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肿瘤系列报告之三:以CAR-T为代表的细胞免疫治疗方兴未艾

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医药生物

2016年02月01日

行业深度研究报告

目录

前言 (6)

一、最先进的细胞免疫治疗——CAR-T技术 (6)

(一)要看懂细胞免疫治疗先得了解的免疫学知识 (6)

1、几种重要免疫细胞的主要作用机制 (7)

2、强大的T细胞是如何被激活的? (7)

3、肿瘤细胞逃逸的机制之一:下调MHC分子表达 (8)

(二)CAR-T技术的基本原理 (8)

1、越过MHC抗原提呈+“一键激活” (8)

2、CAR-T技术的三大优势 (10)

(三)CAR-T研发的技术壁垒 (10)

1、靶点选择是CAR-T有效性和安全性的基础 (11)

2、抗体scFv的筛选是CAR-T的核心技术 (14)

3、结构优化提高CAR-T的治疗效果 (15)

4、转染载体影响CAR-T制备稳定性和制备成本 (16)

(四)CAR-T研发公司技术梳理及临床进展 (17)

1、最早进入CAR-T研发领域的生物医药巨头——诺华 (17)

2、CAR-T研发的先锋——Juno Therapeutics (18)

3、CAR-T研发新贵——Kite Pharma (19)

4、异体CAR-T第一家——Cellectis (20)

5、CAR-T的安全开关创造者——Bellicum (21)

6、美国CAR-T主要研发企业估值比较和合作情况 (22)

(五)CAR-T存在的一些问题及拟解决方案 (24)

1、安全性是CAR-T疗法的基础 (24)

2、有效性是CAR-T疗法的利刃 (26)

3、产业化是CAR-T技术未来发展的必经之路 (27)

二、我国细胞免疫治疗现状 (28)

1、CIK技术与CAR-T技术的区别 (28)

2、我国细胞免疫治疗按照第三类临床医疗技术监管 (30)

3、CAR-T技术以临床试验形式开展 (31)

4、我国细胞免疫治疗政策发展趋势 (32)

5、细胞免疫治疗的潜在市场空间 (33)

三、相关标的 (34)

行业深度研究报告

1、博生吉(安科生物参股) (34)

2、科济生物(佐力药业参股) (34)

3、上海细胞治疗工程中心(姚记扑克参股) (35)

4、合一康(832521) (35)

5、爱康得 (36)

6、吉凯基因 (36)

行业深度研究报告

图表目录

图表1 免疫细胞由造血干细胞分化而来 (6)

图表2 4种重要免疫细胞对比 (7)

图表3 T细胞激活机制:MHC抗原提呈(信号1)+共刺激(信号2) (8)

图表4 CAR-T技术基本流程 (9)

图表5 CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)“一键激活”原理示意图 (9)

图表6 CAR-T细胞利用抗原抗体机制直接识别肿瘤抗原(非MHC限制性) (10)

图表7 CAR-T研发环节示意图 (11)

图表8 CAR-T主要靶点适应症及应用原理梳理 (11)

图表9 美国CAR-T研发靶点选择分布 (12)

图表10 中国CAR-T研发靶点选择分布 (12)

图表11 白血病分类 (13)

图表12 淋巴瘤分类 (13)

图表13 我国发病率最高的前10种癌症均为实体瘤(1/10万人) (13)

图表14 人源化scFv组合抗体文库构建示意图 (14)

图表15 噬菌体展示技术示意图 (15)

图表16 四代CAR结构示意图 (15)

图表17 共刺激信号的选择 (16)

图表18 载体的选择 (16)

图表19 不同载体系统的比较 (17)

图表20 诺华CAR-T研发条线梳理 (18)

图表21 JUNO的CAR-T研发条线梳理 (19)

图表22 Kite的CAR-T研发条线梳理 (20)

图表23 异体CAR-T制备流程图 (20)

图表24 Cellectis产品线梳理 (21)

图表25 CID安全开关示意图 (21)

图表26 Bellicum产品线梳理 (22)

图表27 美国CAR-T主要研发企业市值比较 (22)

图表28 CAR-T研发合作进程梳理 (23)

