NK細胞作為一類無需抗原預先致敏即可非特異性殺傷腫瘤細胞的先天淋巴細胞,不會引起移植物抗宿主病,也不會誘發(fā)細胞因子風暴,不易產(chǎn)生長期毒性。這一生物學特性決定了NK細胞治療具有較高的安全性,這也預示著NK細胞具有成為通用即用型藥物的潛力。 雖然近幾年全球范圍內(nèi)布局NK細胞療法的企業(yè)如雨后春筍般涌出,大量關于NK細胞的研究也在火熱的進行著,但是NK細胞療法多數(shù)仍處于臨床前及臨床研究階段,海外大部分候選產(chǎn)品處于臨床前研究階段,邁進臨床Ⅰ期的更是寥寥無幾,國內(nèi)目前也基本都處于臨床早期階段。 截止2023年5月8日全球NK療法試驗開展地圖 (數(shù)據(jù)來源:Clinicaltrials.gov) 關于NK細胞的研究如此之多,但是目前的進展似乎并不順利,仍處在一個比較初級的階段,為什么會出現(xiàn)如此強烈的割裂感呢?那就不得不提NK細胞療法很關鍵的一步,需要產(chǎn)生數(shù)量足夠能夠識別并殺傷腫瘤的免疫細胞,而目前現(xiàn)有的培養(yǎng)方法似乎并不能夠滿足這一基本要求。 一、NK細胞培養(yǎng)的難點 在NK細胞療法中,NK細胞的培養(yǎng)是至關重要的一環(huán),下面將從以下幾個方面介紹NK細胞培養(yǎng)的難點: 1、難以獲得足夠數(shù)量和高活性的NK細胞 NK細胞在人體內(nèi)的數(shù)量很少,且分布范圍廣,因此在體外培養(yǎng)NK細胞需要耗費大量的時間和成本。此外,由于NK細胞自身的特性,如敏感性、穩(wěn)定性等,使得其在體外培養(yǎng)過程中很容易失活或凋亡,因此獲得足夠數(shù)量和高活性的NK細胞是一個難點。 2、難以確保NK細胞的純度 在NK細胞培養(yǎng)過程中,可能會存在其他細胞類型的干擾,如T細胞、B細胞等,從而影響NK細胞的純度和活性。因此,在培養(yǎng)NK細胞時,需要采取一系列有效措施,如細胞分選、培養(yǎng)基選擇、生長因子添加等,以確保NK細胞的純度和活性。 3、難以控制NK細胞的增殖和分化 NK細胞的增殖和分化是在體外培養(yǎng)中最難控制的環(huán)節(jié)之一。一方面,過度增殖會導致細胞凋亡或分化成其他類型的細胞,影響細胞的純度和活性;另一方面,過度分化會導致細胞功能的喪失,影響其應用效果。因此,在培養(yǎng)NK細胞時需要通過合理的培養(yǎng)條件和生長因子的添加來控制細胞的增殖和分化。 4、難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn) 目前NK細胞療法還處于起步階段,其在臨床上的應用仍面臨許多挑戰(zhàn),其中包括實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的難題。在當前的技術(shù)水平下,生產(chǎn)高質(zhì)量的NK細胞需要大量的人力、物力和財力,因此如何實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)是一個重要的難點。 二、NK細胞培養(yǎng)現(xiàn)狀 NK細胞療法在治療惡性腫瘤的效果上如此出眾,之所以沒有被廣泛應用起來,和現(xiàn)有培養(yǎng)方法的局限性有脫不開的關系。NK細胞體外培養(yǎng)擴增困難,不論是什么來源的NK細胞,外周血、臍帶血或者是干細胞來源,擴增都是目前一個比較大的瓶頸。 當下常用的NK細胞體外擴增方法,主要有以下4種方式: 1、滋養(yǎng)層體系 一般通過K562細胞或經(jīng)基因改造的K562細胞誘導擴增NK細胞,這種方法的優(yōu)點在于細胞擴增活率高、速度快,容易獲得高表型的CD56+ NK細胞,純度高,殺傷性強。但是引入的滋養(yǎng)層細胞為腫瘤細胞,其潛在安全風險難以完全消除,這也會導致這種方式培養(yǎng)的NK細胞產(chǎn)品在藥物申報方面獲批的難度更大。此外,正常的細胞和腫瘤細胞共培養(yǎng),將這樣的細胞用于治療回輸體內(nèi),有很大的倫理風險,患者心理難以接受。 2、外周血或臍帶血PBMC誘導 通過細胞因子誘導PBMC分化成NK細胞,這種方法使用的原本都是體內(nèi)就有的因子,相當于模擬了體內(nèi)環(huán)境,安全性更高。但是受限于血液樣本初始NK比例的不穩(wěn)定,培養(yǎng)的最終結(jié)果可能偏差較大,生產(chǎn)效率比較低,而且培養(yǎng)過程中需消耗大量細胞因子,成本較高。此外,市面上的純因子培養(yǎng)工藝水平參差不齊,這就導致細胞的純度可能不夠,存在脫靶效應,殺傷效果偏弱。 雖然純因子的培養(yǎng)方法存在諸多問題,但是其安全性足夠高,這就使得NK產(chǎn)品申報的獲批難度有所降低。因此,純因子培養(yǎng)法成為了當下主流的NK細胞培養(yǎng)方式。而且隨著無血清產(chǎn)品的面世、NK細胞培養(yǎng)試劑的迭代升級,越來越多的企業(yè)選擇純因子培養(yǎng)法,這也會進一步促進上游企業(yè)研發(fā)性能更出色的產(chǎn)品反饋下游應用,從而形成一個良好的正向循環(huán)。 3、NK-92細胞系 NK92細胞是一種無限增殖的細胞系,具有高效的細胞毒性和穩(wěn)定的免疫特性。NK92細胞更容易獲取和擴增,容易培養(yǎng),但是NK92的缺點也很明顯,它對IL-2過于依賴,對人的身體負擔很大,而且缺乏CD16的表達,殺傷能力較差,在使用時需要輻照處理、存在致瘤性,在體內(nèi)存活時間極短。 4、iPSC或ESC誘導的NK定向分化 通過誘導iPSC或ESC定向分化成NK細胞,這種方法技術(shù)壁壘很高,而且iPSC的致瘤性尚未妥善解決,安全性和臨床有效性仍需面臨監(jiān)管挑戰(zhàn)。如果要應用在臨床中,恐怕還有很長一段路要走。 綜上所述,NK細胞的培養(yǎng)方法雖然很多,但是都存在一定的局限性,這也是對下游應用的一個制約。目前大家普遍看好的是純因子培養(yǎng)法,主要考量是它的安全性較高,安全性是目前監(jiān)管方面特別看重的點。藥物申報本就是一個道阻且長的過程,一個好的選擇也會讓我們在這個過程中少走彎路。
第三期|NK培養(yǎng)新方法強勢來襲,助力現(xiàn)貨型NK成藥開發(fā)——NK細胞培養(yǎng)現(xiàn)狀
友康生物
2023-08-21
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