
2025年3月27日发表于
Experimental Hematology & Oncology
摘要
嵌合抗原受体 (CAR) NK 细胞疗法已成为 CAR T 细胞疗法的一种有前景的替代方案,在安全性和多功能性方面具有显著优势。本文,我们探讨了 CAR NK 细胞的当前临床前景、其在血液系统恶性肿瘤和实体癌中的应用,以及其在治疗自身免疫性疾病方面的潜力。我们的分析基于 120 项 CAR NK 细胞临床试验的数据,并深入分析了这些研究的人口统计学特征。我们进一步概述了正在研究的具体靶点和疾病,以及主要的细胞来源、基因改造、联合策略、预处理和给药方案以及正在使用的生产策略。其中16项临床试验的初步结果显示,CAR-NK细胞疗效显著,尤其在B细胞恶性肿瘤中,其缓解率与CAR-T细胞相当,但严重不良反应发生率较低,例如细胞因子释放综合征(CRS)、免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)和移植物抗宿主病(GvHD)。然而,CAR-NK细胞在实体瘤中的应用仍面临挑战,迄今为止仅观察到有限的疗效。我们的分析表明,研究越来越侧重于增强CAR-NK细胞的持久性、拓宽其治疗靶点以及改进制造工艺以提高其可及性和可扩展性。随着NK细胞工程的最新进展及其临床应用的不断增加,CAR-NK细胞预计将成为下一代免疫疗法的重要组成部分,不仅用于治疗癌症,还可能用于治疗免疫介导疾病。
介绍
近几十年来,细胞免疫疗法已成为我们治疗包括癌症在内的危及生命疾病的一种有前途的新工具。其近期的成功部分归功于通过基因工程技术对过继转移的免疫细胞进行增强以增强其疗效。尤其是嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法,通过将 T 细胞固有的抗肿瘤活性与靶向肿瘤的合成受体相结合,彻底改变了这一领域。CAR T 细胞疗法在针对某些癌症的临床试验中显示出显著的疗效,迄今为止,美国食品药品监督管理局 (FDA) 已批准七种 CAR T 细胞产品,欧洲药品管理局 (EMA) 已批准六种用于治疗血液系统恶性肿瘤。尽管取得了这些进展,CAR T 细胞疗法仍面临着阻碍其广泛应用的重大限制和挑战。首先,自体 CAR T 细胞的生产成本高昂且复杂,需要患者进行白细胞分离术,制造和物流周期长,从而延长了静脉输注时间。对于病情危重、等待治疗期间可能出现进展的患者来说,这尤其成问题。此外,之前的治疗可能会损害白细胞分离术产品的质量,导致生产失败或 CAR-T 产品质量低劣。高昂的生产成本和有限的可扩展性进一步加重了自体 CAR-T 细胞的负担,而同种异体 CAR-T 细胞则需要进行大量的基因编辑以防止移植物抗宿主病 (GvHD) 和排斥反应。这些局限性激发了人们对 CAR 疗法替代免疫细胞的兴趣,而 NK 细胞正成为克服 T 细胞所面临挑战的有希望的候选细胞。
NK 细胞是大颗粒淋巴细胞,是抵抗感染和转化细胞的先天免疫反应不可或缺的一部分。与依赖单一体细胞重排受体的 T 细胞和 B 细胞不同,NK 细胞使用多种种系编码的激活性和抑制性受体,平衡这些信号以触发或抑制细胞毒颗粒释放和细胞因子分泌等功能。这种受体多样性使 NK 细胞能够在未经事先激活的情况下消除靶细胞。这些特性使 NK 细胞在临床环境中特别有吸引力。与 T 细胞一样,NK 细胞也可以通过 CAR 进行修饰,从而将其特异性导向恶性细胞。然而,CAR NK 细胞比 CAR T 细胞具有独特的优势。例如,它们对 CAR 抗原丢失引起的肿瘤逃逸不太敏感,因为它们保留了 CAR 独立的细胞毒性。此外,CAR NK 细胞表现出独特的安全性,其特点是显著降低细胞因子释放综合征 (CRS) 的风险。这种风险的降低归因于 NK 细胞的固有生物学特性,即其在与靶细胞接触后会分泌较低水平的促炎细胞因子,例如白细胞介素-1β (IL-1β)、IL-6 和 IL-10。此外,NK 细胞在跨越人类白细胞抗原 (HLA) 屏障移植时不会引起移植物抗宿主病 (GvHD),因此适合用于同种异体“现成”疗法。此类疗法可以取代自体 CAR-T 细胞,并能够生产随时可用、可扩展的剂量。
然而,CAR NK 细胞疗法的临床研究仍处于起步阶段,与 CAR T 细胞相比,其安全性和有效性的数据有限。此外,CAR NK 细胞的生产策略和起始材料的作用仍在研究中。本综述全面介绍了 CAR NK 细胞的临床概况,涵盖疾病靶点、生产、治疗方案以及早期疗效和安全性结果。
CAR-NK细胞临床试验概述
目前,clinicaltrials.gov 上注册了上千项 CAR T 细胞疗法临床试验,现有文献已对其特点进行了全面综述。相比之下,CAR NK 细胞疗法试验相对较少,目前尚无此类试验的全面总结。为了弥补这一差距,我们从多个临床试验数据库收集了数据。这项工作确定了 124 项注册的 CAR NK 细胞疗法试验,详见表 1、2、3和补充表1 ,排除了 4 项因未招募患者而暂停、撤回或终止的试验。数据截止日期为 2024年10月25日。
表1 CAR-NK细胞治疗实体癌的临床试验

表2 CAR-NK细胞治疗血液系统癌症的临床试验

表3 CAR-NK细胞药物治疗自身免疫性疾病和感染性疾病的临床试验

图1总结了已注册临床试验的详细信息和特征。第一个注册的 CAR NK 细胞疗法试验由圣犹达儿童研究医院于 2009 年进行(NCT00995137)。此后,全球至少启动了 119 项额外试验,仅 2023 年就有 26 项试验,2024 年迄今已有 32 项试验(图1A)。大多数试验目前正在招募或尚未招募,其中大量试验处于 I 期阶段(图1B-D)。其中少数研究已进入 II 期(NCT05020015、NCT06161545、NCT06061809 等),表明 CAR NK 疗法的临床开发正在取得进展,但结果仍有待公布。试验的地理分布显示,试验主要集中在中国和美国,约三分之二的试验在中国进行,三分之一的试验在美国进行(图1E)。约三分之二的试验由企业赞助,其余三分之一由学术机构赞助(图1F)。这种组合凸显了CAR-NK细胞疗法的广泛吸引力,吸引了商业投资和学术研究的关注。虽然早期研究通常涉及较小的队列,通常招募少于30名患者,但也存在明显的例外,例如一些研究目前预计将招募超过一百名患者(包括NCT05678205、NCT05950334、NCT05020678等)(图1G)。

图1 CAR NK 临床试验特征概述。A美国、欧盟、中国和日本注册的试验总数,包括撤回、终止或暂停的试验,但不包括从未招募患者的试验;红色条形代表年度注册量。B按阶段对试验进行分类,clinicaltrials.gov 上部分条目未指定。C招募状态。D按阶段显示试验状态,气泡尺寸增大表示频率较高。E试验申办方的地理来源。F申办方类型,区分学术试验和行业试验。G展示的招募规模范围,未区分实际参与者人数和预期参与者人数。
目标和适应症
在120项试验中,我们确定了25个不同的CAR靶点和7个独特的靶点对(图2A)。这些试验涵盖了36种不同的疾病,包括血液系统癌症(54.2%)、实体癌(34.2%)、自身免疫性疾病(10.8%)和传染病(0.8%)(图2B-D)。

图2 临床试验中研究的靶点和疾病概览。A试验按分子靶点分布,每项试验至少注册一个靶点。双重靶点用“/”分隔。B临床试验中涉及的总体疾病组。C CAR NK细胞疗法^1 所针对的疾病,并按疾病组着色。请注意,一项试验可以注册多种疾病。在首例患者入组前终止的试验未包含在图中。D靶点在不同疾病中的分布情况,气泡尺寸越大表示频率越高。B 淋巴瘤B 细胞淋巴瘤(未指明),AML急性髓系白血病,B-ALL B 细胞急性淋巴细胞白血病,CLL慢性淋巴细胞白血病,DLBCL弥漫大 B 细胞淋巴瘤,MCL套细胞淋巴瘤,HNSCC 头颈部鳞状细胞癌,SLE系统性红斑狼疮,FL滤泡性淋巴瘤,GEJ 癌症胃食管连接部腺癌,MDS骨髓增生异常综合征,自身免疫性自身免疫性疾病,未指明,T-ALL T 细胞急性淋巴细胞白血病,T 淋巴瘤T 细胞淋巴瘤,未指明,BPDCN母细胞性浆细胞样树突状细胞肿瘤,ITP原发性免疫性血小板减少症,mCRPC转移性去势抵抗性前列腺癌,MZL边缘区淋巴瘤,PMBCL原发性纵隔大 B 细胞淋巴瘤、WM Waldenströms 巨球蛋白血症。
血液系统癌症
