CAR/TCR T细胞疗法，即具有工程化嵌合抗原受体（CAR）或T细胞受体（TCR）的T细胞，已在多种癌症治疗中展现出希望，特别是对于那些对常规疗法不再有效的患者。然而，正如最近在伦敦举行的CAR-TCR欧洲峰会上几位科学家所指出的，CAR/TCR T细胞疗法面临的挑战导致高成本和有限的可及性。
“对高级疗法的投资正在减少，因此药物开发商正在限制他们的研发管线以节省成本，”WuXi Advanced Therapies的质粒工程和慢病毒载体负责人Qian Liu博士指出。“这意味着许多疗法的监管审批和商业化进程变得缓慢，价格通常也很昂贵，限制了市场和患者的可及性。”
Catalent Biologics的全球产品开发副总裁Victor Vinci博士补充道：“细胞治疗的许多成本和时间问题与生产的复杂性有关。患者T细胞的初始质量、试剂、培养基和不同生产阶段所用的设备和自动化水平都存在变异，这意味着目前没有一种通用的CAR T细胞生产解决方案。”
优化生产过程
提高生产效率对于扩大生产规模、降低成本并最终使CAR/TCR T细胞疗法更易于患者获得至关重要。然而，CAR/TCR T细胞疗法的生产过程非常复杂，涉及多步骤，包括单采、T细胞选择、基因修饰、转导、扩增、纯化和填充/完成。
Immatics的CMC高级副总裁Ali Mohamed博士讨论了如何评估生产过程中的不同步骤，以提高公司ACTengine IMA203和IMA203CD8 TCR工程化T细胞（TCR-T细胞）靶向PRAME（黑色素瘤中优先表达的抗原）的生产。“ACTengine是我们针对晚期实体瘤患者的个性化细胞治疗方法，”他说。
Mohamed博士表示，Immatics的科学家对标准的TCR-T细胞生产方法进行了多项改进。例如，他们在转导阶段改为无血清培养，这显著增加了转染的T细胞数量，同时不影响细胞活力、细胞扩增或细胞表型。
另一个改进是通过将T细胞放置在塑料器皿（如CellSTACK）中休息数小时，以去除单核细胞和贴壁细胞。“单核细胞在单采过程中可能占我们收集的T细胞的50%，”Mohamed解释道。“它们有时会识别病毒载体为外来物并将其破坏，导致其快速清除和较低的T细胞转导率。通过去除这些单核细胞，我们的转导率显著提高。”
目前的生产过程使用特定抗体富集CD4和CD8 T细胞，从而替代已被耗尽的贴壁细胞。“通过选择CD8和CD4细胞，我们可以在生产过程开始时使用定义的T细胞群体，”Mohamed解释道。“这可以增加生产足够数量的TCR-T细胞以达到所需细胞剂量的机会。”
“通过这三项工艺优化步骤，我们可以在14天内生产出II期推荐剂量（RP2D，1–10 × 10^9个TCR-T细胞）的TCR-T细胞，其中包括7天的生产时间和7天的质量控制放行测试。使用我们的优化工艺，我们增加了播种密度，使用更少的容器。这些特性帮助我们降低成本，缩短周转时间，并更快地向患者提供细胞产品，同时保持超过95%的生产成功率。”
Catalent的Vinci也强调了工艺优化对于降低风险和简化生产路径的重要性。他补充道：“我们采用质量设计的方法进行工艺优化，并开发了我们的UpTempo CAR T细胞治疗平台用于生产自体细胞治疗。”
据Vinci介绍，Catalent的平台提供了一个模块化、灵活的CAR T细胞cGMP工作流程，使用无菌连接的封闭系统，包括G-Rex、Xuri和CliniMACS Prodigy，来自动化、评估和优化生产过程。“我们生产的T细胞疗法在收获时通常具有约90%的细胞活力，”Vinci指出。“这确保了我们的生产效率，从而降低了成本。”
改善病毒基因传递
为了减少CAR T细胞疗法生产中的一些成本，WuXi Advanced Therapies正在开发XOFLX包装和生产细胞系等技术。这些细胞系旨在降低生产慢病毒载体（LVV）的成本，LVV通常用于细胞治疗中的治疗基因传递，因为它们可以有效地永久修饰T细胞，并具有可靠的安全性。
