的评估已经在2015年完成,但结论尚未发表。这是第一个针对遗传性视网膜变性疾病的Ⅲ期临床试验,也标志着基因疗法距离普通患者不再遥不可及。
(5)无脉络膜症
无脉络膜症是一种X连锁隐性遗传病,与REP-1基因突变相关。2016年发表于《新英格兰医学杂志》的结果表明,接受AAV2-REP1全剂量治疗的5例患者的被治疗眼在治疗后的长达3.5年观察期间视力维持或得到改善,其中2例患者视力显著改善,视力提高大于3行并持续到最后的时间点。相比于未治疗眼,6位患者中的5位在3年内视力下降。这不仅验证了基因治疗的安全性和有效性,且在一定程度上证明疗效较为持久。
(6)自身代谢疾病治疗
脂蛋白脂酶缺乏遗传病(LPLD)是一种罕见的严重遗传性疾病,目前无法治愈。利用腺病毒载体,荷兰公司uniQure在肌肉中表达LPL基因。在两项II/III期临床试验中,LPLD患者的大腿肌肉接受了一系列的注射,随后数周给予免疫抑制药物减弱对病毒衣壳的免疫反应。在注射12周后,成功地降低了血液中甘油三酯水平,在之后长达2年的时间大大减低了胰腺炎发病率。
(7)呼吸系统疾病
囊性纤维化(cystic f brosis,CF)是一种罕见遗传病,由CFTR基因(囊性纤维化跨膜转导调节因子)变异导致,使患者肺内膜分泌出异常黏稠的黏液,反复感染导致致命肺病。CF患者平均死亡年龄为29岁,死亡率高达90%。
美国Copernicus公司使用非病毒基因导入技术,开发出了一种压缩DNA技术,可使DNA链紧密结合以使其体积大幅变小,可以直接穿透细胞膜进入细胞以表达CFTR。这样可以利用这些外来的DNA产生CF患者细胞所缺陷的蛋白,从而治疗这种疾病。2015年,英国结束的临床Ⅱ期试验显示,与使用安慰剂相比,此基因疗法在稳定患者肺功能方面首次显出明显效果,且基因治疗耐受性很好,治疗组和安慰剂组的副作用发生率相当。
4 国内细胞和基因治疗现状
我国细胞治疗主要可以分为两类:干细胞治疗和免疫细胞治疗。
4.1 干细胞治疗现状
我国早在20世纪60年代就开始了骨髓干细胞移植方面的研究,1992年我国第一个骨髓移植非亲属供者登记组在北京成立,“中华骨髓库”正式接受捐赠,迄今为止研究和应用最多的也仍然是造血干细胞:2002年,北京即建立了脐带血干细胞库。自20世纪90 年代后期以来,干细胞研究更一直受到政府和科技界的高度关注。
干细胞发展领域初期的宽松监管致使国内部分医疗机构在缺少足够研究基础时仓促进入干细胞临床应用领域,引来部分国内外批评的声音。鉴于此,2012年,卫生部叫停了在治疗和临床试验中使用任何未经批准使用的干细胞,并停止接受新的干细胞项目申请,中国的干细胞临床应用研究就此趋缓。
经过多年发展,我国干细胞研究已经在细胞重编程、多能性调控、遗传筛选和修饰、特色动物资源平台等方面处于国际领先水平,干细胞领域论文与专利数量大幅增长,部分研究机构和科研人员的国际影响显著提升。我国正在加快脚步积极开展一批干细胞临床试验,利用干细胞或结合生物材料治疗重症肝病、脏器缺损、视网膜色素变性、尘肺、脊髓损伤等,已在干细胞结合智能生物材料修复子宫壁治疗不孕不育症、干细胞改善重症肝病的肝功能等方面取得良好进展。市场上已经涌现出一批特色干细胞存储及产业化开发企业,一批基于成体干细胞的产品已经开展了临床试验。
干细胞在我国未来产业化的方向是基因诊断试剂、基因药物、干细胞产品以及干细胞移植等等,相关的公司有中源协和、博雅干细胞、北科生物和北大未名等。
4.2 免疫细胞治疗
我国免疫细胞治疗主要用于肿瘤治疗方面。也可分为非特异性和特异性,前者包括NK、CIK,DC-CIK、CTL、后者包括前文提及的CAR-T。主要优缺点见表4。
表4 国内主要肿瘤免疫治疗的优缺点
表4 国内主要肿瘤免疫治疗的优缺点 (续表)