目前,CAR-NK 细胞疗法正在临床研究多种类型的血液系统癌症,其中许多与 CAR-T 疗法所针对的癌症类型重叠。其中最突出的是 B 细胞淋巴瘤,包括弥漫大 B 细胞淋巴瘤 (DLBCL)、滤泡性淋巴瘤 (FL)、套细胞淋巴瘤 (MCL) 和边缘区淋巴瘤 (MZL)。慢性淋巴细胞白血病 (CLL) 和急性淋巴细胞白血病 (ALL) 等白血病也是该疗法的靶点,至少有 40 项试验以 CD19 为主要靶点。此外,CD20 和 CD22 由于在 B 细胞上高表达而成为治疗目标。急性髓系白血病 (AML) 是另一种得到广泛研究的血液系统癌症,占全球白血病病例总数的 18%。在临床研究中,CAR-NK 细胞疗法针对各种靶点,包括 CD33、CLL1、CD123 和 CD70。此外,双特异性方法正在获得关注,诸如 CD33/CLL1、CD33/FLT3 和 CD33/TIM3 等组合正在被研究以增强治疗效果。由于恶性 T 细胞和 CAR-T 细胞之间靶抗原的共同表达,T 细胞淋巴瘤对 CAR-T 细胞疗法提出了独特的挑战,增加了在生产和体内应用过程中自相残杀的风险。当前的努力主要集中在 CD5 和 CD7 等靶点上以治疗这些复杂的恶性肿瘤,尽管这些靶点也在 NK 细胞上表达,因此需要对其进行功能性敲除 (KO),这通常通过 CRISPR 等技术实现。多发性骨髓瘤 (MM) 是另一种主要的血液系统恶性肿瘤,全球每年诊断出超过 160,000 例新病例。在使用CAR-NK细胞的临床试验中,主要关注的靶点是BCMA,它主要表达于浆细胞和成熟B细胞亚群,在造血干细胞或非造血组织中的表达极低。目前,一种同时靶向BCMA和GPRC5D的双特异性疗法也在利用NK细胞进行研究。目前已有两种CAR-T细胞疗法获批用于治疗MM,它们靶向的是BCMA,从而验证了这一靶点。最后,其他几种血液系统癌症类型也是临床CAR-NK细胞疗法开发的重点。这些包括通过CD123靶向的母细胞性浆细胞样树突状细胞肿瘤(BPDCN);通过NKG2D配体(NKG2DL)靶向的瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症(WM);以及使用CD70靶向的骨髓增生异常综合征(MDS)。
实体癌
实体癌对过继细胞疗法提出了独特的挑战,这主要是由于严酷的免疫抑制肿瘤微环境 (TME) 。迄今为止,至少有 40 项针对实体癌的 CAR NK 细胞临床研究已注册。胰腺癌仍然是最具挑战性的癌症之一,也是多项正在进行的 CAR NK 细胞疗法临床试验的重点。尤其是胰腺导管腺癌 (PDAC),是最致命的癌症之一,5 年生存率不到 10%。胰腺癌临床研究的关键靶点包括 PD-L1(一种免疫检查点配体)和 ROBO1(一种来自 Ig 超家族的跨膜受体)。其他靶点包括 TROP2 和 MUC1,这两种糖蛋白在实体瘤中经常过表达;Claudin18.2,一种紧密连接分子;以及 NKG2DL 组的应激诱导配体,例如 MICA/B 和 ULBP1-6,它们是 NK 细胞的天然配体,通常在各种癌症中过表达。前列腺癌,尤其是转移性去势抵抗性前列腺癌 (mCRPC),是另一种极具挑战性的实体癌,也是男性中最常见的癌症类型和第二大致命癌症。前列腺特异性膜抗原 (PSMA) 是一种膜结合酶,通常在前列腺癌中过表达,是目前临床上使用 CAR NK 细胞治疗此适应症的唯一靶点。还开发了其他治疗方法来靶向 PSMA,例如靶向放射性配体疗法和抗体-药物偶联物,这为其作为治疗靶点的潜力提供了强有力的概念证据。多项临床试验也在研究通过使用 CAR NK 细胞靶向 MUC1、PD-L1 或 HER2 来治疗胶质母细胞瘤。目前,该适应症的一线标准治疗导致中位总生存期 (OS) 仅为 15 个月左右。此外,HER2 蛋白水平升高与该适应症的较差生存结果相关,凸显了靶向 HER2 的潜在重要性。此外,临床试验中正在使用 CAR NK 细胞探索其他几种实体癌适应症,靶向抗原包括 5T4、CD70、间皮素、CLDN6、DLL3、AXL 和 GPC3。
自身免疫性疾病
自身免疫性疾病是一组形态各异的慢性炎症性疾病,免疫系统会错误地攻击人体自身的细胞、组织或器官。在各种免疫机制中,B 细胞通常发挥着核心作用,它能够产生自身抗体、向 T 细胞呈递抗原以及释放促炎细胞因子。最近,CAR-T 细胞通过靶向致病性 B 细胞,已成功用于治疗难治性系统性红斑狼疮 (SLE)。在一项研究中,8 名患者接受了 CD19 靶向 CAR-T 细胞治疗,SLE 完全缓解,并且在三个月的随访中,患者的疾病活动指数 (SLEDAI) 维持在 0,且未使用免疫抑制药物。鉴于这些令人鼓舞的结果,研究人员正在积极探索 CAR-NK 细胞等现成的解决方案来治疗自身免疫性疾病。值得注意的是,在 2024 年迄今为止注册的 32 项 CAR-NK 细胞临床研究中,有 12 项正在研究自身免疫性疾病。五项已注册的CAR-NK细胞疗法研究了SLE患者,所有研究均靶向CD19(包括NCT06010472、NCT06208280)。其他正在积极研究的适应症包括原发性免疫性血小板减少症(ITP)、免疫相关性肾病和狼疮性肾炎(NCT06337474、NCT06469190、NCT06377228),所有这些适应症均通过CD19靶向B细胞。
传染病
此外,CAR-NK细胞疗法也已在临床感染性疾病治疗中得到探索。2020年,一项临床试验注册,旨在研究一种针对NKG2DL/Spike的双特异性CAR-NK细胞疗法,用于治疗COVID-19,该疗法似乎通过将ACE2和NKG2D胞外结构域整合到CAR-T中(NCT04324996)。然而,该试验的当前进展尚不清楚,目前尚未公布任何公开结果。
CAR-NK细胞的基因改造
虽然CAR-NK细胞可以有效杀伤靶细胞,但要实现持久的免疫反应仍面临诸多挑战。为了克服这些挑战,人们引入了多种不同的基因修饰,以增强CAR-NK细胞在体内的细胞毒性、存活率和持久性。目前,部分基因修饰正在临床试验中进行测试,图3 为这些修饰的示意图。

图3 CAR NK 细胞基因修饰示意图。1 .细胞因子修饰增强功能。2 .整合安全开关机制,通过 ADCC 控制细胞凋亡和靶向细胞清除,提高安全性。3 .基因敲除,避免自相残杀。4 .同种异体逃避技术,包括 HLA 修饰。5 .分泌调节分子,调节免疫。6 .工程化 CD16,提高靶向性和细胞毒性。PD-1程序性细胞死亡蛋白 1、TIM-3 T 细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域 3、GM-CSF粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、HLA-I人类白细胞抗原-I、HLA-II人类白细胞抗原-II、HLA-E人类白细胞抗原-E、ADR同种免疫防御受体、mbIL-15膜结合 IL-15、ADAM17 A 解整合素和金属蛋白酶 17、hnCD16高亲和力、不可裂解 CD16。
细胞因子工程
多项试验正在测试经过基因改造的CAR NK细胞,这些细胞可以分泌重组细胞因子或表达不同细胞因子的膜结合形式。在增强CAR NK细胞疗法方面,研究最广泛的细胞因子是IL-15。该细胞因子通过由IL-2/IL-15受体β链和共同γ链(γc)组成的受体复合物激活NK细胞,并促进NK细胞的存活、增殖和细胞毒性 。在一些研究中(例如NCT05336409和NCT04324996),CAR NK细胞被改造为系统性分泌IL-15或IL-15受体激动剂,这已被证明可以在临床前模型中增强CAR NK细胞的抗肿瘤作用,并调节TME。然而,临床前研究表明 IL-15 的全身分泌也与毒性有关。因此,由 IL-15/IL-15 受体 α (α) 融合蛋白 (IL-15RF) 组成的膜结合 IL-15 (mbIL-15) 已成为一种潜在更安全的替代品(例如 NCT05020678 和 NCT05950334)。这种方法将 NK 细胞活化限制于直接接触,有效减少全身暴露和旁观者免疫细胞的意外激活。此外,另外两项研究采用了 IL-15 的校准释放 (crIL-15),其中膜结合 IL-15 被蛋白酶从 CAR NK 细胞表面裂解,确保仅局部释放(NCT06325748 和 NCT06652243)。
IL-2 也被认为是 NK 细胞的存活因子;然而,全身性使用这种细胞因子会导致严重的并发症,部分原因是对效应细胞的刺激不受控制,部分原因是它可能刺激调节细胞(如调节性 T 细胞)的生长。人们研究了将 IL-2 保留在内质网 (ER) 中,以此作为利用这种细胞因子介导自分泌信号传导的一种方法,同时避免了外源性给药可能带来的副作用。这种修饰已用于多项研究,主要涉及 CAR 修饰的 NK-92 细胞系(NCT03228667、NCT05618925、NCT04847466、NCT04052061 等)。在另一项临床研究 (NCT05410717) 中,CAR-NK 细胞被改造以表达和分泌 IL-7 和 CCL19。IL-7 已被证明可以增强人类 CD56亮NK 细胞的存活,从而可能提高 CAR-NK 在体内的持久性。CCL19 是一种 C-C 趋化因子,可结合并激活 CCR7,而 CCR7 是一种通常在 NK 细胞和其他效应免疫细胞上高表达的受体。它作为趋化受体发挥作用,通常参与这些细胞归巢至次级淋巴组织。然而,对于上述临床研究,它可能用于将效应细胞靶向募集到肿瘤微环境 (TME),从而增强针对肿瘤的内源性反应。这种方法也已在 CAR-T 细胞中进行了测试。
安全开关