图表29 双CAR结构增强CAR-T肿瘤识别的特异性 (25)

图表30 “开关”结构调节CAR-T的治疗剂量 (25)

图表31 第四代CAR-T以及免疫检查点抑制剂联合治疗提高有效性 (26)

图表32 免疫检查点单抗帮助T细胞“松刹车” (27)

图表33 PD-1单抗作用机制示意图 (27)

图表34 CAR-T治疗的基本流程 (27)

图表35 CAR-T研发企业纷纷设立GMP工厂 (28)

图表36 CIK(多种细胞因子诱导的杀伤细胞)技术示意图 (29)

图表37 CAR-T与CIK的比较 (29)

图表38 DC-CIK技术示意图 (29)

图表39 CIK治疗各省收费情况(元/次) (30)

图表40 我国开展的CAR-T临床试验(https://www.doczj.com/doc/654709648.html,上注册的) (31)

图表41 开展CAR-T临床试验的主要流程 (32)

图表42 细胞产品危险程度的分类 (32)

图表43 细胞治疗产品与药品的异同 (33)

图表44 我国CAR-T疗法潜在市场空间 (33)

前言

随着第57届美国血液学年会(ASH)上诺华公布了其CAR-T细胞疗法CTL019惊人的最新临床结果,本就火爆的肿瘤的细胞免疫疗法再一次引起市场的强烈关注。诺华的CTL019治疗复发或难治性急性淋巴细胞白血病的II期临床试验结果显示59例患者中有55例获得了完全应答,比例高达93%。完全应答意味着患者的血项完全正常,检测不到肿瘤细胞,而这些患者都是之前已接受过标准疗法治疗没有应答或多次复发的,这再一次展示了细胞免疫治疗的巨大潜力。以CAR-T为代表的细胞免疫治疗是未来最有可能治愈癌症的武器。

本文首先系统性地介绍了CAR-T的原理、研发流程及技术壁垒,主要研发生产企业、未来技术发展方向;其次从技术、政策、市场情况等角度展现了我国细胞免疫治疗的现状;最后梳理了国内相关标的。

我们判断随着细胞免疫治疗技术的不断发展,资本不断向其倾斜,越来越多的相关标的将会浮出水面。我们希望这篇通过这篇报告,能对投资者鉴别和评估免疫细胞治疗标的投资价值有所帮助。

一、最先进的细胞免疫治疗——CAR-T技术

(一)要看懂细胞免疫治疗先得了解的免疫学知识

人体的免疫系统复杂而精密,众多免疫细胞各司其职,通过不同的机制保护机体健康。肿瘤细胞的产生是基因突变的结果,人的免疫细胞每时每刻都在清除着这些不正常的细胞,通常情况下可以把它们扼杀在摇篮里。

主要的免疫细胞都是由造血干细胞分化而成的,其中淋巴样干细胞分化为B细胞、T细胞、自然杀伤细胞(NK)细胞等,而髓样干细胞则分化为巨噬细胞、粒细胞以及红细胞等。这些细胞在血液中循环,在需要的时候进入组织,通过各自不同的功能保护机体。

图表 1 免疫细胞由造血干细胞分化而来

资料来源:华创证券

1、几种重要免疫细胞的主要作用机制

● 巨噬细胞:机体的第一道防线,具有惊人的吞噬能力,平时搜集组织内的有机废物,在机体受伤感染时猎食细

菌,负责打扫其他免疫细胞战斗后的战场,吞噬凋亡的病毒感染细胞,属于非特异性免疫系统。 ● NK 细胞:机体的第一道防线,能够杀伤寄生虫、真菌、细菌、病毒感染细胞。它的杀伤机制包括直接释放穿孔

素或颗粒酶、诱导凋亡,或是间接通过抗体依赖的细胞毒性作用。由于其广谱杀伤作用,因此也属于非特异性免疫系统。 ● B 细胞:每个B 细胞表面都有且只有一种B 细胞受体(BCR ),可以特异性识别其所对应的抗原,属于特异性