大部分国内公司研究集中在非特异性免疫细胞疗法,普遍门槛低、规模小,全国性的公司很少,大多是区域性的覆盖为主。主要包括两种类型:一类是偏市场拓展的综合性公司,主要通过渠道资源+管理运维+技术更新;另一类是技术研发型公司,免疫学或临床专家的课题项目,吸引高新技术企业跨界投资,整合资源。有研发实力的公司业务模式基本是通过上游产品销售(培养基、试剂盒、细胞培养仪等)和细胞治疗技术服务(非特异性治疗技术)/细胞存储来保证现金流,用以支持新技术的临床试验(特异性治疗技术)。管理运营能力和渠道资源将对技术的产业化起到重要作用,仍然是短期内公司保持及复制成功运营模式的关键,而如果想要扩大应用规模并获得长久的发展,具有临床疗效的产品和技术才是真正的核心。
可喜的是,在我国发展最快的是以CAR-T技术为代表的特异性肿瘤免疫细胞治疗。它同样也以CD19治疗血液肿瘤为主,大多数都是采用自体移植方法和第二代CAR-T技术。其中斯丹赛公司已完成了26例患者的CAR-T治疗和初步数据收集,其中23名患者达到了完全缓解,完全缓解率达88.5%,试验数据接近美国同行的研究成果,技术与美国同步,并已经领先于欧洲和日本等其他国家和地区。西比曼生物科技(上海)有限公司的CAR-T临床研究主要与解放军301医院韩为东教授合作,其在血液肿瘤和多种类型实体瘤上取得了应答,研发进度处于国际领先。博生吉公司也针对实体瘤MUC1靶点,对肝细胞癌、非小细胞肺癌、胰腺癌和三阴性乳腺癌等适应证进行临床研究。
在溶瘤病毒的研发方面,我国于2006年就批准了世界上第一个溶瘤病毒(重组人5型腺病毒H101)上市,用于治疗晚期鼻咽癌。中山大学颜光美教授团队发现了一种20世纪60年代在海南岛发现的M1病毒具有溶瘤的特性;在体外试验中,M1病毒能抑制癌细胞生长,而不影响正常细胞[6]。
但是,目前我国在肿瘤免疫治疗领域也面临一大困境:很多肿瘤免疫治疗在医院中处于事实上的收费临床应用,没有任何临床有效性和安全性数据,导致肿瘤细胞免疫治疗在技术含量、信誉度、临床效果和规范程度仍然同国际有不小差距。
5 产业发展重点方向与关键技术
5.1 产业发展重点方向
在今后的五年,将有更多的细胞治疗从实验室走向市场,其覆盖领域将包括癌症、退行性老年疾病以及先天性遗传病。需要加大对CAR-T为主导的肿瘤免疫治疗在各种肿瘤尤其是实体瘤的应用、干细胞介导的治疗老年退行性疾病治疗方法开发,并加快对细胞基因治疗产业化平台的搭建。
5.2 产业发展关键技术
细胞治疗和基因治疗在过去五年间已经有机融合,并在癌症、退行性疾病和代谢类疾病以及先天遗传性疾病治疗方面取得了突破性成果。今后,应该重点关注的技术将包括利用 CRISPR为代表的基因组编辑用于细胞治疗,但是在临床试验时需要注意脱靶效应出现的可能性;新一代CAR-T技术,以提高其药效和特异性并降低毒性,或者减少不同个体间CAR-T细胞传输导致的免疫原性;寻找适合肿瘤细胞免疫治疗的联合治疗新方案和对不同肿瘤的新型溶瘤病毒并降低其免疫原性。
6 “十三五”产业发展重大行动及实现路径建议
6.1 改变监管乱象
生物治疗是一种非常个性化的疗法,不同产品治疗手段区别较大,产品的供应方式和传统药物有着根本性的区别。因此,实现生物治疗产品的标准化,做到药效和风险可控是首要任务。卫生部门强调创新细胞治疗技术不仅要有技术属性,也有产品属性,可能需要药监部门管理和审批。药监部门需要建立新理念、新机制和新方法。
干细胞在疾病治疗、再生修复等方面都展现了不可估量的价值和潜能,这也是全球包括美国和中国众多医疗机构、医药企业竞相推出“干细胞治疗”口号的主要原因。一些实验室正在进行相关的基础研究,但是美国FDA和我国的CFDA并没有批准任何针对肌肉萎缩症、自闭症及脑瘫的干细胞治疗项目。在临床试验方面,我国注册的干细胞相关临床试验也多以较成熟的成体干细胞为主,在代表干细胞与再生医学发展趋势的多能干细胞转化应用方面较为欠缺。此外,我国干细胞治疗相关的技术规范、标准、伦理等研究相对滞后,特别是缺乏专门从事干细胞质控和标准研究的队伍和学术机构。这些都影响了我国干细胞及转化医学的健康发展。我国与基因治疗相关的政策法规较少,涉及内容较简单,对在基因治疗相关研究的过程中所涉及的法律法规问题没有详细的说明和规定。各种政策法规的颁布时间年代较为久远,滞后于国内基因治疗临床研究的发展,也滞后于国际先进国家。从政策法规颁布的部门而言,管理机构较多,缺乏相对统一的部门,这样并不利于在管理上的统筹协调。