由于CAR载体的随机整合,解决插入诱变和潜在致癌转化的风险对于避免CAR NK细胞在体内不受控制地激活和扩增至关重要。整合到细胞中的条件性安全开关提供了一种解决方案,它能够选择性地消除患者体内的CAR NK细胞,从而逆转任何不良反应,就像在T细胞中探索的那样。该策略的一个例子是在临床试验NCT05336409中使用截短的表皮生长因子受体(tEGFR)变体。这种变体含有西妥昔单抗结合表位,可作为安全开关,并已被证明能够介导过继转移细胞的体内有效消融。西妥昔单抗是一种临床可用的单克隆抗体,可以介导针对用这种EGFR变体改造的NK细胞的抗体依赖性细胞毒作用(ADCC)。因此,它可以实现CAR NK细胞的靶向破坏。另一项创新策略体现在NCT03056339和NCT05020015试验中。这些研究将可诱导的基于caspase-9的自杀基因(iCasp9)引入CAR-NK细胞的CAR设计中。iCasp9组件充当安全开关,在检测到不良反应后,可实现CAR-NK细胞的药物介导凋亡。该机制通过在必要时快速、有针对性地清除CAR-NK细胞(如CAR-T细胞所示)提供了额外的安全性。
逃避自相残杀
基因敲除 (KO) 策略在临床试验中对增强 CAR NK 细胞疗法的疗效具有良好的前景。例如,一项研究正在探索 CD38 基因敲除 (NCT05950334) 的影响。由于 CD38 也在 NK 细胞上表达,这种修饰可降低与靶向 CD38 的单克隆抗体 (mAb) 联合使用时体内自相残杀的风险。此外,这种修饰在临床前研究中已显示出良好的效果,显著增强了 CAR NK 细胞的恢复力,尤其是在肿瘤微环境中常见的氧化应激条件下。预计 CD38 表达的减弱不仅可以提高 CAR NK 细胞的存活率和持久性,还可以增强其对抗癌细胞的效应功能。
同种逃避策略
由于目前正在进行的大多数临床试验都在寻求一种现成的同种异体CAR NK细胞方法,因此一个关键挑战是宿主免疫系统倾向于识别和清除移植细胞。这种识别主要是由于同种异体CAR NK细胞上存在由HLA-I和HLA-II呈递的非自身分子。因此,这些细胞在体内的持久性通常有限,导致治疗反应极小或复发更快。目前,几种创新的同种异体逃避策略正在进行临床研究,以应对这一挑战。其中一种正在临床研究(NCT05336409和NCT06255028)中测试的方法涉及通过敲除HLA-I和HLA-II来战略性地修改CAR NK细胞上HLA分子的组成,旨在分别降低CD8 + 和CD4 + T细胞对它们的识别。此外,敲入 HLA-E 可逃避宿主 NK 细胞的检测,而 NK 细胞通常会攻击缺乏 HLA I 类的细胞。一项研究 (NCT05950334) 探索了另一种有前景的策略,研究人员正在采用一种新型同种免疫防御受体 (ADR) 技术。该技术涉及一种合成的工程受体,该受体靶向在同种反应性免疫细胞(例如宿主 T 细胞和 NK 细胞)上表达的 4-1BB,以消除这些细胞。临床前研究表明,携带 ADR 的 CAR NK 细胞与同种反应性免疫细胞的结合可减轻排斥反应、促进细胞增殖并增强抗肿瘤活性。这表明,携带 ADR 的 CAR NK 细胞无需强化预处理化疗即可发挥作用。
其他分泌分子
另一项创新策略侧重于对抗免疫抑制性肿瘤微环境 (TME),通过CAR-NK细胞分泌抑制性分子来增强抗肿瘤反应。NCT05410717研究举例说明了这种方法,其中CAR-NK细胞经过基因改造,可分泌单链可变片段 (scFv)。这些scFv特异性靶向抑制性受体PD-1、CTLA-4和LAG-3,这些受体存在于NK细胞和其他各种效应免疫细胞(包括CD8+T细胞)上。通过结合并阻断这些抑制性受体,分泌的scFv可有效破坏免疫抑制信号,从而增强CAR-NK细胞和TME内其他免疫效应细胞的细胞毒活性。这种方法已在具有HER2靶向CAR-NK细胞的实体瘤模型中得到验证。在另一项研究 (NCT04324996) 中,CAR-NK 细胞被改造成分泌靶向粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF) 的 scFv。这种方法旨在中和 GM-CSF(GM-CSF 已被证明与细胞因子释放综合征 (CRS) 和免疫效应细胞相关神经毒性综合征 (ICANS) 的不良事件有关),从而增强 CAR-NK 细胞疗法的安全性。
CD16工程
增强CAR NK细胞毒性的另一种方法是改造高亲和力、不可切割的CD16 (hnCD16) Fc受体,目前正在多个临床试验(NCT04390399、NCT05950334、NCT05182073等)中进行测试。这种改造旨在增强CAR NK细胞介导针对肿瘤细胞的ADCC的天然能力。CD16,也称为FcγRIII,是在NK细胞、巨噬细胞和某些T细胞亚群表面表达的受体。CD16与抗体Fc区结合可激活效应细胞,随后通过ADCC杀死抗体包被的靶细胞。新型hnCD16 Fc受体经过两项关键改造:增加了对抗体Fc区的亲和力,以及激活后对切割和下调的抵抗。 hnCD16 的 F158V 变体对 IgG 抗体的 Fc 段具有更高的亲和力。这种增强的亲和力确保了与治疗性 mAb 更稳定的相互作用,从而提高了 ADCC 过程的效率。此外,在正常生理条件下,CD16 受体在活化时可从 NK 细胞表面裂解,从而导致细胞介导 ADCC 的能力降低。hnCD16 受体被设计为不可裂解,从而维持其在细胞表面的表达并随时间维持细胞毒能力。这确保了对肿瘤细胞的持续免疫反应,尤其是在反复或长期暴露于靶抗原和治疗性 mAb 的情况下。
细胞来源
CAR-NK细胞疗法相较于CAR-T细胞疗法的一大优势在于能够利用多种来源的NK细胞。NK细胞既可以从自体来源获取,也可以从同种异体来源获取,每种来源各有优缺点。本文将介绍目前正在临床试验中探索的NK细胞来源的一些优缺点。值得注意的是,目前已注册的临床试验中使用的细胞来源分布较为均匀,这表明最佳起始材料尚待确定(图4A)。

图4 临床试验中研究的细胞来源和形式概览。A图中总结了 NK 细胞的来源。B临床试验的分布情况,基于 NK 细胞是作为同种异体还是自体产品给药。C细胞来源分布在不同疾病组中,气泡尺寸越大表示频率越高。iPSC可诱导多能干细胞。
外周血NK细胞
外周血 NK 细胞 (PB-NK) 可通过白细胞分离术直接从外周血中获取,是一种易于获取且随时可用的 NK 细胞来源。PB-NK 细胞表型成熟,表达多种细胞毒性受体,因此对恶性细胞具有很强的细胞毒性。PB-NK 细胞可从患者(自体)或健康供体(异体)中分离。同种异体 PB-NK 细胞通常被认为在临床上比自体 PB-NK 细胞更受欢迎,因为它们能够实现“现成的”疗法,并且对恶性细胞上呈递的自身 MHC 分子诱导的免疫沉默具有更强的抵抗力]。此外,与可能接受过多轮淋巴细胞清除治疗的患者的自体 NK 细胞相比,来自健康供体的同种异体 NK 细胞的质量可能更佳。这些优势体现在绝大多数已注册的CAR NK细胞疗法临床试验中,这些试验均采用同种异体细胞来源(图4B)。迄今为止,至少有15项临床试验采用了外周血来源的CAR NK细胞,其中7项采用同种异体来源,3项采用自体细胞,另有5项尚未披露。
然而,生产大量临床级 CAR NK 细胞依然面临挑战,因为 NK 细胞仅占外周血淋巴细胞的 10% 左右,通常需要体外扩增。然而,缺乏用于激活和扩增 NK 细胞的标准化方案,以及供体之间的差异,可能导致 CAR NK 细胞产品的异质性。此外,使用慢病毒载体对 PB-NK 细胞进行基因改造很难采用 CAR-T 生产中的既定方案,这可能是由于先天性抗病毒防御所致。目前正在探索的一种提高 NK 细胞转导效率的方法是使用替代的慢病毒假型改变慢病毒递送系统的向性。
脐带血NK细胞
脐带血 NK 细胞 (CB-NK) 是 CAR NK 细胞产品的另一种常见起始材料。CB-NK 细胞约占脐带血所有淋巴细胞的 30%,与 PB-NK 细胞相比,通常表现出更幼稚的表型。CB-NK 细胞还表现出更高的增殖能力,并且与 PB-NK 细胞相比,它们对基因编辑的抵抗力较低,因此适合大规模生产 CAR NK 细胞。然而,CB-NK 细胞表达的细胞毒性受体较少,因此细胞毒性低于成熟的 PB-NK。此外,由于脐带血样本可获得的 NK 细胞体积有限,需要对 NK 细胞进行大量的体外扩增才能达到临床相关剂量。尽管如此,单个脐带血样本已生产出 100 多剂 CAR NK 细胞。迄今为止,至少有 20 项临床试验使用了脐带血来源的 CAR NK 细胞。
NK细胞系
NK 细胞系也正在临床试验中进行探索,因为它们具有无限增殖的能力,可以快速生成大量的 CAR NK 细胞。NK 细胞系 NK-92 已在至少 22 项临床试验中进行探索,是临床试验中 CAR NK 细胞产品最常见的起始材料。NK-92 细胞来源于侵袭性 NK 细胞淋巴瘤患者,具有幼稚 NK 细胞的特征,但具有高度细胞毒性,表现为激活性受体表达高而抑制性受体水平低。此外,NK-92 细胞的无限增殖能力与引入多个基因编辑的能力相结合,使得能够生成具有增强治疗潜力的稳定 NK-92 细胞克隆。然而,输注永生化 NK 细胞系会引发一些与继发性肿瘤植入风险相关的安全问题。出于安全考虑,NK-92 细胞在使用前必须经过辐照,这会对其长期持久性和效力产生负面影响。值得注意的是,NK-92 细胞目前被用作治疗主要实体癌(如头颈部鳞状细胞癌、胶质母细胞瘤和肺癌)的起始材料(图4C)。
