CPIE专栏｜中国CAR-T细胞治疗如何实现创新发展

6月10-12日，由上海市生物医药产业促进中心指导，中康科技、华泰联合证券主办，上海市浦东新区生物产业行业协会、中惠科技、医药创新IE50协办的医药创新生态大会（CPIE）暨上海生物医药创新大会成功举办。

在6月11日的主论坛中，武汉科技大学生科院院长，武汉波睿达董事长张同存老师分享了《中国CAR-T药物如何实现创新突破？》的报告。

CAR-T基本的概念和工作原理

CAR-T细胞治疗就是把T细胞拿出来纯化以后做一个基因工程改造，改造好的T细胞外边有一个单链抗体，其可以特异性的和肿瘤细胞上面的Target靶点进行结合，一旦结合以后，就会激活CAR-T细胞内的两个或者一个共刺激因子，那么这个共刺激因子后边就连着一个CD3 zeta，这样就可以把 T细胞激活。

目前CAR-T细胞主要是二代和三代产品，从1989年发现第一代CAR-T，即细胞膜外边仅有一个单链抗体，细胞膜内有一个CD3 zeta它的激活域，那么第一代CAR-T经过使用，特别是当时在两个实体肿瘤，一个宫颈癌，一个前列腺癌，疗效并不确切，但是这没有阻止科学家进一步探索它的步伐。

随后在细胞内又加了一些共刺激因子，这些共刺激因子可以协同激活CAR-T细胞，那么目前常用的就是CD28和4-1BB。

如果仅用一个共刺激因子，那就是所谓的二代CAR-T；如果使用两个公式因子，也就是CD28和4-1BB共同使用，那就是所谓第三代CAR-T。第四代CAR-T就是在第三代CAR-T的基础上，又增加了一些去化因子，比如说像白介素和一些其它的去化因子，一旦CAR-T细胞外的单链抗体和肿瘤细胞上面的靶点进行特异性的结合，激活CAR-T细胞，就可以释放细胞因子，把肿瘤细胞给干掉。

同时CAR-T细胞由于有4-1BB这些共刺激因子，它在肿瘤刺激的情况下可以自我增殖，所以 CAR-T细胞具有三个特点：

1目前CAR-T是从病人身上采血，分离T细胞，所以它是一个个体化的治疗。

2由于CAR-T细胞在体内肿瘤细胞刺激下，它可以不断自我增殖，特别是采用4-1BB共刺激因子的CAR-T，所以它只需要一次给药，就可以达到治愈肿瘤的目的。

3由于不同的肿瘤细胞上面的靶点不同，所以就有不同的CAR-T药物，例如CD19、CD20、CD22这些不同的CAR-T药物。

CAR-T在血液肿瘤治疗取得巨大成功

如果把CAR-T细胞和化疗进行比较，来自诺华的 CD19 CAR-T，可以获得超过90%以上的完全缓解率，急性b淋巴细胞白血病12个月的总的生存率可以达到60%以上。

目前我们知道 CD19在5年随访过程当中可以获得44%到45%的完全治愈，也就是说5年无病生存。而化疗12个月的生存率大概只有10%多一点。CAR-T疗效要明显优于化疗，当然在淋巴瘤上它的疗效也明显优于化疗。

值得注意的是CAR-T目前是三线或二线治疗，原来这个数据是来自三线治疗的结果。所谓三线治疗就是复发难治的这些病人，也就用化疗靶向药物甚至骨髓移植以后复发的病人。而化疗是初治的病人。

所以随着CAR-T有三线向二线甚至一线治疗推进，相信疗效还要更加优越。

目前全球上市的parTy产品目前大概有8款，我国有复星凯特、药明巨诺和传奇生物三家公司。他们和强生联合已经有三款药物上市，复星凯特和药明巨诺是在中国，传奇生物和强生在美国。

三款CAR-T产品的上市极大促进了中国CAR-T行业的发展。

全球已上市产品情况

近年来中国CAR-T产品临床试验数量逐渐提高。由于美国疫情的影响，美国进入临床试验的CAR-T产品受到了很大影响。目前中国CAR-T临床试验产品已经超越美国上升到第一位。

中国CAR-T实验产品上升第一位

同时，中国CAR-T一系列法规相继出台，这些法规出台极大促进了CAR-T行业发展。CAR-T是一个新兴产品，自从美国2017年批准CAR-T产品上市后，CAR-T产品已经被作为活的药物来进行监管，这就给我们的监管部门CDE巨大的压力。近年来国家监管部门借鉴国外的经验，不断的出台一系列法规和标准极大地促进了行业的发展。

