CAR-T 细胞疗法的制造历程

核心要点：
异基因 CAR-T 疗法采用供体的 T 细胞，与自体疗法相比，能提供可规模化、现成可用的治疗方案，缩短等待时间，适用范围也更广。
异基因 CAR-T 的制造流程包括 T 细胞活化、基因修饰、扩增、质量控制以及为便于储存和运输而进行的冷冻保存。
自体 CAR-T 疗法使用患者自身的 T 细胞，虽因既往治疗可能面临 T 细胞质量方面的挑战，但能提供个性化治疗。
异基因和自体 CAR-T 疗法在治疗血液系统恶性肿瘤方面均展现出临床疗效，为治疗选择有限的患者带来了希望。
异基因 CAR-T 疗法可提供可规模化、现成可用的癌症治疗手段，而自体 CAR-T 疗法则是针对患者个体但耗时较长的治疗方式。

摘要：
嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法为免疫疗法带来了革命性突破，为癌症治疗提供了创新方案。异基因 CAR-T 疗法利用健康供体的 T 细胞，或脐带血、诱导多能干细胞等来源的 T 细胞，与自体 CAR-T 疗法相比，能提供可规模化、现成可用的治疗，适用范围更广，等待时间更短。其制造流程包括 T 细胞活化、利用病毒载体进行基因修饰以表达 CARs、细胞扩增、严格的质量控制检测以及为储存和运输进行的冷冻保存。这些疗法在血液系统恶性肿瘤的治疗中展现出临床疗效，既具成本效益，又能为不适合采用自体疗法的患者提供治疗机会。

相反，自体 CAR-T 疗法利用患者自身的 T 细胞，打造个性化、靶向性强的治疗方案。流程始于通过单采术收集 T 细胞，随后进行活化、基因工程改造（使其表达针对特定癌症抗原的 CARs）、细胞扩增以及全面的质量控制。尽管存在 T 细胞质量和制造复杂性方面的挑战，自体 CAR-T 疗法在治疗急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤上已取得显著成效，为那些用尽其他治疗方法的患者带来了希望。总之，这两种疗法都彰显了 CAR-T 疗法在癌症治疗领域的变革潜力。

引言：
异基因嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法是免疫治疗领域的一项重大进步，旨在为多种癌症提供现成可用的细胞治疗方案（1）。这种创新疗法与自体 CAR-T 疗法不同，自体 CAR-T 疗法使用患者自身的 T 细胞，过程耗时且需为每位患者量身定制。而异基因 CAR-T 疗法的设计更注重大规模规模化生产和更广泛的适用性。

异基因 CAR-T 疗法的制造
异基因 CAR-T 细胞疗法的制造始于健康供体 T 细胞（一种白细胞）的收集。这些 T 细胞通常从健康供体的外周血单个核细胞、脐带血中分离得到，或由诱导多能干细胞（iPSCs）诱导产生。与自体疗法相比，这种来源在一致性和可获得性方面具有显著优势（1）。收集完成后，T 细胞被运至生产设施，经过多步处理，成为具有强效作用的 CAR-T 细胞。

第一步关键流程是 T 细胞活化，需对收集到的 T 细胞进行特定刺激，常用的方法是使用活化磁珠，如 Dynabeads（用于细胞分离和扩增）或其他手段（2,3）。活化是这一过程中的关键环节，它能促使 T 细胞具备高功能性，从而更容易接受基因修饰。活化会影响 CAR-T 的转导效率、扩增速度和分化情况（3）。

接下来是细胞的基因工程改造阶段。在这一阶段，通过转导 CAR 基因对 T 细胞进行处理，使其表面表达 CARs（一种合成受体，能让 T 细胞识别并靶向攻击癌细胞）（2）。这些 CARs 通常被设计为可识别癌细胞表面常见的特定抗原，例如针对 B 细胞恶性肿瘤的 CD19 抗原（2）。

将 CARs 导入 T 细胞通常借助病毒载体，如慢病毒或 γ 逆转录病毒载体（这是逆转录病毒载体的两大主要类别，源自逆转录病毒科的有包膜 RNA 病毒）、腺病毒和腺相关病毒（4,5）。这些载体将遗传物质送入 T 细胞，使 T 细胞表面表达 CARs。这种基因修饰让 T 细胞具备了识别并消灭癌细胞的能力，使其摇身一变成为 CAR-T 细胞。