免疫系统。当B 细胞遇到它的特异性抗原时,B 细胞被激活,产生大量针对这种抗原的抗体并释放到血液和组织中。然后抗体去结合携带对应抗原的靶细胞,相当于给予一个“要消灭”的标记,从而方便巨噬细胞、NK 细胞等进行吞噬、杀伤。 ● T 细胞:与B 细胞相似,每个T 细胞表面都有且只有一种T 细胞受体(TCR ),属于特异性免疫系统。当T 细

胞被激活后,将在体内大量克隆成一个“军队”,对靶细胞进行杀伤。T 细胞的两种主要亚型是细胞毒性T 细胞(CTL )和辅助性T

细胞(Th )。CTL 的杀伤机制包括直接释放穿孔素和颗粒酶、诱导凋亡等方式,是人体免疫系统最有力的杀伤工具。Th 可以释放细胞因子,对免疫功能进行调节,指导整个免疫战场。可以说T 细胞是功能最强大的免疫细胞,是杀伤肿瘤细胞最有力的武器。 图表 2 4种重要免疫细胞对比

资料来源:华创证券

2、强大的T 细胞是如何被激活的?

T 细胞杀伤肿瘤细胞的必要前提是被激活并增殖,这个过程需要两条细胞信号通道共同作用,一条信号通道是

TCR 与MHC 结合(信号1),激活T 细胞;第二条信号通道是T 细胞的CD28或4-1BB 等表面蛋白与其受体相结合形成共刺激信号(信号2),刺激T 细胞的增殖。

MHC 是绝大多数细胞表面上都存在的一种分子,叫做主要组织相容复合体,它们就像细胞的“身份证”一样,向T 细胞展示细胞内部的蛋白质片段,这个机制叫做抗原提呈。

大多数细胞表面上存在的是MHC I 型分子,主要提呈内源性抗原,也就是将细胞内部合成的蛋白质片段透过MHC 展现在细胞外侧,供细胞毒性T 细胞(CTL )辨识。肿瘤细胞是基因突变的结果,肿瘤细胞的MHC I 所提呈出的蛋白质片段也是不正常的,因此CTL 的TCR 与MHC I 结合,借此识别出肿瘤细胞,并对其直接杀伤。

MHC II型分子只存在于抗原提呈细胞表面(APCs),所谓抗原提呈细胞主要是指巨噬细胞、树突状细胞(DC 细胞)以及活化的B细胞,它们的特点是提呈效率非常高,而且提呈的是外源性抗原。比如巨噬细胞可以吞噬凋亡的肿瘤细胞,消化过后将肿瘤细胞的蛋白质片段通过MHC II提呈到细胞表面,供辅助性T细胞(Th)辨识。Th的TCR与MHC II结合,让Th细胞了解到周围环境中存在肿瘤细胞,进而通过细胞因子的释放,召集并诱导其他免疫细胞增殖,调节整个免疫应答。

TCR的主要功能是识别结合MHC分子提呈的抗原,同时TCR与CD3分子结合进行信号转导。CD3是一种跨膜蛋白,包含5种亚单位序列γ、ε、δ、η、ξ链,其中ξ链是受体激活的蛋白酪氨酸激酶底物,当TCR-MHC 第一信号和共刺激信号同时存在时,ξ链很快发生酪氨酸磷酸化,激活细胞内AKT信号传导途径,使细胞骨架蛋白改变以及核内转录因子活化,引起T细胞的激活并增殖,形成一群杀伤力强大的克隆群。

因此,MHC抗原提呈机制和共刺激机制对于T细胞的激活和增殖来说缺一不可。

图表 3 T细胞激活机制:MHC抗原提呈(信号1)+共刺激(信号2)

资料来源:华创证券

3、肿瘤细胞逃逸的机制之一:下调MHC分子表达

MHC抗原提呈机制和共刺激机制确保了杀伤力强大的T细胞进行特异性识别,不造成误伤,但同时也让肿瘤细胞趁机形成了一种逃逸机制。肿瘤细胞在不断的发生发展中,逐渐适应体内的免疫环境,下调MHC分子的表达,甚至不再表达MHC。这将导致T细胞不能通过检查“身份证”来识别它们,造成肿瘤细胞逃过免疫系统的监控,向恶性肿瘤演化。