此外，资本大量涌入CAR-T行业，包括科技生物，包括南京传奇，包括其它一些CAR-T公司在港股和境外上市，同时细胞和基因治疗相关的一些CDMO和CRO公司也在科创板和创业板其它他交易所上市。另外就是CAR-T行业股权投资受到热捧。

值得一提的是，中国CAR-T产品创新成果不断涌现。回顾CAR-T治疗过程，从CAR-T序贯疗法到双CAR-T产品，这是一个创新性成果。

2016年，首先提出来 CD19和22序贯给药，克服单靶点CD19的突变，或是靶点丢失。CD19+22的序贯疗法，有可能就降低CAR-T单靶点CAR-T治疗的复发率。后来临床一系列的实验也证明了这样的推断，从CAR-T序贯疗法到双CAR-T或者是双抗体等产品的推出，这是中国CAR-T行业为世界CAR-T做出的贡献之一。

还有就是国家的抗体序列在不断的创新，包括我们从最早的溯源到人员化到全人源，再到纳米抗体，这些抗体序列的筛选和创新，也为CAR-T产品的创新注入了活力。随着CAR-T结构不断优化，可以看到目前是2代、3代和4代CAR-T，如何使CAR-T能够激活T细胞，同时又不至于造成CAR-T细胞在体内的过度耗竭，需要不断的优化CAR-T结构。当然SCFV的选择也与细胞因子风暴、神经毒性以及CAR-T的脱靶等等密切相关。

我国的CAR-T行业科学家以及临床医生和一些 CMC质量控制的从业者，不断的对CAR-T结构进行优化，使它与CAR-T的结合更加合理，不良反应逐渐降低，CAR-T在体内的存活，特别是CD3 zeta结构的改造，使T细胞在体内的动力学以及时效时间、存续时间大大延长。

此外，清华大学林教授提出来的Start CAR-T话题，是一个创新性的发展。CAR-T是一个过继，免疫是我们在天然免疫的基础上增加了一个过继免疫激活的CAR-T通路，如何把这种过继免疫和天然免疫同时激活，加强免疫细胞的临床疗效，这是一个很重要的课题。Start CAR-T的提出，其实就是把天然免疫和过继免疫同时进行激活，大大增加CAR-T细胞的疗效。

中国CAR-T创新发展和领导全球，仍然任重道远

首先基础创新，仍然是行业的发展瓶颈。

第一存在的问题就是靶点过于集中，内卷化严重。在2021年，CDE批准的IND的一些靶点，主要还是CD19和BCMA靶点，这两个靶点占到将近80%之多，甚至到了90%。其它针对血液肿瘤的靶点，以及针对实体肿瘤的靶点有一些，但是数量还是比较少的。

这就说明我国这个行业，大家还是集中在国外最先发现的CD19和BCMA这些靶点，如何能够做到差异化，申报差异化，不让靶点过于其中，过于内卷，这就是需要解决的第一个问题。

中国CAR-T产品的研发进度

第二，谈到CAR-T在血液肿瘤获得巨大的成功，但是实体肿瘤CAR-T治疗需要突破。我们看全球肿瘤的发病率，实体肿瘤仍然占到90%以上，而血液肿瘤不到10%，实体肿瘤仍然是危害人类健康和生命的最大的一个杀手。全球的趋势都在大量的开展CAR-T和TcrT对实体肿瘤的这些研究。我国行业也要跟上发展的趋势，需要在实体肿瘤上进行发力。

全球肿瘤发病率统计

实体肿瘤CAR-T如何实现突破？

突破确实有很多难点：

第一是实体肿瘤CAR-T靶点的选择受限。因为实体肿瘤特异性只在肿瘤细胞上面表达，而在正常细胞表达的这些靶点，到目前为止发现还是有限。

第二是实体肿瘤的物理屏障限制了CAR-T细胞能够穿透进入实体肿瘤。

第三是实体肿瘤的微环境，包括实体肿瘤外部和内部的微环境，构成对CAR-T细胞的抑制作用。

第四是实体肿瘤代谢特点和靶点的不均一性，导致CAR-T对于实体肿瘤治疗成为需要突破的一个难点。因为代谢是实体肿瘤内部 Ph值很低，乳酸堆积。

例如我们肝癌的GCP3这个靶点可能在70%的肝细胞癌上是表达的，但是30%的肝细胞癌并不表达。这就是说有一部分实体肿瘤还没办法解决。

那么目前针对肝癌、肾癌、乳腺癌、脑癌、肺癌列出了一些相应靶点。这些靶点在一些正常的组织有所表达。同时这些靶点在肿瘤内部，不是均一性的分布，所以构成了们对实体肿瘤治疗的一些难点和困难的地方。