干细胞衍生的NK细胞
多能干细胞是另一种有希望的“现成”CAR NK 细胞来源,迄今已用于至少 17 项临床试验。干细胞衍生的 NK 细胞通常来源于诱导性多能干细胞 (iPSC) 或人类胚胎干细胞 (hESC),这些细胞能够在未分化状态下无限生长。这些祖细胞随后可进行基因改造,并分化为成熟的 NK 细胞。干细胞衍生的 NK 细胞的制造通常涉及使用细胞因子混合物或与基质细胞共培养,从而产生具有成熟表达谱和强大细胞毒性的 NK 细胞,类似于 PB-NK 细胞。能够从 iPSC 和 hESC 持续开发 NK 细胞,从而可以制定标准化的生产策略,同时最大限度减少 CAR NK 细胞产品的异质性。与使用 NK 细胞系类似,这种方法也能引入多种基因修饰,以增强 CAR NK 细胞的生物活性。然而,制造干细胞衍生的 CAR NK 细胞也面临挑战。首先,多能干细胞的分化需要复杂的系统,这限制了以经济高效的方式扩大良好生产规范 (GMP) 级 CAR NK 细胞的能力。其次,大量生产 CAR NK 细胞非常耗时,通常需要数周时间,而且培养的细胞在扩增过程中可能积累致癌突变,带来安全风险。
体内产生的CAR-NK细胞
CAR NK 细胞疗法的一种新方法是直接体内注射基因递送颗粒,从而无需完全体外操作 NK 细胞产品。该方法正在一项试验 (NCT06539338) 中使用,其中将专门设计用于靶向 CD7 阳性细胞(例如 T 细胞和 NK 细胞)的慢病毒载体施用给确诊为 NHL 的患者。慢病毒载体携带编码针对 CD20(一种众所周知的 B 细胞特异性抗原)的 CAR 的转基因。虽然这种方法可能提供一种低成本的现成产品,但直接注射慢病毒颗粒会带来特定的安全问题,因为存在插入诱变和致癌转化的潜在风险,这在其他基于慢病毒的基因疗法中已有观察到。此外,由于制造细节和安全数据尚未公布,体内递送的全部潜在风险仍然未知。
生产策略
生产足够质量和数量的CAR NK细胞用于临床并非易事,需要严格的符合GMP标准的方案。CAR NK细胞疗法的生产策略因所使用的起始材料以及所采用的平台和专有技术而异(图5)。在本节中,我们将介绍正在进行的CAR NK细胞疗法临床试验中采用的一些生产策略。

图5 CAR NK 细胞生产策略。CAR NK 细胞的生产方案因起始材料而异。所示生产步骤基于 Nkarta, Inc.(外周血 NK 细胞)、Artiva Biotherapeutics, Inc./Takeda Pharmaceuticals Ltd.(脐带血 NK 细胞)、Fate Therapeutics, Inc.(iPSC NK 细胞)以及学术平台(NK-92 细胞)所采用的平台。iPSC诱导多能干细胞。
PB-NK
外周血来源的CAR-NK细胞正在临床试验中得到积极研究。Nkarta公司已开发出一个用于生产同种异体、现成的NK细胞疗法的平台(例如,NCT05020678中所使用的平台)。在此,通过白细胞分离术从健康供体中收集和分离NK细胞,并使用专有的饲养细胞来刺激NK细胞的活化和扩增。在NK细胞的基因工程方面,Nkarta使用γ逆转录病毒递送系统导入CAR基因以及编码mbIL-15的基因。随后,对经过修饰的CAR-NK细胞进行持续扩增,并收集并冷冻保存多剂量。
CB-NK
Artiva Biotherapeutics, Inc. 已开发出专有的制造平台,用于从健康供体脐带血(例如,NCT05678205 中使用的)中生成同种异体 CAR-NK 细胞。他们首先从注册的公共脐带血库中预选表达高亲和力变体 CD16(158 V/V)和杀伤性免疫球蛋白样受体 B (KIR B) 单倍型的供体脐带血样本。选定的供体单位 CD3 被去除,并在含有支持 NK 细胞扩增的改良饲养细胞的塑料袋中培养。然后,通过慢病毒转导对扩增的 NK 细胞进行基因工程改造,使其表达 HER2 靶向的 CAR-NK 细胞和 IL-15,随后进行冷冻保存和储存,以生成主细胞库。然后,可以从主细胞库中筛选出每个单位,使用生物反应器进行大规模 CAR-NK 细胞扩增和激活,最后进行冷冻保存以供现成使用。
另一家公司武田制药同样使用CB衍生的CAR NK细胞(例如用于NCT05020015),但其供体选择和制造平台有所不同。在这里,CB单元是预先选择的,供体和受体之间的KIR配体错配,用于CAR NK细胞的生产。KIR配体错配可能通过“缺失自我”识别增强NK细胞的内在抗肿瘤活性。然后解冻CB单元,并耗竭CD3、CD19和CD14,接着与表达膜结合IL-21 (mbIL-21)和4-1BB配体以及外源性IL-2的改良K562饲养细胞共培养,以支持NK细胞生长。然后通过逆转录病毒转导对NK细胞进行基因改造,使其表达CD19靶向的CAR、IL-15和iCasp9。 CAR NK 细胞最终进一步扩增,并于第 15 天收获用于输注,无需冷冻保存。
诱导多能干细胞
Fate Therapeutics, Inc. 采用了一种不同的方法,他们开发了专有平台,用于生产 iPSC 衍生的 CAR NK 细胞(用于 NCT05182073)。他们使用多重工程克隆 iPSC 主细胞库来生成 CAR NK 细胞疗法。他们首先从成纤维细胞中建立 iPSC 库,然后对其进行基因工程改造,使其在 CD38 基因位点表达 IL-15RF 和 hnCD16,从而同时实现 CD38 KO。随后,对修饰后的 iPSC 进行单细胞克隆,以生成同质的基础细胞系。然后,对基础细胞系进行第二轮修饰,具体修饰过程因产品而异。经过第二轮单细胞克隆,多重工程克隆 iPSC 被储存为主细胞系,随后分化为造血祖细胞,最终分化为 NK 细胞。
NK-92
临床级CAR-NK-92细胞疗法的生产通常涉及使用来自FDA许可主细胞库的亲本NK-92细胞作为起始材料。将编码CAR构建体的慢病毒载体转导至亲本细胞系,然后筛选单个细胞克隆。定位载体整合位点以识别潜在的致癌插入。一项名为NCT03383978的试验研究了源自已充分鉴定的单细胞克隆NK-92/5.28.z的HER2靶向CAR-NK-92细胞的使用。然后,可以在符合GMP的培养条件下,在透气培养袋中扩增克隆的CAR-NK-92细胞。由于NK-92细胞具有致瘤性,因此需要采取额外措施以防止其在患者体内植入。 10 Gy γ 射线照射足以抑制 NK-92 细胞增殖,同时维持细胞效价 24 小时。根据治疗剂量,可以调整细胞浓度,并将最终的细胞产物冷冻保存。
预处理策略
淋巴细胞耗竭是CAR治疗中一个至关重要的准备步骤,可显著提高这些治疗的有效性。通过在输注CAR NK细胞之前施用化疗或其他淋巴细胞耗竭药物,该过程系统性地减少了患者现有的淋巴细胞计数(图6)。

图6 淋巴细胞耗竭的影响。1效应细胞(例如 CD8 + T 细胞)被耗竭,从而减轻了宿主抗移植物反应。2淋巴细胞耗竭清理了循环系统中的空间,为输注的 CAR NK 细胞扩增提供了必要的空间和营养。3调节性免疫细胞(包括髓系来源的抑制细胞、调节性 T细胞和 M2 巨噬细胞)从循环系统和肿瘤微环境中 (TME) 中被耗竭,从而增强了 CAR NK 细胞活性。4淋巴细胞耗竭使 TME 不稳定,使其更容易受到 CAR NK 细胞抗肿瘤活性的影响。DC树突状细胞,MDSC髓系来源的抑制细胞,M2 M2 巨噬细胞。
重要的是,淋巴细胞耗竭有助于创造一个CAR NK细胞能够蓬勃发展的环境。通过减少淋巴细胞的数量,它可以确保CAR NK细胞减少对资源(例如关键生长因子、细胞因子和营养物质)的竞争,从而使输注的CAR NK细胞能够更自由地扩增。淋巴细胞耗竭还针对免疫系统的调节成分,例如调节性T细胞、M2巨噬细胞和髓源性抑制细胞 (MDSC),这些成分已知会抑制免疫反应,包括由CAR NK细胞介导的免疫反应。减少这些细胞的数量可以营造更活跃的免疫环境,尤其是在肿瘤微环境中。此外,淋巴细胞耗竭性化疗可导致肿瘤细胞死亡,从而增加抗原呈递,例如通过树突状细胞 (DC)。这些细胞分泌的各种激活细胞因子随后可以增强CAR NK细胞的抗肿瘤功效。此外,在同种异体细胞疗法中,淋巴细胞耗竭的应用通过消除介导宿主抗移植物反应的细胞毒性免疫细胞发挥着关键作用。此步骤可提高输注的CAR-NK细胞的体内持久性和功能寿命。环磷酰胺和氟达拉滨(Cy/Flu)是主要的淋巴细胞耗竭药物,在54项明确采用淋巴细胞耗竭策略的临床研究中,至少有48项研究联合使用了这两种药物。环磷酰胺是一种烷化剂,可交联DNA;而氟达拉滨是一种嘌呤类似物,可抑制DNA合成,从而导致细胞死亡。环磷酰胺通常以300至500 mg/m2 /d的剂量静脉注射,疗程为3天;与氟达拉滨合用时,剂量应较低。氟达拉滨的标准剂量为每日25-30 mg/m² ,静脉注射,连续3-5天。这些试验中使用的其他淋巴细胞清除药物包括苯达莫司汀、阿糖胞苷、地西他滨、依托泊苷和美法仑。淋巴细胞清除虽然对于增强CAR-T和CAR-NK等细胞疗法至关重要,但也存在一些缺点,包括免疫抑制导致的感染风险增加、需要预防性治疗的长期免疫缺陷、贫血和白细胞减少等血液学毒性,以及恶心和脱发等非血液学副作用。因此,目前正在探索可能减轻淋巴细胞清除方案需求的策略。目前正在进行三项研究,其中两项针对 CNTY-101(NCT05336409 和 NCT06255028),一项针对 FT522(NCT05950334),其中 CNTY-101 结合了 HLA-I 和 HLA-II KO 以及 HLA-E 敲入,而 FT522 则使用了之前描述的 ADR 技术。