(二)CAR-T技术的基本原理

1、越过MHC抗原提呈+“一键激活”

CAR-T,又名嵌合抗原受体T细胞。治疗流程是从人外周血中分离出T细胞,在体外进行基因修饰,增强其肿瘤细胞识别能力,扩增培养到一定数量后,回输患者体内。其中,在体外进行的基因修饰环节是CAR-T的核心。

将设计好的CAR基因转入T细胞的基因组中,T细胞就可以表达相应的CAR结构(嵌合抗原受体)。CAR结构将使T细胞越过MHC提呈机制直接识别肿瘤细胞,同时获得共刺激信号,被“一键激活”。

图表 4 CAR-T技术基本流程

资料来源:华创证券

具体来说,CAR结构是将抗体中可以直接识别肿瘤抗原的可变单链区域scFv(抗原受体)、共刺激信号(CD28)都“嵌合”到T细胞的激活信号通路CD3ξ链上。

图表 5 CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)“一键激活”原理示意图

资料来源:华创证券

利用抗原-抗体机制,CAR-T细胞可以直接识别肿瘤细胞表面的抗原,相当于采用“人脸识别系统”来替代“检查身份证”的MHC抗原提呈机制。这样,肿瘤细胞就不能通过下调MHC来逃避CAR-T细胞的追杀了。

同时CAR结构中形成了“识别-共刺激-激活”的信号转导通路,所以当抗体部分识别了肿瘤细胞表面的抗原时,T细胞同时获得“信号1”又有“信号2”,可以被“一键激活”了。

图表 6 CAR-T细胞利用抗原抗体机制直接识别肿瘤抗原(非MHC限制性)

资料来源:华创证券

2、CAR-T技术的三大优势

非MHC限制性:这是CAR-T细胞的最大优势,通过抗原抗体结合机制特异性识别肿瘤抗原,避免了肿瘤细胞通过MHC下调的逃逸机制;

可识别的抗原种类多:MHC只能提呈蛋白质片段(多肽),而CAR的抗原抗体机制可以识别细胞表面的蛋白质、多糖、以及脂类蛋白,应用较为广泛。

体内继续增殖“活的药物”:CAR-T细胞回输到患者体内后将有效识别肿瘤细胞,被激活并继续增殖,形成持续的杀伤力,而且还将通过释放细胞因子等方式召集数量更多、种类更全的免疫细胞来协同作战。这些性质使得CAR-T疗法与传统的药物、单抗以及小分子靶向药物等血药浓度会随时间下降的治疗方式比起来,具有更大的优势。可以说CAR-T是一种是利用人体自身免疫细胞而制成的“活的药物”。

(三)CAR-T研发的技术壁垒

CAR-T技术是靶向某一种抗原,而不是针对单一肿瘤疾病,因此靶点的选择是CAR-T有效性和安全性的基础。

选定某一靶点后,需要针对抗原靶点进行抗体筛选,从而获得高亲和力和高特异性的scFv,并对其进行cDNA 序列测定。获得了CAR结构中核心的scFv序列后,还需要构建合适的CAR并对其进行优化。最后将CAR基因组通过适当的载体转染T细胞,使T细胞表面稳定表达CAR。在进行临床试验前,还需要对CAR-T细胞进行一系列的体内外验证。

我们认为,CAR-T研发的技术壁垒主要体现在四个方面:靶点的选择、抗体的筛选、CAR结构的优化、基因的转染。

图表

7 CAR-T研发环节示意图

https://www.doczj.com/doc/654709648.html,网站是全球最大的临床试验注册网站,由美国国家卫生研究院和美国国立医学图书馆共同开通运营,全球范围内的临床试验都可以在这个网站进行注册。临床试验注册需要提供治疗的疾病、申请者、开发时期、样本量、研究设计等信息,并定期更新试验现状。一般来说,如果是在美国境内开展的临床试验,FDA 会要求在上面登记,而如果是在美国境外(比如中国)开展的临床试验,作为一种行业行为,就需要试验方主动申请披露一些相关信息,一来可以招募到更多的患者,二来也可以增加临床试验的公信力。