“LVV生产的行业标准是使用四种质粒——包含目标基因的转移载体、两个包装质粒和一个包膜质粒，”Liu指出。“我们通过XOFLX系统首先开发了一种包装细胞系，该细胞系将所有LVV包装元素稳定整合到细胞基因组中，仅需一个转移质粒即可进行LVV生产。此外，我们还开发了XOFLX生产细胞系，这些细胞系还整合了包含治疗基因的LVV基因组，允许无转染的LVV生产。”
药明生物的 XOFLX 包装和生产细胞系旨在提供简化且高产的慢病毒载体 (LVV) 制造系统。该系统经过精心设计，可降低表达盒之间的同源性，从而提高安全性。
Liu展示的数据表明，在10升规模下，XOFLX包装细胞系与WuXi Advanced Therapies的传统LVV生产系统相比，产生了可比的LVV滴度。研究细胞库和主细胞库已经为包装细胞系创建。她还展示了1升规模下编码增强绿色荧光蛋白或治疗转基因的XOFLX生产细胞系的LVV生产数据。数据表明，由于简化的无转染过程，生产可以轻松从摇瓶扩展。
Liu总结道：“由于我们的XOFLX系统在LVV生产中仅使用一个转移质粒或完全不使用质粒，这减少了质粒的使用成本和LVV生产的复杂性，为药物开发商和最终的患者提供了成本和质量的优势。”
选择非病毒传递路径
GenomeFrontier Therapeutics的业务发展总监Ting-Wan Lin博士表示，该公司专注于制造先进且负担得起的细胞疗法，但选择了使用非病毒细胞工程的少见路径。“尽管病毒载体设计取得了进展，但基于病毒的基因疗法载体存在一些挑战和/或缺点，如固有的安全性问题、昂贵的载体生产和有限的负载能力，”她指出。“非病毒细胞工程方法可以克服这些缺点。”
然而，Lin补充说，非病毒方法也存在其他挑战。这些挑战包括基因传递率低、基因整合效率差和由于电穿孔基因传递导致的细胞扩增能力低。
为了克服当前使用病毒或非病毒细胞工程技术所遇到的挑战，GenomeFrontier Therapeutics开发了Quantum Engine，这是一项促进高质量、临床规模和无病毒细胞及基因治疗产品开发和生产的技术。该系统集成了四个平台：G-Tailor、Quantum pBac、Quantum Nufect和iCellar，分别用于候选基因设计、治疗基因整合、基因传递和细胞扩增。
GenomeFrontier Therapeutics 整合了四个平台：G-Tailor、Quantum pBac、Quantum Nufect 和 iCellar，分别用于改进基因设计、治疗基因整合、基因传递和细胞扩增能力。这些平台共同构成了 Quantum Engine，旨在生产无病毒细胞和基因治疗产品。
“Quantum pBac是Quantum Engine的关键平台，是我们专有的piggyBac转座子，与商用的超活性piggyBac相比，它在整合更大基因时潜在更安全且更有效，”Lin表示。“通过精细调控Quantum pBac与其他三个平台，我们最近开发了一个强大的Quantum Engine，名为Quantum CART（qCART），用于多重CAR T细胞的开发和生产。”
Lin展示的数据表明，qCART生产的CAR T细胞产生了更高比例的CAR+干细胞样记忆T细胞，具有CD4和CD8，并且表达衰老/疲劳标记物低且扩增能力强。此外，这些CAR T细胞在淋巴瘤和胃癌实体瘤小鼠模型中表现出强大的抗肿瘤效力。
“我们的qCART系统不仅使我们能够以高质量和临床规模生产CAR T细胞，具有良好的产品一致性，且时间和成本效益高，还能够在衰竭患者中恢复老化和疲劳的T细胞，”Lin指出。“Quantum Engine是一项强大的技术，使我们能够利用piggyBac建立细胞和基因治疗管线，从而站在巨人的肩膀上。我们的领先候选产品GF-CART01是一种靶向CD20/CD19的CAR T细胞疗法，用于治疗B细胞恶性肿瘤，在小鼠的临床前研究中表现出令人鼓舞的结果，我们正在寻找合作伙伴。”
提高生产效率对于扩大生产规模、降低成本并提高CAR/TCR T细胞疗法的可及性至关重要。CAR-TCR欧洲峰会的发言者一致认为，通过采用封闭自动化系统和标准化与优化策略，制造商可以克服现有挑战，实现CAR T细胞疗法的变革潜力。