给药方案和策略
给药策略在CAR-NK细胞临床潜力的开发和优化中发挥着重要作用。目前,临床试验中正在测试多种给药方案,这反映出在最大限度地发挥疗效的同时,最大限度地减少患者潜在不良反应所需的剂量存在不确定性。
剂量大小
在早期剂量递增研究(1期或1/2期)中,目前正在测试两种给药策略:固定剂量和根据接受者体重调整的可变剂量。图7总结了此开发阶段122项研究中披露的起始剂量,并按疾病组和细胞来源分类。

图7 已用剂量大小汇总。该图显示了临床试验初始剂量递增阶段(clinicaltrials.gov 报告)中使用的起始剂量。剂量按给药类型分类:固定剂量和根据受者体重(每公斤质量的细胞数)调整的剂量。
对于固定剂量,血液系统癌症的起始剂量范围为10万至20亿个细胞,实体癌的起始剂量范围为100万至30亿个细胞,自身免疫性疾病的起始剂量范围为6亿至100亿个细胞。对于基于体重的给药方法,血液系统癌症的起始剂量范围为5万至8亿个细胞/公斤(8亿个细胞/公斤似乎是一个异常值);实体癌的起始剂量范围为100万至1亿个细胞/公斤;自身免疫性疾病的起始剂量范围为5万至8亿个细胞/公斤(尽管此类别只有两个数据点可用)。
在自身免疫性疾病试验中观察到起始剂量显著升高的趋势,这可能反映了这样的假设:这些疾病需要对免疫系统进行“硬重置”。然而,从现有数据中无法得出剂量大小与细胞来源之间的明确相关性。只有少数进入II期的研究披露了剂量信息。例如,NCT04847466研究报告了20亿个源自NK-92细胞系的细胞的剂量。
给药方案
已确定的临床试验的给药方案展现了从单剂量到多剂量的多种策略。无论细胞来源如何,每周给药很常见,治疗每周进行一次或两次,例如在一个周期内的第0天、第7天和第14天进行(NCT03656705、NCT05667155、NCT04324996)。一些试验每2周进行一次输注,从治疗开始时或在初始治疗阶段后进行,例如在治疗6周后进行(NCT05856643、NCT04847466)。此外,在一些试验中,剂量分为一天内两次给药(NCT05247957),或分为每周三次较小的剂量(NCT05020678)。
组合策略
CAR NK 细胞疗法的出现也推动了旨在增强 CAR NK 细胞功能反应的联合疗法研究。联合疗法通过调节 CAR NK 细胞的活性来发挥作用,例如提高细胞毒性、增强生存期和持久性或增强对免疫抑制的抵抗力。目前,CAR NK 细胞联合疗法的研究主要分为三类:单克隆抗体 (mAb)、外源性细胞因子和其他小分子。本节将详细介绍目前正在进行的 CAR NK 细胞临床试验中正在研究的联合疗法。
单克隆抗体
mAb联合给药是CAR-NK细胞治疗最常见的联合策略,目前至少有16个不同的临床试验正在进行中。mAb可通过两种不同的机制调节CAR-NK细胞的活性;首先,mAb可用于阻断免疫检查点相互作用,以逃避恶性细胞产生的免疫抑制信号。多个免疫检查点与免疫抑制有关,其中PD-1/PD-L1轴最为常见,因为PD-L1在许多癌症中上调。因此,目前正在积极研究同时靶向PD-1和PD-L1的mAb与CAR-NK细胞疗法的联合应用(包括NCT03228667、NCT04847466、NCT05395052、NCT03383978等)。一项研究 (NCT03228667) 目前正在探索五种靶向 PD-1 或 PD-L1 的不同 mAb 与靶向 PD-L1 的 CAR-NK 细胞联合治疗免疫检查点抑制剂治疗复发的癌症患者的疗效。另一项研究 (NCT05395052,现已终止) 也研究了 CAR-NK 细胞与几种靶向 PD-1 和 PD-L1 的免疫检查点抑制剂以及其他 mAb 的联合治疗。
其次,mAb 可以通过靶向癌细胞上的肿瘤相关抗原 (TAA) 发挥作用,通过 ADCC 增强 NK 细胞的细胞毒性。多项临床试验正在研究靶向 CD20 的 mAb 与靶向 CD19 的 CAR NK 细胞联合用于治疗 B 细胞淋巴瘤(NCT05618925、NCT05379647、NCT03579927 等)。CD20 在 B 细胞上高表达,且局限于 B 细胞谱系,因此代表了具有高靶特异性的次要靶点。CD38 也正在被探索作为 mAb 联合疗法的靶点,用于治疗多发性骨髓瘤,联合靶向 BCMA 的 CAR NK 细胞,并敲除 CD38 以避免自相残杀 (NCT05182073)。正在与 CAR NK 细胞疗法联合研究的其他 mAb 包括用于治疗头颈癌的西妥昔单抗(抗 EGFR)(NCT06239220)和用于治疗胶质母细胞瘤的贝伐单抗(抗 VEGF-A)(NCT06061809)。
细胞因子
增强CAR-NK细胞功能应答的另一种策略是联合应用细胞因子。与T细胞不同,NK细胞不能自身产生IL-2,而是依赖外界存活信号维持效应功能。外源性细胞因子,例如IL-2和IL-15,可以支持输注NK细胞在体内的增殖和细胞毒性。多项临床试验正在研究IL-2与CAR-NK细胞联合应用(NCT03415100 、NCT05336409、NCT05395052、NCT01974479、NCT06255028)。 IL-2 通常与 CAR NK 细胞同时进行单次皮下注射,一项已暂停的研究 (NCT01974479) 正在探索在 CAR NK 细胞输注前一天开始隔日给药,共 6 次。皮下注射 IL-2 比静脉注射吸收更慢,且药效持续时间更长,从而减少了可能引起严重副作用(例如毛细血管渗漏综合征、低血压和器官衰竭)的大剂量需求。
正在研究与CAR NK细胞疗法联合使用的另一种细胞因子是IL-15。IL-15是NK细胞发育和维持效应功能的关键细胞因子。与IL-2相比,使用IL-15也可能诱发更少的不良事件。目前所有将IL-15与CAR NK细胞联合使用的临床试验均使用由ImmunityBio, Inc.生产和授权的专有IL-15激动剂N-803(NCT03228667、NCT05618925、NCT04847466、NCT04390399、NCT06239220、NCT06334991)。N-803由突变的IL-15 (N72D)与IL-15受体α/IgG1 Fc融合蛋白结合而成。 IL-15 的 N72D 变体对 IL-15Rβγ 复合物的亲和力增强,导致其生物活性比天然分子提高了 4 到 5 倍。此外,通过将人 IL-15 直接与 IL-15 受体 α/IgG1 融合蛋白复合,其体内半衰期显著增加至约 20 小时,而天然 IL-15 在小鼠中的半衰期约为 1 小时。
其他分子
除了单克隆抗体和细胞因子外,人们还在积极探索其他联合策略,以增强输注CAR-NK细胞的生物活性。一项临床试验(NCT05410717)目前正在研究将烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD) 或大麻二酚 (CBD) 与CAR-NK细胞联合用于治疗晚期实体癌患者。大麻二酚可能增强NK细胞功能,包括细胞毒性、迁移和增殖,然而,这些作用背后的机制尚未完全阐明。据推测,大麻二酚本身也具有抗肿瘤细胞毒性,并可诱导活化B细胞和T细胞淋巴细胞减少,而NK细胞对其细胞毒性作用的敏感性较低。NAD 可能通过增强增殖、细胞毒性和细胞因子产生,对 NK 细胞的生物活性发挥类似的增强作用。
CAR-NK细胞临床试验结果
本节将介绍CAR NK细胞临床试验的结果。在120项已注册的临床试验中,我们共收集了16项专注于CAR NK细胞临床应用的不同研究的临床数据。这些研究为CAR NK细胞疗法在多种疾病中的安全性、有效性和潜力提供了宝贵的见解。表4总结了这些研究的当前结果,并在下文进一步介绍。
表4 CAR-NK细胞药物临床试验情况

针对表达CD19的恶性肿瘤的结果
MD安德森癌症中心(NCT03056339)
最近完成的一项首次人体 1/2 期临床试验研究了使用 CD19 靶向 CAR NK 细胞治疗复发或难治性 (R/R) B 细胞恶性肿瘤患者 (NCT03056339)。在试验中,37 名患者接受了经过基因改造以表达抗 CD19 CAR、分泌 IL-15 并携带 iCasp9 安全开关的 CAR NK 细胞。每位患者的 NK 细胞来自不同的 CB 供体。在研究的剂量递增部分,11 名患者接受了递增剂量的 CAR NK 细胞,分别为 10 万个细胞/千克、100 万个细胞/千克或 1000 万个细胞/千克。在剂量扩展部分,11 名患者接受了 1000 万个细胞/千克的剂量,而 15 名患者接受了 8 亿个 CAR NK 细胞的固定剂量。未出现剂量限制性毒性 (DLT),且无患者发生移植物抗宿主病 (GvHD) 或免疫相关不良反应 (ICANS)。仅 1 例患者发生细胞因子释放综合征 (CRS)(1 级)。该研究显示出良好的疗效,1 年总生存率 (OS) 为 68%,无进展生存率 (PFS) 为 32%。30 天和 100 天的总缓解率 (OR) 均为 48.6%,1 年后 37.8% 的患者达到完全缓解 (CR)。