下面我们会用到一些从https://www.doczj.com/doc/654709648.html,上统计的数据来展现CAR-T的研发现状。

1、靶点选择是CAR-T有效性和安全性的基础

抗原靶点是CAR结构设计中的关键,是CAR-T细胞识别、杀伤不同种类肿瘤细胞的基础。

肿瘤特异性抗原:特异性地在肿瘤细胞表面表达,在正常组织中无表达,这是最理想的抗原。靶点抗原的特异性越高,CAR-T细胞就越专一的针对特定的肿瘤细胞,对正常细胞不作用,从而使不良反应降低甚至没有。这种理想的抗原并不多,目前受到关注的有表皮生长因子受体EFGRvIII和前列腺特异性膜抗原PSMA等。

肿瘤相关抗原:在肿瘤细胞表面过度表达,在正常组织中低表达,目前大部分应用的肿瘤抗原靶点都是这种。

肿瘤相关抗原可分为几种不同类型:免疫细胞的抗原通常与其抗原分化簇(CD)分型有关,包括CD19、CD20、

CD22、CD30、CD33等;参与生长和分化信号的抗原,包括CEA、表皮生长因子受体(EGFR、HER2)、EPHA2等;参与肿瘤血管生成的抗原,包括血管内皮生长因子(VEGF)、VEGF受体(VEGFR)等;肿瘤支撑结构的肿瘤间质和细胞外基质抗原,包括纤维细胞激活蛋白(FAP)、tenascin蛋白等。

资料来源:公开资料,华创证券

图表 9 美国CAR-T 研发靶点选择分布 图表 10 中国CAR-T 研发靶点选择分布

资料来源:https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

资料来源:https://www.doczj.com/doc/654709648.html, ,华创证券

从研发进展来看,应用于临床最成功的案例是以CD19为靶点构建的CAR-T ,我们认为这有两方面的原因:

1.CD19抗原虽然是肿瘤相关抗原,但是它只在正常的B 细胞和肿瘤B 细胞上表达,以CD19为靶点的CAR-T 会杀伤所有B 细胞,但不会影响其他正常组织,当B 细胞都被杀死之后,造血干细胞可以补充新的正常B 细胞,由此治愈B 细胞引起的淋巴细胞白血病和淋巴瘤(非霍奇金淋巴瘤);

2.回输的CAR-T 细胞自然归巢于血液器官,如血液、骨髓和淋巴结等,CAR-T 与B 细胞接触充分,有效作用杀伤。

虽然目前来看CD19靶点的CAR-T 细胞治疗效果很好,但是其适应症也局限在B 细胞相关的血液肿瘤中,比如B 系淋巴细胞白血病(急性、慢性)以及非霍奇金淋巴瘤(弥漫性大B 细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、套细胞淋巴瘤等)。而CD20、CD22、CD30、CD33、CD123等靶点的开发则逐渐把CAR-T 拓展到更广泛的血液肿瘤的治疗上。 图表 11 白血病分类

图表 12 淋巴瘤分类

资料来源:华创证券

资料来源:华创证券

实体瘤靶点的研发较为困难,主要是因为:1. 目前几乎所有的靶点都是肿瘤相关抗原,CAR-T 细胞在杀伤肿瘤细胞时容易误伤正常组织,发生“脱靶毒性”;2.实体瘤是一群异质性肿瘤细胞,不同突变肿瘤细胞上的靶点不一样,单一种类的CAR-T 很难杀光全部肿瘤细胞;3.实体肿瘤就像独立的器官一样,拥有自己的血管、淋巴管、结缔组织等,周围的温度、pH 、渗透压、细胞因子等微环境都与正常组织不一样,正常的免疫细胞以及CAR-T 等都可能会被肿瘤微环境所抑制,不能发挥免疫反应。

2014年中国肿瘤登记年报数据显示,我国发病率最高的前10种癌症占据全部癌症的比例高达77%,以肺癌、乳腺癌、胃癌等实体瘤为主。2013年美国癌症年报数据也显示,每年新增癌症病例中仅有不到5%的比例是血液肿瘤。因此,CAR-T 实体瘤靶点的研发空间还非常巨大,任重道远。 图表 13 我国发病率最高的前10种癌症均为实体瘤(1/10万人)