在免疫细胞治疗方面,需建立规范的治疗方案,进一步提高生物治疗的临床疗效。肿瘤免疫治疗目前是第三类医疗技术监管,但是生物治疗要求极高,药品和医疗技术只有在严格监管下才能作为标准疗法。需要在细胞治疗一些关键环节加入严格的质量监测。首先要加强对临床研究组织结构、场地人员和实验室规范的质量管理,比如提供自体免疫细胞制剂制备的实验室就要求省级以上药品监督管理部门和疾病预防控制中心检测合格,符合GMP要求的自体免疫细胞制备室无菌操作台内的洁净度要达到百级的水平。其次,我们还要强化细胞治疗临床研究中的质量管理,包括临床试验方案的设计、伦理监管、疗效和安全性评价与监测等。
6.2 增加经济费效
由于目前基因治疗研发与给药方式成本较高,导致其治疗定价昂贵,随着细胞基因治疗技术等方面的发展,其价格会相应降低。目前认为,主要有3种潜在的支付方式:①一次性付费模式,这是药企最期望的支付方式,但是对于患者来说费用过高;②分期付款模式,类似目前的贷款消费,分期还贷;③依疗效付费模式,对于患者也许是最合理的支付模式。考虑到一些细胞基因治疗“一劳永逸”的特效,据治疗后每年的确切疗效为当初的治疗分期付费,即分摊了治疗费用,减轻了患者当前的支付负担,也让患者在确切治疗效果面前愿意付费,但让药企担心的是如何有效保障支付者按期合理付款。因此,细胞基因治疗定价与支付制度的改革与完善是一大挑战,也是基因治疗全面走向市场的必经之路。
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Advances and perspectives in cell and gene therapy
WANG Ying,CHEN Xuhong,YU Juntao,CHEN Bo
Chengdu Conmed Biosciences, Inc, Chengdu 610041, China
With the recent progress especially in gene targeting and induced pluripotent stem cells(iPSCs), cell therapies offer the promise of providing lasting therapies and even cures for diseases that were previously untreatable or for which only temporary or suboptimal treatments were available. Cell therapies are a diverse group across cell types and therapeutic indications. They have been an active area of research for many years and now reach to the point of successful commercial development and patient access. In this article, we classify the cell therapy based on underlying technologies rather than cell types. We also present the recent progress of cell therapies toward clinical translation, examine how they are addressing the clinical, manufacturing and reimbursement requirements, describe the critical challenges and provide the perspectives of the future.
cell therapy; gene therapy; immunotherapy
10.3969/j.issn.1674-0319.2017.02.010