在事后分析中,作者发现CB特征是预后的重要预测因素,而从采集到冻存的时间和有核红细胞 (NRBC) 计数是显著的独立预测因素。接受来自CB单位的CAR-NK细胞治疗的患者,如果从采集到冻存的时间≤24小时,且NRBC数量≤8 x10 7,则与其他患者相比,其1年PFS(风险比 (HR)=0.094)和OS(HR=0.073)均有所改善。
值得注意的是,作者还发现CD19的吞噬作用是复发的重要预测因素。与吞噬作用水平较低的患者相比,吞噬作用水平较高的患者的1年OS(38.5% vs 82.6%)和CR(7.7% vs 56.5%)均较低。吞噬作用可能通过降低肿瘤抗原密度,从而降低肿瘤细胞对CAR-NK细胞的敏感性,以及触发表达吞噬作用抗原的CAR-NK细胞的自我识别和自相残杀,对CAR-NK细胞的效率产生负面影响。
Nkarta公司(NCT05020678)
另一种靶向 CD19 的 CAR NK 细胞 NKX019 目前正在一项正在招募患者的临床试验中进行测试,用于治疗 CD19 + B 细胞恶性肿瘤 (NCT05020678)。NKX019 是一种冷冻保存的外周血 (PB) 来源的同种异体 CAR NK 细胞产品,其包含靶向 CD19 的 CAR,该 CAR 使用 OX40 作为共刺激信号结构域,并使用 mbIL-15 增强体内持久性。临床前数据已证明 NKX019 能够在体内和体外快速清除 CD19 + 细胞。在临床试验中,19 名患者纳入了初步评估,包括 14 名 B 细胞淋巴瘤患者和 5 名白血病患者,所有患者均接受过中位数为 4 种既往治疗方案。这些患者接受了不同剂量的 NKX019,包括 3 亿、10 亿和 15 亿个细胞。患者在治疗前接受了 Cy/Flu 淋巴细胞清除预处理。截止时,未观察到剂量限制性肝病 (DLT),也未出现 CRS、ICANS 或 GvHD 病例。疗效在各种组织学类型中均得到证实,8 例患者达到 CR,其中 5 例在单个治疗周期后达到 CR。此外,3 例 NHL 患者随着更多治疗周期的进展,缓解程度从部分缓解 (PR) 加深为 CR。在最高剂量组中,NHL 患者的客观缓解率 (ORR) 为 80%,CR 率为 70%。值得注意的是,5 例患者维持 CR 超过 6 个月,其中 1 例 LBCL 患者维持 CR 超过 9 个月。在最近的数据更新中,纳入了 26 名参与者,ORR 为 73%。值得注意的是,更新的数据来自 4 例在初始 CR 和随后的 PD 后接受再次治疗的患者。仅经过一个周期的重新给药,所有 4 例患者均再次达到 CR,其中 2 例仍保持 CR,凸显了在这种情况下重新给药的潜在疗效。
Fate Therapeutics公司(NCT04245722)
FT596 是一种靶向 CD19 的 CAR NK 细胞疗法,曾在一项临床试验中接受评估,但该试验现已被申办方终止(NCT04245722)。FT596 来源于工程化的 iPSC 细胞系,并包含多种不同的合成编辑。除了敲入针对 CD19 的 CAR 外,它还含有 hnCD16 和 mbIL-15。在临床前研究中,它已显示出有效的肿瘤细胞清除能力,尤其是与抗 CD20 mAb 联合使用时。在本临床试验中,评估了 FT596 治疗 R/RB 细胞淋巴瘤的效果。研究了两种不同的治疗方案:方案 A,以 FT596 作为单药疗法;方案 B,其中 FT596 与两种抗 CD20 mAb 利妥昔单抗或奥比妥珠单抗联合使用。淋巴细胞清除方案 Cy/Flu 先于单剂量 FT596 给药,剂量递增期间给药水平从 3000 万个细胞到 9 亿个细胞不等。报告了 20 名患者的初步数据,每个方案治疗 10 名患者。患者之前接受过中位数为四种疗法,20 名患者中有 7 名接受过 CAR-T 细胞疗法。没有观察到 DLT 或 ICANS 或 GvHD 病例,仅报告了两例 CRS 病例,分别分级为 1 级和 2 级。在 17 名疗效可评估的患者中,方案 A 中的 8 名患者中有 5 名和方案 B 中的 9 名患者中有 4 名在第一个 FT596 治疗周期后达到客观反应。值得注意的是,在单剂量 ≥ 9000 万个细胞时,11 名疗效可评估的患者中有 8 名达到客观反应,其中 7 名达到 CR。此外,在既往接受过 ≥ 9000 万个细胞 CAR-T 细胞疗法治疗的 4 例患者中,有 2 例达到 CR。该研究的申办方 Fate Therapeutics, Inc. 决定停止 FT596,转而支持下一代靶向 CD19 的 CAR-NK 产品 FT522,该产品正在 NCT05950334 中进行测试。
Century Therapeutics 公司(NCT05336409)
另一种靶向CD19的CAR-NK疗法CNTY-101目前正在临床试验中进行研究,用于治疗R/RB细胞淋巴瘤(NCT05336409),目前正在招募患者。这些细胞源自iPSC克隆,具有六种合成修饰:HLA-I和HLA-II的KO,以及带有FMC63 scFv的CD19-CAR敲入,该scFv是一种基于EGFR的安全开关,HLA-E可防止宿主NK细胞排斥,并且含有可分泌IL-15的基因。迄今为止,该试验已测试了1亿、3亿和10亿个细胞的剂量。患者在治疗期间接受Cy/Flu预处理和低剂量IL-2治疗。该试验的初步数据包括12名患者,其中10名符合疗效评估条件,这些患者之前接受过中位数为四线的治疗,其中3名患者之前接受过CD19靶向CAR-T治疗。在这些剂量下,治疗耐受性良好,有 4 例 CRS(1 级和 2 级)和 1 例 1 级 ICANS。未观察到 DLT 或 GvHD。值得注意的是,该研究未发现同种异体排斥的证据,这可能是由于采用了同种异体逃避策略。总体而言,迄今为止的疗效结果好坏参半,ORR 为 40%。在两种最低剂量的 CNTY-101 下,两名患者达到 CR,一名达到 PR,四名出现病情进展。在 CR 中,一名患者在 1 亿个细胞的最低剂量下显著持久,持续了 10 个月。另一名 CR 发生在一名既往接受过五种疗法的患者中,包括既往接受过 CD19 CAR-T 疗法。在每周输注三次的单独给药方案中,一名患者达到病情稳定 (SD),细胞数为 3 亿。在最高剂量下,一名患者立即出现进展,而另一名患者达到 CR。
针对表达 CD33 的恶性肿瘤的结果
Xinqiao Hospital of Chongqing (NCT05008575)
在一项临床试验,CAR-NK细胞被设计为靶向CD33,用于治疗R/R AML(NCT05008575)。截至2022年最新试验更新,招募情况仍不清楚。已完成10例患者的疗效评估,所有患者均接受过中位数为5线的既往治疗。该研究探索了三个不同的剂量组,并遵循由Cy/Flu组成的淋巴细胞清除方案。在第一剂量组中,三例患者接受了三轮CAR-NK细胞治疗,包含6亿至18亿个细胞,每次剂量间隔7天。在第二剂量组中,三例患者接受了单剂量18亿个CAR-NK细胞治疗。第三剂量组中包括四例患者,他们接受了三轮18亿个CAR-NK细胞治疗,间隔7天。七例患者出现1级CRS,一例患者出现2级CRS事件。令人印象深刻的是,10例患者中有6例在第28天的评估中达到了微小残留病灶阴性完全缓解(MRD-CR)。截至数据截止点,这6例患者中有2例仍处于持续缓解状态,其中1例已超过5个月的里程碑。
PersonGen BioTherapeutics 公司
(NCT02944162)
另一项研究使用 CD33 靶向 CAR NK 细胞治疗 AML 的试验 (NCT02944162)。截至 2016 年最新试验更新,招募状态仍然未知。这些 CAR NK 细胞来源于 NK-92 细胞系,并具有包含 CD28 和 4-1BB 共刺激结构域的慢病毒构建体。报告了三名患者的初步结果,每位患者的结果均不同。第一位患者接受的 CAR NK 细胞剂量从 3 亿个细胞到 10 亿个细胞不等。在治疗过程中,患者出现了 1 级 CRS。虽然患者最初有反应,骨髓评估显示原始细胞为 0%,MRD 水平为 1.7 × 10 −3,但最终出现复发。第二位患者接受了三剂 CAR NK 细胞,分别接受 3 亿个、6 亿个和 10 亿个细胞。该患者经历了1级细胞因子释放综合征(CRS),最初对治疗有反应,但一个月后复发,骨髓检查显示75%的原始细胞,49%的CD33+表达。第三位患者接受了三剂CAR-NK细胞治疗,分别包含10亿个细胞、30亿个细胞和50亿个细胞。遗憾的是,该患者对治疗没有反应。这些病例凸显了接受CD33靶向CAR-NK细胞治疗的个体间反应差异,凸显了该治疗方法的复杂性以及进一步研究的必要性。
针对 NKG2DL 表达恶性肿瘤的结果
Nkarta公司(NCT04623944)
