細胞治療定義與分類

（一）定義

細胞治療主要分為免疫細胞治療和干細胞治療，采用生物工程的方法獲取具有特定功能的人自體或異體來源的細胞，并通過體外分離、純化、培養、擴增、活化、細胞(系)的建立、凍存復蘇等處理后，使這些細胞具有增強免疫、殺死病原體和腫瘤細胞等功能，輸入(或植入)人體治療某種疾病。

（二）分類

免疫細胞治療，是指在體外對某些類型的免疫細胞如T細胞、NK細胞、B細胞、DC細胞等進行針對性的處理后再回輸人體內，使其表現出殺傷腫瘤細胞，清除病毒等功能。免疫細胞療法，是在體外擴增、活化自體或異體免疫細胞如淋巴因子激活的殺傷細胞(LAK細胞)、腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL細胞)、基因工程改造免疫細胞(CAR-T細胞、TCR-T細胞、CAR-NK細胞和CAR-M細胞)等，再輸入患者機體，增強免疫應答，直接或間接殺傷腫瘤細胞的過繼性細胞療法。

干細胞療法，是把健康干細胞移植到患者體內，從而修復病變細胞或再建正常的細胞或組織。臨床上較常使用的干細胞主要有間充質干細胞、造血干細胞、神經干細胞、皮膚干細胞、胰島干細胞、脂肪干細胞等，具有多向分化、免疫調節以及分泌細胞因子等功能。

圖|細胞治療過程示例

根據細胞來源可分為自體和異體細胞治療。自體細胞治療是指從患者自身外周血中分離免疫細胞或干細胞等再經過體外激活、擴增后回輸入患者體內，修復正常細胞或直接殺死腫瘤細胞或者病毒感染細胞，調節和增強機體免疫功能。

異體細胞治療的細胞來源于健康人體，當部分患者存在自身細胞活性不足、治療效果不佳時，異體健康細胞可以彌補這一缺陷，但存在移植物抗宿主病(GVHD)、治療效果有待驗證和持久性等問題。

細胞治療在腫瘤治療領域的應用

細胞治療在腫瘤治療領域的應用主要為嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)療法。CAR-T療法成為治療癌癥的新選擇，獨特的作用機制比傳統藥物有望帶來更加優異以及長期的療效。

利用慢病毒(LV)等作為遞送載體，將治療用基因序列轉移到T細胞基因組，使得病人的T細胞能特異性識別并結合腫瘤細胞，嵌合抗原受體T細胞通過體表嵌合抗原受體來靶向捕捉癌細胞體表的抗原，結合成功后，CAR-T細胞釋放穿孔素等細胞因子對癌細胞進行靶向摧毀。該療法可形成記憶T細胞，為病人提供抗腫瘤的長效機制，有效延長生存率，甚至可能達到治愈的效果。

CAR-T療法對難治性和復發性晚期血液瘤高靶向性并有效，可以長時間發揮效應，治療完成后無需服藥?；蚬こ谈脑旌蟮募毎麕в懈弑磉_腫瘤相關或特異性抗原，在體外刺激擴增后進入患者體內，可以主動遷移到靶組織或靶細胞內發揮作用，擴大免疫應答。

細胞在體內可持久存活，腫瘤復發時立刻識別并攻擊癌細胞?，F有CAR-T療法在B細胞惡性血液瘤中的mOS可長達兩年以上。首例接受治療的患者隨訪研究表明，治療后超過十年沒有檢測到白血病，體內仍可檢測到當年輸入的CAR-T細胞存在。

細胞治療與傳統小分子或抗體藥物需要每月甚至每周每天服藥不同，CAR-T療法雖然早期療程復雜需要耗時1-2個月，但僅需單次細胞回輸完成治療。相比治療早線血液瘤常用的干細胞移植，CAR-T治療后也無需長期服用免疫抑制療法。

以急性淋巴細胞白血病(ALL)為例，2017年FDA批準了諾華研發的藥物Kymriah，成為全球首個獲批的CAR-T產品，用于治療難治或復發性B細胞前體急性淋巴細胞白血病，為化療無效或復發的患者提供了新的治療選擇。

