基于细胞的治疗方案是目前医药研发的前沿领域,有望通过其独特的作用机制攻克一系列顽固疾病,拯救无数患者。近年来,细胞疗法在临床部署和制药市场的扩张中都经历了爆炸式增长,尤其是年诺华的替沙仑赛(tisagenlecleucel)和凯特制药的阿基仑赛(axicabtageneciloleucel)相继获批用于急性淋巴细胞白血病(ALL)和大B细胞淋巴瘤(LBCL)的治疗,更是得到了广泛的认可。
除此之外,近期大获成功的细胞疗法还包括使用患者来源的角膜缘干细胞修复受损的角膜上皮细胞,以及克罗恩病的干细胞治疗。当然,这些突破建立在数十年的基础研究之上,它们的成功以及其他前沿疗法的成功激发了许多跨学科领域的研究兴趣。
然而,尽管近年来细胞疗法取得了显著的临床和商业成功,但它的商业化和广泛转化仍然面临着许多限制,包括如何确定合适的细胞来源,产生足够可行、有效和安全的产品,以满足患者和疾病的需求。
近日,美国德克萨斯州休斯顿莱斯大学生物工程系的CalebJ.Bashor教授,在NatureReviewsDrugDiscovery杂志上发表了一篇综述,系统总结了目前细胞疗法的进展与挑战,以及包括基因组和表观基因组编辑、合成生物学和生物材料在内的下一代可以解决细胞疗法障碍的生物工程方法。
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细胞疗法的临床进展与挑战
细胞疗法是近年来医药研发中发展非常迅速的一个领域,而人们之所以对细胞疗法具有非常大的热情,主要是因为相比于其他化学或生物疗法,细胞疗法具有更具潜力的额疗效和安全性。
例如,生物制剂(包括重组蛋白和其他细胞衍生的生物分子)尽管可以利用大分子的识别能力来实现高度的靶标特异性,但它们容易产生不利的药代动力学(PK)和药效学(PD)特性,从而限制其安全性和功效。同样地,基因治疗也面临着包括转基因表达定位以及适应性免疫反应在内的一系列安全问题。
尽管细胞疗法与基因疗法有许多相同的转化障碍,包括潜在致瘤性的安全性担忧和高制造成本,但细胞疗法有独特的内在特征,更具发展潜力。例如,细胞可以在特定组织或器官中自然迁移、定位甚至增殖。因此,细胞疗法在生物分布和靶向递送方面具有先天的优势,不仅优于生物制剂,也优于基因疗法。
人类细胞疗法于年代首次以骨髓移植的形式出现,用于血液肿瘤的治疗。这些治疗作为安全有效的护理标准的成功已成为细胞治疗疾病潜力的长期证据,并为近几十年使用脐带血来源的造血干细胞和造血祖细胞治疗获得监管部门批准铺平了道路。这些产品在临床上得到广泛应用,包括迄今为止FDA批准的多种细胞疗法。
然而,尽管在开发用于治疗其他疾病的细胞疗法取得了同步进展,但这些疗法的商业转化遇到了巨大的障碍。直到FDA批准CAR-T疗法前后近10年的过程中,其他细胞疗法的商业化进展才显著加快。在此期间,用于难治性多发性骨髓瘤的CAR-T产品以及用于ALL和LBCL的其他产品已经进入市场,并且颇具前景的自然杀伤(NK)细胞的疗法也有了临床进展,且很可能获得监管部门批准。
图:细胞疗法的流程(来源:NatureReviewsDrugDiscovery)
除了癌症治疗,近年来,细胞疗法在几个新兴领域也取得了临床成功,包括自身免疫性疾病、中枢神经系统(CNS)和神经退行性疾病、心血管疾病以及各种孤儿病。
其中一些疗法是使用间充质干细胞(MSC)开发的,它们具有良好的免疫调节和抗炎特性,作为细胞治疗产品的潜在来源受到了长期