NKG2D配体代表了CAR-T疗法的另一种靶向方式。为了探索这些靶点,开展了一项临床试验,旨在研究CAR-T细胞NK产品NKX101在复发/难治性AML患者中的作用 (NCT04623944)。该临床试验目前处于活跃状态,尚未招募患者。NKX101是一种源自外周血(PB)的同种异体CAR-T细胞NK产品,设计用于冷冻保存。它整合了mbIL-15以增强体内持久性,并将OX40作为CAR-T构建体中的共刺激结构域。该临床试验包含两种不同的方案:一组患者先前接受过Cy/Flu预处理;另一组患者的预处理方案为Cy/Flu联合阿糖胞苷(Cy/Flu/Ara)。Cy/Flu组包含30名患者,平均接受过两种疗法。患者接受的剂量从 1 亿到 15 亿个细胞不等,给药频率各不相同。NKX101 耐受性良好,仅 12% 的患者出现 1 级和 2 级输注反应,12% 的患者出现 1 级和 2 级 CRS,一例出现 2 级 ICANS,无 GvHD 或 DLT。在 30 名接受给药的患者中,5 名达到 CR 或完全缓解,但血液学恢复不完全 (CRi)。此外,在 10 亿或 15 亿个细胞的最高剂量下,18 名患者中有 4 名达到 CR 或 CRi。对于 Cy/Flu/Ara 队列,推测预处理方案可诱导肿瘤细胞上 NKG2D 配体的上调。该队列中的患者平均接受过两种既往治疗。在初始数据更新中,六名患者接受了给药,每人接受了15亿个细胞。值得注意的是,没有报告出现CRS、ICANS或GvHD的情况。此外,该队列中的六名患者中有四名达到了CR或CRi。然而,在最近的更新中,又有14名患者接受了治疗,其中只有一名患者达到CR,这导致申办方决定停止该疗法的进一步开发并停止招募。
The Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University(NCT03415100)
在另一项试验中,NKG2D 配体再次作为 CAR NK 细胞的靶点 (NCT03415100)。截至 2018 年最新试验更新,其募集情况仍不清楚。在该试验中,人类 NKG2D 受体的胞外结构域与 DAP12(一种与激活 NK 细胞受体相关的衔接分子)的胞质信号传导结构域融合,并将该构建体电穿孔至 NK 细胞中。三例转移性结直肠癌 (mCRC) 患者接受了这些 CAR NK 细胞的局部输注,其中一名患者接受了自体 CAR NK 细胞,另两名患者接受了来自单倍体相合家族供体的同种异体 CAR NK 细胞。使用表达 mbIL-15、4-1BBL 和 mbIL-21 的 K562 饲养细胞促进 NK 细胞扩增。患者中未出现ICANS、GvHD、DLT或严重不良事件,仅观察到轻度1级CRS。一名患者接受了两次输注,每次输注量分别为2000万和1亿个用自体NK细胞制备的CAR NK细胞。另一名患者接受了四次输注用同种异体半相合NK细胞制备的CAR NK细胞,数量从1亿到7亿不等。CT扫描显示,两名患者的腹膜靶病变均未见病变。第三名患者表现为无法切除的mCRC,且在三线治疗后病情进展,该患者接受了六次输注同种异体半相合CAR NK细胞的治疗方案。该方案包括第一周每周两次输注5亿个CAR NK细胞,第二周每周两次输注10亿个CAR NK细胞,第三周每周两次输注20亿个CAR NK细胞。第二次注射后不久观察到肝脏区域肿瘤大小明显缩小。
针对 PD-L1 表达恶性肿瘤的结果
ImmunityBio公司
(NCT04050709和NCT04390399)
CAR 修饰的 NK-92 细胞也正在接受针对 PD-L1 的测试,其中 PD-L1 t-haNK 处于最前沿,目前正在进行多项临床试验(表1)。这种特殊的治疗方法结合了内质网滞留的 IL-2 和高亲和力变体 CD16。在一项目前正在进行但尚未招募患者的 I 期临床试验中,PD-L1 t-haNK 显示出早期潜力(NCT04050709),该试验专注于局部晚期或转移性实体癌。两个不同的队列每周接受两次涉及 20 亿个细胞或 40 亿个细胞的治疗。PD-L1 t-haNK 安全可耐受,没有出现 CRS、ICANS 或 GvHD 病例,大多数报告的不良事件被归类为 1 级或 2 级。在入组的 9 名患者中,有 4 名达到 SD。此外,根据公司的新闻稿,一项同情用药扩展获取研究性新药 (IND) 报告称,一名转移性胰腺癌患者获得了 CR。此外,一项更大规模的 II 期研究 (NCT04390399) 正在测试同样的治疗方法,该研究目前也处于活跃状态,但尚未招募患者,针对局部晚期或转移性胰腺癌。在 83 名患者中,PD-L1 t-haNK 以 20 亿个细胞的剂量联合醛霉素和 N-803(一种 IL-15 超级激动剂)给药。中位 OS 为 5.7 个月,83 名患者中有 26 名在数据截止时仍然存活。中位 PFS 为 2.3 个月,其中 37% 的受试者在超过 8 周的时间内达到 SD。在亚组分析中,三线治疗患者(N=38)的中位 OS 达到 6.3 个月,而四线或以上治疗患者(N=40)的中位 OS 达到 5.0 个月。
Xinxiang Medical University(NCT03656705)
在另一项已完成的I期试验中,研究人员研究了一种名为CCCR-NK92的CAR-NK细胞产品,用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)(NCT03656705)。与传统的CAR-NK疗法不同,这种源自NK-92细胞系的疗法具有独特的嵌合共刺激转换受体(CCCR)。CCCR-NK92并非采用典型的单链抗体(scFv),而是整合了PD-1的胞外结构域,使其与PD-L1相互作用。此外,它还包含NKG2D的铰链区、跨膜区和胞质结构域,以及4-1BB的胞质结构域,以促进共刺激信号的传递。该设计旨在将PD-1的抑制信号转化为肿瘤微环境中的激活信号。临床前研究表明,与未转导的细胞相比,CCCR-NK92 对 PD-L1 阳性 H1299 细胞表现出增强的抗肿瘤活性。该试验的病例报告于 2022 年发布。患者每周接受两次 CCCR-NK92 剂量,从 1000 万个 CCCR-NK92 细胞开始,逐渐增加到每次注射 1 亿个细胞。虽然患者达到 SD,但她也经历了严重的 CRS。有趣的是,这种 CRS 事件虽然对于 CAR NK 细胞来说并不典型,但却让作者推测它可能归因于独特的 CCCR-NK92 设计,可能导致 NK 细胞过度刺激并随后过度产生细胞因子,例如 IFN-γ 和肿瘤坏死因子。
针对 BCMA 表达恶性肿瘤的结果
Fate Therapeutics公司(NCT05182073)
BCMA 是另一个已在 CAR NK 细胞临床试验中探究的靶点,并已获得临床数据 (NCT05182073)。FT576 由工程克隆 iPSC 主细胞系开发而成,整合了四种功能增强功能:靶向 BCMA 的 CAR、增强细胞毒性的 hnCD16、增强持久性的 mbIL-15 以及提供对 mAb 介导的自相残杀抗性的 CD38 KO。一项 I 期研究报告了 9 名患者的数据,尽管该研究现已终止,但正在评估 1 亿个细胞和 3 亿个细胞两个剂量水平。该研究的患者既往接受过中位数为五种疗法的大量治疗。患者中未出现 CRS、ICANS、GvHD、DLT 或严重不良事件。在接受疗效评估的 9 名患者中,3 名患者的骨髓瘤疾病负担减轻(范围为 38% - 97%),其中两名患者的 OR 值得到确认。
针对PSMA表达恶性肿瘤的结果
Fate Therapeutics公司(NCT03692663)
另一项研究探讨了靶向CAR-NK细胞的PSMA治疗CRPC的有效性和安全性(NCT03692663)。截至2022年最新试验更新,招募情况仍不清楚。患者每隔3个月接受一次CAR-NK输注,共三个疗程,每次输注5亿个细胞。目前仅有一名患者的初步数据,据报道其安全性令人鼓舞,治疗期间未出现肝肾毒性。数据截止时,该患者的PFS为12个月,此时患者的前列腺特异抗原(PSA)水平已较基线水平下降了97.5%。
针对ROBO1表达恶性肿瘤的结果
Allife Medical Science and Technology公司(NCT03941457)
在另一项临床试验中,研究人员研究了 ROBO1 这一新靶点用于治疗胰腺癌 (NCT03941457)。截至 2019 年最新试验更新,招募情况仍不清楚。在临床研究开始之前,该疗法在体外表现出中等疗效,然而,在小鼠模型中,它们未能证明延长生存期的益处。这些 CAR NK 细胞源自 NK-92 细胞系,使用慢病毒载体进行基因改造,载体的 CAR 包含 ROBO1 特异性 scFv、CD8 衍生的跨膜结构域、CD3ζ 信号结构域和 4-1BB 共刺激结构域。此外,治疗设计中还整合了 iCasp 构建体。该临床研究的一份病例报告发表于 2020 年,重点介绍了使用 ROBO1 CAR NK 细胞治疗一名无法切除的 PDAC 和肝转移患者。该患者接受了10亿ROBO1特异性CAR-NK细胞经皮注射(靶向肝转移)和静脉注射(针对胰腺导管腺癌)。治疗耐受性良好,未报告细胞因子释放综合征(CRS)病例,亦无其他重大不良事件。尽管该治疗在5个月内控制了胰腺病变和肝转移,但患者不幸因病情进展去世,总生存期(OS)为8个月。