基因工程改造之后，CAR-T 细胞进入扩增阶段（2）。这一步对于生成足够数量、可用于治疗剂量的 CAR-T 细胞至关重要。通过添加细胞因子和其他生长因子来刺激 T 细胞增殖。这一阶段可能需要数天时间，还可能要经过多轮细胞分裂才能达到所需的细胞密度。

扩增完成后，CAR-T 细胞要接受全面的质量控制检测，以确保最终产品的安全性和有效性，保证其既有效又无污染物。检测内容包括 CAR 的表达情况、细胞活力和功能。此外，还要筛查是否存在任何病毒或微生物污染。通过质量控制检测后，CAR-T 细胞会被制成可供患者使用的最终产品。

制成的产品会进行冷冻保存，以在储存期间维持细胞的活力和功能。这种冷冻保存技术使细胞能够被运输和储存，直至需要输入患者体内。当患者需要使用 CAR-T 产品时，将其解冻后通过静脉输注。随后，CAR-T 细胞在患者体内循环，靶向攻击癌细胞并将其消灭。这一过程能对某些血液系统恶性肿瘤患者产生显著的临床疗效，常常能实现持久的缓解（1,2）。

与自体 CAR-T 疗法相比，异基因 CAR-T 细胞疗法的制造具有多项优势：
更具成本效益
能够批量生产，治疗多名患者
大幅缩短需要治疗的患者的等待时间
现成可用的特性使异基因 CAR-T 疗法成为不适合自体疗法患者的可行选择

图1 展示了异基因 CAR-T 细胞疗法的制造流程

自体 CAR-T 疗法的制造
自体 CAR-T 疗法在癌症治疗反应方面取得了进展，为患有特定血液系统恶性肿瘤的患者提供了个性化、靶向性强的治疗方案（1,2）。与使用供体来源 T 细胞的异基因 CAR-T 疗法不同，自体 CAR-T 疗法利用患者自身的免疫细胞，是真正为个体量身定制的治疗方式（7）。

自体 CAR-T 细胞疗法的制造始于针对患者的特定流程。首先通过单采术收集患者自身的 T 细胞。在单采过程中，抽取患者的血液，然后将 T 细胞与其他血液成分（如红细胞和白细胞）分离开来（7）。一个重要的挑战是初始自体 T 细胞的数量和质量，因为患者经过 lymphodepleting 化疗和/或放疗后，白细胞计数往往较低（1,8）。

收集到的 T 细胞被运至专门的生产设施，在这里，分离出的 T 细胞会进行活化和扩增。活化阶段至关重要，它能让 T 细胞做好准备，更易于接受基因修饰，并增强其杀伤能力。如前所述，活化通常是通过让 T 细胞接触特定的活化磁珠或分子来实现的，这是 CAR-T 生产过程中的关键步骤（2,3）。

制造过程中的下一个关键步骤是基因工程改造。在此步骤中，对分离并活化后的 T 细胞进行修饰，使其表面表达 CARs（7）。与异基因 CAR-T 疗法一样，CAR 所靶向的抗原是根据所治疗的癌症类型精心选择的。例如，CD19 通常是 B 细胞恶性肿瘤的靶向目标。

将 CARs 导入患者 T 细胞通常也是借助病毒载体，最常用的是慢病毒或逆转录病毒系统。这些载体携带遗传物质，整合到 T 细胞中，确保 CAR 在细胞表面持续表达。这一基因工程改造步骤使 T 细胞具备了特异性识别和攻击癌细胞的能力。基因修饰后，CAR-T 细胞进入扩增阶段（7）。这一阶段对于生产足够数量的细胞以达到治疗剂量至关重要。通过添加细胞因子和生长因子来刺激 T 细胞生成。这一过程通常需要数天时间，还要经过多轮细胞分裂才能达到所需的细胞数量。