资料来源:2014年中国肿瘤登记年报,华创证券

2、抗体scFv的筛选是CAR-T的核心技术

在上文CAR-T原理中提到,CAR是以抗体的scFv(单链可变区)识别肿瘤抗原的。因此,与单抗的研发路径类似,CAR-T的研发也需要获取和筛选单抗。杂交瘤技术是获取单抗的基础,该技术首先从被抗原免疫过的动物(如小鼠、羊驼等)中分离出分泌抗体的浆细胞,再将浆细胞与可以不断繁殖的骨髓瘤细胞融合,获得相应的杂交瘤细胞(既可以不断繁殖也具有分泌抗体的能力),挑选亚克隆数次后,最后获得相应的分泌单抗的杂交瘤细胞。筛选出亲和力高的单抗后,可将相应的杂交瘤细胞冻存传代形成稳定的细胞株,用于CAR结构中scFv序列的构建。

来源于鼠源杂交瘤的scFv含有非人源序列,如果直接用在CAR结构中,容易在临床上引起HAMA反应(人抗鼠抗体效应),造成CAR-T在人体内存留的时间短,治疗效果欠佳。针对这种情况,可以将鼠源和人源的抗体序列对比,找出与鼠源最相近的人源抗体,替换鼠源的。scFv由重链、轻链以及之间的linker连接而成,所以将不同的重链和轻链随机组合,可以建成人源化的scFv组合抗体文库,再通过表达量、稳定性、与抗原的亲和力等指标进行筛选。如果收集携带特定肿瘤抗原的患者外周血B淋巴细胞(比如30-100例),通过提取其中的mRNA并反转录获得cDNA,也可以作为全人源抗体库的素材。

图表14 人源化scFv组合抗体文库构建示意图

资料来源:爱康得网站,华创证券

高通量筛选主要通过噬菌体展示技术。简单来说,噬菌体展示技术是将外源的抗体基因与噬菌体衣壳蛋白基因融合,以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面。这个技术最大优点是直接将表达出来的抗体与其基因型联系在一起,再利用抗原-抗体的特异性结合,将感兴趣的抗体挑选出来。通过噬菌体技术,可高效的获得scFv人源化片段,摆脱对鼠源杂交瘤的依赖性,提高CAR-T的安全性和有效性。

scFv序列是CAR-T研发中的核心技术,从我们调研了解到的信息来看,筛选一个合适的scFv序列时间成本和费用成本都不低,鼠源性的成本在几十万元,人源化的则需要上百万元。目前很多科研机构使用的序列是从文献上获取的,原则上只能用于科研。所以如果是要做创新型CAR-T,进行商业化,则需要科研机构或企业自主研发筛选。

图表15 噬菌体展示技术示意图

资料来源:《浅谈抗体领域的研究成果》,华创证券

3、结构优化提高CAR-T的治疗效果

获得合适的scFv序列后,下一步要进行的就是整个CAR结构的设计,包括优化共刺激信号、链接段等,这直接关系到能否有效的将信号向胞内进行传递,激活T细胞。

从1989年第一个CAR结构被设计出来,至今已发展了二十多年:

第一代CAR结构没有共刺激信号,导致回输后的T细胞扩增有限,细胞分子分泌水平低下;

第二、三代CAR在嵌合受体上增加了一个或多个共刺激分子,提高了T细胞的增殖活性,延长了T细胞在体内的存活时间,这也是目前临床上使用的最多的结构;

第四代CAR是在第二代的基础上,共表达细胞因子来提高CAR-T的治疗效果。比如共表达IL-12(白细胞介素-12),这是一种多功能的免疫细胞因子,在体内一般由巨噬细胞或树突状细胞(DC)产生,具有促进T细胞增殖、激活和召集NK细胞的作用。患者直接注射IL-12可能会引起严重的炎症副反应,而由CAR-T细胞在病灶局部同时释放IL-12可逆转被耗竭的T细胞,或将克服实体肿瘤微环境对CAR-T细胞的抑制。