针对 MUC1 表达恶性肿瘤的结果
PersonGen BioTherapeutics公司
(NCT02839954)
MUC1已成为癌症免疫治疗中另一个颇具前景的靶点。在一项1/2期临床试验中,抗MUC1 CAR-NK细胞源自NK-92细胞系,用于治疗肺癌、胰腺癌、结肠癌和卵巢癌,尤其针对同时表达PD-L1和MUC1的肿瘤(NCT02839954)。截至2016年最新一次试验更新,招募情况尚不清楚。该研究利用慢病毒载体将抗MUC1 CAR-NK细胞转导至细胞,该载体整合了CD28和4-1BB作为共刺激结构域。此外,该研究还包含一个截短的PD-1肽,用于重定向抑制信号。每位参与者接受10亿个细胞的治疗剂量。在最初入组的13名患者中,有3名因不明原因退出。在剩余的10名患者中,9名患者的最佳反应达到SD,而1名患者出现病情进展。重要的是,尚未报告严重 CRS 或严重骨髓抑制病例。
针对 HER2 表达恶性肿瘤的结果
Johann Wolfgang Goethe University Hospital(NCT03383978)
在一项目前正在进行但尚未招募患者的首次人体临床试验中,研究人员率先将CAR-NK细胞用于治疗胶质母细胞瘤,尤其关注HER2阳性胶质母细胞瘤(NCT03383978)。本研究中使用的CAR-NK细胞源自NK-92细胞系,并经过基因工程改造,包含HER2特异性scFv、CD8α铰链区、CD28共刺激结构域和CD3ζ信号结构域。在启动临床试验之前,该疗法已在临床前研究中通过选择性细胞毒性和连续杀伤能力展现出令人鼓舞的疗效。临床试验中使用的符合GMP标准的细胞产品由慢病毒转导的NK-92细胞单克隆产生。 9例复发性HER2阳性胶质母细胞瘤患者在复发手术期间接受了单剂量颅内照射CAR-NK细胞治疗,剂量范围从1000万个细胞到1亿个细胞不等。重要的是,该疗法表现出良好的耐受性,未发生剂量限制性肝病(DLT)、细胞因子释放综合征(CRS)或细胞毒性肾小球肾炎(ICANS)。结果显示,5例患者出现SD,4例患者出现疾病进展。所有患者的中位PFS为7周,范围从2至37周,整个队列的中位OS为31周,范围从18至135周。作为下一阶段的研究,研究人员打算探索一个扩展队列,实施CAR-NK细胞的重复局部注射。
结论和未来展望
基于CAR-NK细胞的疗法代表了癌症免疫疗法领域一项颇具前景的新进展,与已获得广泛成功的CAR-T细胞疗法相比,它具有重要的优势。然而,尽管针对CAR-NK细胞的注册临床试验数量迅速增加,但对其安全性和有效性以及目前正在研究的生产策略和治疗方案仍然缺乏全面的分析。本综述收集了120项CAR-NK细胞注册临床试验的数据,并分析了其中16项试验已发表的初步结果。
CAR NK 细胞疗法的近期研发工作重点在于提升其在一系列应用领域的疗效、持久性和安全性,包括血液系统癌症、实体瘤、自身免疫性疾病和感染性疾病。关键策略包括优化 NK 细胞来源(PB-NK、CB-NK、iPSC-NK 或 NK-92)和生产平台的选择,每种平台都具备其独特的可扩展性和效力优势。此外,基因改造是增强 CAR NK 细胞功能的核心方法,包括通过细胞因子工程改造(例如 IL-15 和 IL-7)来提高体内存活率,以及通过改造 CD16 来增强 ADCC。其他方法旨在规避免疫挑战,例如利用同种异体逃避技术来降低免疫排斥反应,以及利用安全开关(例如 iCasp9)来控制细胞清除,以应对严重的不良反应。双特异性CAR设计以及与单克隆抗体的联合疗法进一步体现了旨在增强CAR-NK细胞活性的策略,尤其是在实体瘤中,因为免疫抑制性TME构成了额外的治疗障碍。通过这些多方面的努力,CAR-NK细胞疗法正在不断改进,以最大限度地发挥治疗潜力并拓宽其临床应用。
近期临床试验结果一致表明,与CAR-T细胞疗法相比,CAR-NK细胞疗法具有良好的安全性。在纳入的众多研究中,CAR-NK细胞疗法在很大程度上避免了CAR-T细胞疗法常见的严重毒性,例如ICANS和高级别CRS。值得注意的是,尽管大多数研究使用了源自同种异体细胞的NK细胞,且剂量高达50亿个CAR-NK细胞,但尚未出现移植物抗宿主病(GvHD)的报道。虽然在多项研究中观察到了轻度CRS(1-2级),并且有一例CAR-NK细胞输注后出现猝死,但普遍未出现严重不良事件,表明使用同种异体CAR-NK细胞作为一种安全的治疗选择具有很高的可行性。
迄今为止,最强的临床疗效报告出现在血液系统癌症中,尤其是B细胞恶性肿瘤。靶向CD19的CAR-T细胞疗法已取得高缓解率和完全缓解(CR),即使在先前CAR-T细胞疗法失败的患者中也常常如此。此外,其他靶点,例如针对AML的CD33和针对MM的BCMA,正在探索中,并取得了令人瞩目的初步结果,尽管需要更大规模的研究来支持这些发现。尽管一些试验报告了持续数月的持久缓解,但许多试验报告了初始缓解后迅速复发,这强调了改进策略以增强CAR-T细胞的持久性和疗效的必要性。
CAR-NK 细胞也在实体癌中得到探索,包括胶质母细胞瘤 (HER2-t-haNK) 和胰腺癌 (PD-L1 t-haNK)。尽管这些研究中的耐受性仍然很高,但与血液系统癌症相比,其疗效普遍较低。实体癌带来了独特的挑战,例如免疫抑制性的肿瘤微环境 (TME) 和 NK 细胞浸润的物理障碍。尽管存在这些挑战,但一些研究报告了病情稳定和部分缓解,表明 CAR-NK 细胞在这些情况下具有潜在的临床应用价值。
从不同的起始材料和生产策略开发CAR NK细胞疗法的灵活性可能在影响治疗结果方面发挥重要作用。例如,在最近完成的一项1/2期临床试验中,CB衍生的CAR NK细胞,尤其是在采集后24小时内冷冻保存的细胞,与更高的缓解率和总生存期(OS)相关。这些见解表明,优化CAR NK细胞的生产和来源可能是进一步提升其临床表现的重要里程碑。由于CAR NK细胞在输注后的持久性和扩增能力有限,剂量对CAR NK细胞的影响可能比CAR T细胞更为重要。寿命相对较短的CAR NK细胞可能在输注后更迅速地发挥作用,因此需要更高的剂量才能达到相似的效果。恰当地说,在使用超过9000万个细胞输注的试验中观察到了最有希望的反应,而CAR T细胞通常的给药剂量在5000万到1亿个细胞之间。 CAR NK 细胞的重复给药也显示出良好的前景。一项试验表明,初次完全缓解 (CR) 后复发的患者,在一次重复给药后即可恢复完全缓解状态。CAR NK 细胞的高耐受性和即用型潜力使其能够灵活给药和多次输注,且无严重副作用,使其成为一种多功能的治疗选择。
根据新出现的结果,我们确定了需要创新的三个关键领域,以推动 CAR NK 细胞治疗领域的发展。
克服肿瘤微环境 (TME)。实体瘤因其免疫抑制环境和限制细胞浸润和活性的物理屏障,对CAR-NK细胞构成重大挑战。在这种情况下,增强CAR-NK细胞的疗效需要创新方法,例如将CAR-NK细胞与免疫检查点抑制剂相结合以减轻抑制,或引入基因改造以改善NK细胞的适应性和对TME诱导的功能障碍的抵御能力。此外,通过基因改造CAR-NK细胞使其分泌趋化因子或酶来促进组织渗透,可以突破TME中的物理屏障。
增强持久性。NK细胞固有的短暂性虽然可以最大限度地降低长期毒性风险,但却限制了治疗的持久性。延长体内持久性的策略包括改造促进存活的基因(例如抗凋亡因子)、实施同种异体逃避机制以降低宿主抗移植物免疫反应,或利用受控的细胞因子递送系统来维持 NK 细胞的增殖和活性。这些创新对于实现持续的治疗反应至关重要,尤其是在复发性或难治性癌症中。
优化生产工艺。能够从各种来源(例如PB、CB、iPSC或NK-92)获取CAR-NK细胞,从而实现可扩展的、现成的治疗产品生产。然而,临床级CAR-NK细胞的生产过程复杂,细胞产品特性的差异可能会影响疗效。为了确保质量稳定,需要进一步优化供体或细胞来源的选择、细胞培养条件、冷冻保存方案和给药策略。整合自动化、标准化的生产平台和强大的质量控制措施,对于大规模生产高质量、高性价比的输液产品至关重要。
CAR NK 细胞也正在被评估用于治疗自身免疫性疾病,目前已占2024年注册临床试验的三分之一以上。在这方面,现成的CAR NK细胞可能比CAR T细胞更安全、更经济,尤其适用于治疗非危及生命的疾病。此外,CAR NK细胞可能不需要类似的长期持久性即可实现免疫系统的重置,与可能持续数年的CAR T细胞相比,使用短期CAR NK细胞具有潜在的优势。
总而言之,尽管CAR-NK细胞仍处于临床开发的早期阶段,但其卓越的安全性、在血液系统恶性肿瘤中良好的疗效以及在多种癌症以及近期自身免疫性疾病中广泛应用的潜力,凸显了其作为下一代免疫疗法的潜力。该领域一个尤其有前景的途径是开发同种异体现成的CAR-NK细胞疗法,与自体疗法相比,其具有可扩展性、成本效益和即时可用性的优势。进一步的研究和创新将是克服当前局限性并充分发挥其潜力的关键。

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