传统CAR-T的“个性化定制”模式存在制备周期长、成本高、个体差异大等问题,限制了其临床普及。体内CAR-T技术有望推动细胞治疗向 “即用型”(off-the-shelf) 模式转变,为实现标准化、规模化生产奠定了基础。更重要的是,该模式可提升CAR-T在急性疾病、实体肿瘤以及自身免疫疾病等更广泛适应症中的应用潜力。
如何让基因递送系统只进入T细胞,而不感染其他细胞,而且是静息状态下的T细胞。
1)病毒载体(AAV、LV):可能被宿主免疫系统快速清除或诱发抗体应答;
2)LNP/mRNA系统:可能激活先天免疫反应(如TLR通路),导致炎症反应;
1)体内剂量分布不均:部分患者T细胞可能未充分转导,可能仅有极少细胞表达CAR结构。
可诱导表达系统(如药物调控型CAR表达开关),增加载体靶向性,或者采取局部注射的方式(淋巴结)。
1)与传统体外扩增的CAR-T不同,in vivo CAR-T 依赖患者自身免疫状态;
2)若患者免疫抑制、成功转染D的T细胞数量不足,则体内扩增效率低、治疗效果差
2)in vivo CAR-T为“体内生成”,无法在回输前质控细胞产品;
当前体内CAR-T主要在血液瘤中探索(如CD19、CD20),因为靶点明确、易监测;
已经上市的自体CAR-T产品,通过体外转导成功后再进行扩增使用病毒量很小,但是体内回输病毒载体,回输病毒量完全不是一个级别(病毒滴度相同情况下),是否真的可以降低成本。
虽然目前使用LNP载体的企业再临床上取得先机,并在临床展现了一定的疗效。取决于LNP载体的先天优势,免疫原性低和更易进入静息状态下的T细胞并完成CAR结构的表达。但是更相信慢病毒载体可以取得In-vivoCAR-T的最后胜利,原因如下:
2)细胞药物可以在血液肿瘤中发挥较大的作用,主要在于其持续性(扩增能力和细胞耗竭较慢),LNP载体转导的CAR-T持续性较差。
3)LNP载体转染T细胞表达十分不均一,很多T细胞膜表面的CAR结构密度差异很大,造成转染阳性率很高的假象。
4)尽管慢病毒载体需要克服很多障碍,但是只有具有持续性特点的CAR-T细胞才能真正区别去其他药物,不断的在体内对表达特异性靶点细胞产生杀伤作用,直至该细胞完全消失。
脂质纳米颗粒(LNP)是一种会被细胞内吞的物质。用LNP包埋mRNA后,细胞内吞LNP时,mRNA会逃逸进入细胞质,翻译后降解。在LNP表面偶联一些T细胞表面的特异性配体,可以促进T细胞对LNP的摄取。
②趋化因子配体:CCL21,可结合T表面CCR7受体,靶向淋巴结归巢T细胞;
③Aptamer:针对CD28的Aptamer不仅能够靶向T细胞,还能够提供共刺激信号从而激活T细胞
LV是由HIV病毒改造而成的工程化病毒,慢病毒通过VSV-G与低密度脂蛋白受体LDL-R结合,实现基因的转染。而LDL-R并不只在T细胞表面表达,而是广泛表达在许多细胞中。因此,也需要设计靶向T细胞的一些特异性配体。有人选用CD3 scFv靶向所有T,有人选用CD8 scFv靶向细胞毒性T,也有人选用CD7 scFv靶向非激活状态的T。与上面类似,这种方法也可以加入趋化因子配体和共刺激配体。
当前,In vivo CAR-T的核心在于如何高效、安全地将CAR基因递送至体内的T细胞。主流策略主要分为两大阵营:以脂质纳米颗粒(LNP)为载体的非病毒路径和以慢病毒(Lentivirus)为代表的病毒载体路径。
优势:生产相对快速、非病毒整合(理论上无插入突变风险)、免疫原性可能较低。
劣势:表达瞬时,可能需要重复给药;转导效率相对较低且转导不均一。在体内环境中特异性靶向T细胞以及转导效率都是非常大的挑战。
优势:直接整合基因组中,实现CAR的持久表达,膜表面表达CAR结构密度相对均一。
劣势:存在潜在的插入突变风险(尽管在体外自体CAR-T疗法中已通过基因检测手段规避风险);生产工艺相对复杂;体内直接回输慢病毒易产生免疫反应。
可以说, LNP-mRNA快速转染并表达发挥作用的闪电战,那么慢病毒载体则是一场着眼于长久持续性的持久战。
LNP 的制备需精确控制脂质自组装过程。实验室采用的主流方法是微流控法。实验室级微流控芯片能精准控制LNP与 mRNA 混合,实现 90% 以上的包封率。
慢病毒载体(LVV)的规模化生产质量,其目前面临纯度、一致性与规模三大核心瓶颈。
由于LV需直接注射进入人体循环系统,其纯度必须达到“体内安全级”。生产中残留的杂质(如未消化质粒、宿主细胞蛋白、细胞碎片以及缺陷病毒颗粒),目前采用过滤和离心方式难以完全去除杂质。这些杂质不仅可能引起非特异性免疫反应,还可能导致脱靶效应或载体功能异常,严重威胁治疗安全性。
In vivo给药要求LV在不同批次间具备高度一致的病毒滴度、转导效率和靶向能力。传统瞬转工艺由于质粒转染效率的随机性和表达时间的不稳定性,导致关键质量属性(CQAs)波动显著,直接影响疗效的可预测性与监管合规性。
In vivo-CAR-T面向更广泛的患者群体,要求LVV生产实现工业级放大。然而,瞬转工艺在规模放大过程中常面临病毒功能性滴度下降、生产成本急剧上升等问题。例如,从10L反应器放大至100L星空体育 星空体育平台时,有效滴度下降可达45%以上,难以稳定供应临床及商业化需求。
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