图表16 四代CAR结构示意图

资料来源:华创证券

在共刺激信号的选择上,并没有哪一种显示出更大的优势。https://www.doczj.com/doc/654709648.html,上披露的26种CAR结构中16种采用了CD28共刺激信号,10种采用了4-1BB(CD137)共刺激信号。CAR-T技术研发创新型企业Bellicum 还独家采用了MyD88和CD40这种共刺激信号,据称能够更高效地激活T细胞。

图表17 共刺激信号的选择

资料来源:https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

另外,还需要根据不同的靶点对scFv片段与胞内区之间的链接段进行优化。比如有些靶点是糖基化蛋白,突变造成肿瘤细胞的糖基化缺失,暴露出的靶点多肽通常隐藏在糖基化蛋白内部,这时就需要优化CAR的链接段长度,使scFv能够探入蛋白立体构型深处,与靶点结合。

4、转染载体影响CAR-T制备稳定性和制备成本

为实现CAR在T细胞上的表达,需要通过载体将CAR基因导入T细胞。理想的载体应该具有较高的基因转染效率,稳定性好,不引起机体免疫反应等特点。

目前技术较为成熟、应用比较广泛的载体包括逆转录病毒、慢病毒以及DNA转座子。逆转录病毒是一种RNA 病毒,只能转染分裂期细胞,目的基因可以长期表达,技术上较为容易,已具有20多年的临床安全性研究历史。

慢病毒是以HIV病毒为基础发展起来的载体,对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力,转染效率高,但有潜在的遗传毒性风险。DNA转座子载体尚未有临床安全性和遗传毒性方面的研究,但其转基因表达水平高、制备成本低。https://www.doczj.com/doc/654709648.html,上披露了28种CAR结构,其中15种采用了逆转录病毒载体,11种采用了慢病毒载体,2种采用了DNA转座子载体。

图表18 载体的选择

资料来源:https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

资料来源:公开资料,华创证券

转染率是载体选择的重要参考因素。转染率的提高会有效降低CAR-T的制备成本。转染效率高的话,在扩增前CAR-T细胞基数大,需要扩增的时间短,降低培养费用。另外,CAR-T细胞的蛋白表达量多,扩增速度比未转染成功的T细胞慢,与其一起培养时一段时间后,所占比例会降低。如果转染效率高,最后回输前的比例就会高些,治疗效果好。

(四)CAR-T研发公司技术梳理及临床进展

美国是CAR-T技术的发源地,也是目前CAR-T临床进展最快,创新研发企业最多的国家。我们希望通过梳理这些研发企业来展现CAR-T最前沿的技术发展。

1、最早进入CAR-T研发领域的生物医药巨头——诺华

诺华是全球CAR-T技术研发进展最快的公司,早在2012年就携手CAR-T诞生地宾大共同研发。在2015年12月的ASH上,诺华展示了其CTL019的II期临床数据,显示弥漫性大B细胞淋巴瘤和滤泡性淋巴瘤的总体应答率分别为47%(7/15)和73%(8/11),难治性或复发性急性淋巴细胞白血病的完全缓解率高达93%(55/59)。

同时诺华的CTL019细胞产品制备也已达到商业化级别,将支持该产品的全球临床试验,首次把试验地区由美国拓展到欧盟、加拿大和澳大利亚。这意味着诺华已经在CAR-T的商业化进程上领先了一大步。业内预计CTL019的第一个适应症急性淋巴细胞白血病将于2016年内获批,2017年还将获批慢性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤等两个适应症。

目前诺华已上临床的产品包括以CD19为靶点的CTL019、huCART19、以meso为靶点的MesoCART,以及临床前的huEGFRvIII,采用的共刺激信号为4-1BB,基因转染主要采用慢病毒载体。

HuCART19是诺华推出的针对已经采用过细胞治疗后又复发的病人,靶点虽然还是CD19,但是从披露的细节来看,这个产品采用的是人源化抗体,也就是说抗体的序列和CLT019应该是不一样的。上文中提到过,人源