质量控制检测是制造过程中的关键环节。与异基因 CAR-T 疗法一样，也要进行严格筛查，以检测可能存在的污染物，包括病毒和微生物。在自体 CAR-T 制造过程中，CAR-T 细胞通过质量控制检测后，会被制成适合患者使用的最终产品。然后将产品交付给患者，或冷冻保存直至适合患者治疗的时机。在冷冻保存的情况下，当需要进行治疗时，将冷冻保存的 CAR-T 产品解冻后通过静脉输注给患者（6）。

自体 CAR-T 疗法的个性化治疗策略在治疗急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤等疾病方面已取得显著成效（图 2），为那些可能已用尽其他治疗方法的患者带来了新的希望。

图 2. 自体嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法制造流程示意图

成本效益与个性化的对比
异基因 CAR-T 疗法是免疫疗法的一项重大进步，为多种癌症提供了可规模化、现成可用的治疗方案。这种疗法使用来自健康供体的 T 细胞，或脐带血、诱导多能干细胞等来源的 T 细胞，确保了治疗的一致性、更广的适用性，并缩短了等待时间。其制造流程包括 T 细胞活化、利用病毒载体进行基因修饰、扩增，以及在冷冻保存和给患者输注前进行严格的质量控制。这些疗法具有成本效益，能够批量生产，适合那些不适合自体治疗的患者。

相反，自体 CAR-T 疗法使用患者自身的 T 细胞，为血液系统恶性肿瘤患者提供个性化治疗。通过单采术收集 T 细胞后，对其进行活化、基因修饰（以靶向癌症抗原，如 CD19）、扩增和质量检测。尽管存在因既往治疗导致 T 细胞质量受限等挑战，自体 CAR-T 在治疗急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤等疾病方面已取得显著成功，为那些用尽其他治疗方法的患者带来了希望。

参考来源；

1.Bedoya, D. M.; Dutoit, V.; Migliorini, D. Allogeneic CAR T Cells: An Alternative to Overcome Challenges of CAR T Cell Therapy in Glioblastoma. Front. Immunol. 2021, 12–2021. DOI: 10.3389/fimmu.2021.640082
2.Wang, H.; Tsao, ST.; Gu, M.; et al. A Simple and Effective Method to Purify and Activate T Cells for Successful Generation of Chimeric Antigen Receptor T (CAR-T) Cells from Patients with High Monocyte Count. J. Transl. Med. 2022, 20, 608. DOI: 10.1186/s12967-022-03833-6
3.Zhang, D. K .Y.; Adu-Berchie, K., Iyer, S.; et al. Enhancing CAR-T Cell Functionality in a Patient-Specific Manner. Nat. Commun. 2023, 14, 506. DOI: 10.1038/s41467-023-36126-7
4.Ghosh, S.; Brown, A. M.; Jenkins, C.; Campbell, K. Viral Vector Systems for Gene Therapy: A Comprehensive Literature Review of Progress and Biosafety Challenges. Appl. Biosaf. 2020, 25 (1), 7–18. DOI: 10.1177/1535676019899502
5.Labbé, R. P.; Vessillier, S.; Rafiq, Q. A. Lentiviral Vectors for T Cell Engineering: Clinical Applications, Bioprocessing and Future Perspectives. Viruses 2021, 13 (8), 1528. DOI: 10.3390/v13081528
6.Harrison, R. P.; Zylberberg, E.; Ellison, S.; Levine, B. L. Chimeric Antigen Receptor–T Cell Therapy Manufacturing: Modelling the Effect of Offshore Production on Aggregate Cost of Goods. Cytotherapy 2019, 21 (2), 224–233. DOI: 10.1016/j.jcyt.2019.01.003
7.Palmer, R.; Evans, N. Medication Restrictions for Patients Receiving CAR-T Therapy. pharmaceutical-journal.com, July 5, 2022.
8.Ceppi, F.; Rivers, J.; Annesley, C.; Pinto, N.; et al. Lymphocyte Apheresis for Chimeric Antigen Receptor T‐Cell Manufacturing in Children and Young Adults with Leukemia and Neuroblastoma. Transfusion 2018, 58 (6), 1414–1420. DOI: 10.1111/trf.14569

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