而双靶点或者多靶点的CAR-T是克服肿瘤抗原特逃逸的措施之一。国际上已经有一些这样的观点已经提出来，所以我们CAR-T原创性研究的时候，要在这方面有足够的注意。

溶瘤病毒放在CAR-T里边如何进行改造？

第四代CAR-T如何促进CAR-T细胞向肿瘤组织来侵润，包括我们表达一些催化因素，包括一些白介素特异性等，促进CAR-T细胞向肿瘤组织浸润，还有就是CAR-T与溶瘤病毒联用。

有两篇文章，Mol Ther和 STM（Sience Translational Medicine）分别在2021年和2000年都有报道。

STM有一篇文章在今年4月17号报道了动物实验的一些内容。张同存科研团队在2017年就开展了CAR-T细胞覆盖溶瘤病毒治疗实体肿瘤的技术的攻关，在2000年获得了科技部、中国科协和中科院创世纪颠覆性创新榜的榜首。其实这一块我们还是走在前面，比国际上的报道要早了很长时间。

我们采用了 SynNotch-Cre-CAR的技术，就是说只有放在CAR-T细胞内溶瘤病毒它并不复制，只有在CAR-T细胞进入到实体肿瘤的局部，与scfv和肿瘤是表面抗原结合以后，才能激活CAR-T复制和释放，这样在实体肿瘤的局部就会形成一个高浓度的溶瘤病毒，这样相当于附在溶瘤病毒里的CAR-T相当于自杀炸弹，这一部分CAR-T就牺牲掉了，换来的是把肿瘤的硬邦邦的外壳给溶解掉，相当于把城堡打开了缺口。那么CAR-T在穿透进入到实体肿瘤内部，把肿瘤细胞干掉，是这么一个原理。

目前发现这种采用这样的技术，携带3%~5%的CAR-T细胞携带附在溶瘤病毒，要比单纯的应用CAR-T对实体肿瘤的治疗要增加10~30倍。

创新的CAR-T结构设计

除了把CAR-T细胞信号通入激活之外，把TcrT信号投入同时激活，这样激活的话就可以把天然免疫和过继免疫两条新路线同时激活，有利地强化了CAR-T的疗效。

张教授认为在实体肿瘤里边，如何提高CAR-T，Start CAR-T是一个重要的方向。SynNotch CAR-T它其实是胞外段能够识别第一种肿瘤抗原，启动CAR-T下游的CAR-T的转入，那么CAR-T在识别第二种抗原来杀伤肿瘤细胞，这样就避免了实体肿瘤靶点特异性不高的情况。

其在正常组织和肿瘤组织都有表达，但是正常组织的抗原靶点表达水平一般是比较低的，在实体肿瘤上表达比较高，所以利用这种SynNotch CAR-T的设计可以提高对实体肿瘤选择性杀伤。

PC-CAR-T，它是筛选出来一些这些多肽，就像Start CAR-T一样，这些多肽可以同时激活TcrT信号通路，有点像Start CAR-T， PCCAR-T也显示了比较好的体内、体外良好的杀肿瘤效果。

CAR-T与其他药物联合进行治疗。目前联合治疗比较多的是与免疫检查点进行调节点的原用，例如PD-1、CTLA-4等等这些单克隆抗体。当然目前连用最多的就是PD-1的单抗。当然还有一些激活天然免疫的一些药物联用，比如说像天然免疫信号通路的STING激动剂，这些激动剂的使用也会增加CAR-T疗效。

特定的T细胞亚群的选择很关键。γδ T细胞，γδT细胞它在体内是 T细胞亚群的占比比较少，不超过5%，但是这一类 T细胞它不具备免疫源性，所以它可以作为通用CAR-T来进行使用。所以如何把γδ T做成通用CAR-T，同时又使得它的γδ T的传统性优于αβT来应用到实体肿瘤上，这是一个比较重要的方向。