化的抗体可以降低临床上的HAMA反应,使得CAR-T在患者体内作用的时间更长,效果更好。

MesoCART是诺华针对实体瘤推出的第一个产品,靶点间皮素是一种细胞表面的糖蛋白,表达于正常胸膜、心包和腹膜的间皮细胞上,高表达于多种肿瘤组织,比如胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌、子宫内膜癌等。在2015年4月的AACR年会上,诺华公布了一期临床试验初步结果:最先使用这个药物的6个病人没有应答,但4例在用药4周后稳定病情。这个结果多少有些让人失望,也可看到针对实体瘤CAR-T的研发还有很长的路要走。

图表20 诺华CAR-T研发条线梳理

资料来源:公司网站,https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

2、CAR-T研发的先锋——Juno Therapeutics

Juno是一家位于美国西雅图的新型细胞免疫治疗技术的创新型企业,拥有CAR-T以及TCR-T两大技术平台,2014年12月成功登陆纳斯达克,IPO募资高达1.91亿美元,是2014年生物圈最大的IPO。

JUNO有三款以CD19为靶点的产品,JCAR015、JCAR017、JCAR014,目前都处于I/II期临床试验中,从实验结果中可以看到,对急淋的效果比慢淋和淋巴瘤的效果要好,这与诺华的试验结果相似。

此外JUNO 还有处于临床I期的以CD22为靶点的JCAR018、以CD171为靶点的JCAR23;处于临床前的以MUC-16为靶点、共表达IL-12的第四代CAR-T、以ROR-1为靶点的CAR-T等产品管线。Juno采用的共刺激信号为CD28或4-1BB,CAR基因转染应用慢病毒载体。

值得注意的是JUNO研发的第四代结构可以在CAR-T被激活的同时释放白介素-12。IL-12是一种多功能的免疫细胞因子,在体内一般由巨噬细胞或树突状细胞(DC)产生,具有促进T细胞增殖、激活和召集NK细胞的作用。患者直接注射IL-12可能会引起严重的炎症副反应,而由CAR-T细胞在病灶局部同时释放IL-12可逆转被耗竭的T细胞,或将克服实体肿瘤微环境对免疫细胞的抑制。

资料来源:公司网站,https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

3、CAR-T研发新贵——Kite Pharma

Kite也是一家细胞免疫治疗技术的创新型企业,同时拥有CAR-T以及TCR-T两大技术平台,2014年7月以

1.28亿美元IPO登录纳斯达克。

Kite的CAR-T项目主要包括处于临床期的以CD19为靶点治疗B系淋巴细胞白血病和淋巴瘤的KTE-C19,以EGFRvIII为靶点治疗成胶质细胞瘤的。Kite没有详细披露其CAR-T的具体结构,基因转染方式为慢病毒。

与诺华和Juno相比,Kite的产品条线较少,披露的信息不多,临床试验进展也较为有限。2015年1月,Kite 宣布与生物制药巨头安进展开合作,利用自身的免疫肿瘤技术来探寻安进拥有的多个癌症靶点。

资料来源:公司网站,https://www.doczj.com/doc/654709648.html,,华创证券

4、异体CAR-T第一家——Cellectis

Cellectis本质上是一家先进的基因编辑公司,这家法国的生物医药公司拥有15年的研发经验,他们研发的新一代的异体CAR-T(UCART)技术主要基于TALENs基因编辑技术。基因编辑可以在基因组的精确位置实现单一基因或多个基因的插入、删除、置换。异体CAR-T的T细胞来自健康捐献者而不是病人自身,直接输入病人体内会造成免疫排斥。通过基因编辑技术,可以使外源的CAR-T不攻击患者的正常细胞,同时也使患者自身的免疫系统不攻击回输的异体CAR-T。

图表23 异体CAR-T制备流程图

资料来源: Cellectis网站,华创证券

异体CAR-T可以像真正的药品一样在不同批次之间进行标准化,用于治疗拥有同一种癌症靶点的任何病人。

2015年11月,Cellectis在GMP条件下,完成了UCAR-T细胞的3个生产批,预计在2016年开展临床I期

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