ALL是一種起源于T系淋巴祖細胞的惡性腫瘤性疾病，原始細胞在骨髓異常增生聚集并抑制正常造血，導致貧血、血小板減少和中性粒細胞減少。原始細胞也可侵及髓外組織，引起相應病變?；熆裳杆?、最大限度殺傷白血病細胞，恢復骨髓正常造血功能，聯合化療方案是治療ALL的主要方法之一，但仍有少部分化療無效或化療后復發患者，而對于復發難治性ALL患者缺乏治療手段。

細胞治療獨特的作用機制可增強靶向性。細胞治療能感知復雜的人體內環境，只在特定的環境中激活，以發揮相應功能，這意味著可以更大程度上限制藥物的毒副作用。

例如TIL療法治療腫瘤，在腫瘤組織內浸潤了大量T細胞，這些細胞中存在部分針對腫瘤特異性抗原的T細胞，是能夠深入腫瘤組織內部殺傷腫瘤的免疫細胞，TIL療法將腫瘤組織中的T細胞分離出，在體外進行刺激擴增后回輸到患者體內，從而擴大免疫應答，以治療原發或繼發腫瘤。

基因編輯技術在細胞治療中廣泛應用

細胞治療通常在體外對細胞進行改造激活并擴增，又可分為非基因編輯和基因編輯兩種方式，前者直接用人體自身細胞如干細胞進行分化以修復或重建正常細胞，后者在治療前對人體細胞進行基因修飾或編輯，修飾后的細胞具有靶向性?；蚓庉嫾夹g增強細胞治療的靶向能力，經歷了三代發展，從重組核酸酶介導的技術向以RNA引導的基因編輯技術發展，靶向修飾效率不斷提高。

Zinc finger nucleases(ZFNs,鋅指核酸酶)技術是第一代基因組編輯技術，由天然DNA轉錄因子衍生而來，功能實現基于特異性識別DNA的鋅指蛋白(ZFP)和Fok I內切酶的核酸酶結構域組成。每個鋅指蛋白可識別3個堿基序列，可通過鋅指蛋白的排列組合進行不同靶向指定編輯。通常使用的鋅指蛋白高通量篩選手段是噬菌體展示。

從2001年開始，ZFN開始被陸續用于不同物種的基因編輯。但由于技術研發成本較高、專利壟斷嚴重，造成技術平臺發展緩慢，導致應用和普及的滯后。在第二第三代基因編輯技術開發出來之后，鋅指蛋白的研究和臨床使用頻率大為減少。

Transcription activator like effector nucleases(TALENs,轉錄激活因子效應物)是與ZFNs結構類似但更加靈活和高效的第二代靶向編輯技術，核心蛋白由AvrBs3蛋白衍生而來。

TALENs使用兩個氨基酸組合來識別單個堿基序列，大大減少了ZFNs容易脫靶的問題，而常被細胞治療平臺用于體外細胞堿基的編輯，特別是在CAR-T細胞治療平臺開發中，但高昂的研發費用限制了該技術的大規模應用。

CRISPR/Cas技術是基于原核生物抵御外來病毒及質粒DNA的一種適應性免疫系統開發而來的第三代基因編輯技術。通過人工設計的sgRNA(guide RNA)來識別目的基因組序列，并引導Cas蛋白酶進行有效切割DNA雙鏈，最終達到對基因組DNA進行修飾，其中Cas9蛋白和Cpf1蛋白是最為常用的蛋白酶。

作為當今最為廣泛使用的基因編輯技術，CRISPR/Cas平臺有著ZFNs和TALENs無法匹敵的低價格、高靈活性、多靶向等優勢，促進了從科研到臨床的快速轉化。CRISPR/Cas技術廣泛應用于體外分子診斷、基因標記、單堿基編輯等領域，以Crispr Therapeutics和Editas Medicine為代表的一大批新型醫藥公司正在傳染病、罕見病及腫瘤等領域進行大量基于此技術的臨床試驗。

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