当然我们要使γδ T作为CAR-T的原料或者初始细胞，做成通用CAR-T，第一个就要解决γδ T快速扩增起来。第二个要解决目前用于αβT所用的慢病毒转染的问题。因为病毒和细胞之间存在相互作用，那么特定的细胞病毒都有特异性的病毒受体，所以γδ T的慢病毒受体和αβT是有所不同的，需要改造慢病毒的体受体，提高γδ T的转染率，这样才能够实现γδ T能够进行CAR-T的商业化。

这里需要提醒一点，就是γδ T也有γδ 1和γδ 2，就是δ 1和γδ 2这两类细胞亚群具有不同的特性，他们对实体肿瘤的穿透性也有所不同，所以在做γδ T CAR-T的时候也要有所选择。

第四代CAR-T，从理论上讲，主要是增加了一些去化因子表达，当然现在也有人把一些免疫调节点等等一些表达和CAR-T偶联在一起，大家有不同的策略，这些策略有时候三代CAR-T以后，统称为下一代CAR-T可能比较合适。

除了CAR-T之外，像其他免疫细胞，如 CAR-k、CAR -M和TCR-T等，这些免疫细胞在肿瘤治疗上都有很好的一个效果。

从目前来来看，nk细胞因为它也是免疫原型非常低，用CAR-k来代替CAR-T也是一个方向。因为NK细胞可以做成机用性的通用CAR-T。

但是CAR-k有几个问题需要解决：

第一就是同样要解决扩增问题，因为NK细胞的扩增时间要长于αβT扩增时间，CAR-T更长一点；

第二NK细胞的转染效率的提高也有待于要改造NK细胞上 n病毒的受体与NK细胞上面的受体相match；；

第三就是解决NK细胞在体内的动力学的过程。我们知道目前CAR-NK在体内存续的时间还比较短，那如何延长CAR-NK细胞在体内动力学过程，让它在体内存活更长的时间，有利于把肿瘤彻底清除，这都是CAR-NK以后需要解决的问题。

中国免疫细胞治疗专利仍待加强

1、美国的专利数要显著高于中国的专利数，这是从专利的总量上就可以看到。

2、再细分中国的专利技术，获得PCT专利更少，PCT专利的减少就意味着我们国家原创性的技术还匮乏，所以在这方面我们需要中国CAR-T行业的同行们一起要加强能力。免疫细胞治疗的专利，主要目前集中的靶点主要集中在CD19和BCMA等等。我们国家获得的CD19专利有152件，看起来要比美国的还多，但是所有的CD19的专利，在我们全部没有一件PCT专利，也就是说尽管在中国获得了专利，但是原创性无法突破，这是一个很大的问题。所以我们中国CAR-T要实现创新式的发展，原创性的技术必须加强。

1、从专利分析来看，像美国专利，它就和国际性上进行网络化的分布，其实它的网络化的分布把这些美国的专利应该在全球各地进行转让，进行共同开发、协作开发，代表着协作开发授权。我们国家在这方面除了和韩国、日本、美国有这个联动之外，其他的都没有专利和其他国家有所联系，所以这些东西一个代表我们国家和其他国家联合开发的能力是缺乏的。第二个，专利的转让，专利的授权都还是比较差的。

中国免疫细胞治疗政策的监管还要不断的完善

在全球CAR-T细胞疗法发展面临的监管挑战的白皮书当中提出，我们目前全球缺乏统一的监管标准。

因为CAR-T是个体化的治疗，复杂的制造流程，复杂的行政管理，复杂的供应链以及CAR-T细胞的免疫原性和不良反应，长期随访，因为免疫源性，特别是对于一体CAR-T以及长期随访、通用CAR-T这些方面为监管部门提出了挑战，也是监管部门面临的监管难点。

如何在这些方面不断的进行完善政策，同时又给创新发展提供绿色通道，让创新技术脱颖而出，不至于耽误时间，这些方面都需要监管部门进行权衡和不断完善的一个过程。

中国免疫细胞治疗商业化的模式值得思考

由国外的创新经验证明，大公司在做创新性的发展产品的时候，研发通常由小公司完成。

小公司一旦发展到一定时机，有了创新式的产品，大的公司就会并购或者收购，然后进行商业化。我们国家因为医药龙头企业或者是其体量还没有足够大，这些大的企业对于创新产品的认识，可能还有有待于提高。

还有这些创新产品的价值的体现在我们国家还不像国外那么成熟，这样就逼着一些CAR-T行业的创新的公司就要一路走到底，从源头创新到最后商业化，所以成本比国外成本更大，周期会更长，所以这些都值得我们同行一起来值得我们进一步思考，如何改变国家生物医药创新的发展模式，需要大家同道们共同努力。