细胞治疗定义与分类

（一）定义

细胞治疗主要分为免疫细胞治疗和干细胞治疗，采用生物工程的方法获取具有特定功能的人自体或异体来源的细胞，并通过体外分离、纯化、培养、扩增、活化、细胞(系)的建立、冻存复苏等处理后，使这些细胞具有增强免疫、杀死病原体和肿瘤细胞等功能，输入(或植入)人体治疗某种疾病。

（二）分类

免疫细胞治疗，是指在体外对某些类型的免疫细胞如T细胞、NK细胞、B细胞、DC细胞等进行针对性的处理后再回输人体内，使其表现出杀伤肿瘤细胞，清除病毒等功能。免疫细胞疗法，是在体外扩增、活化自体或异体免疫细胞如淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL细胞)、基因工程改造免疫细胞(CAR-T细胞、TCR-T细胞、CAR-NK细胞和CAR-M细胞)等，再输入患者机体，增强免疫应答，直接或间接杀伤肿瘤细胞的过继性细胞疗法。

干细胞疗法，是把健康干细胞移植到患者体内，从而修复病变细胞或再建正常的细胞或组织。临床上较常使用的干细胞主要有间充质干细胞、造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞、胰岛干细胞、脂肪干细胞等，具有多向分化、免疫调节以及分泌细胞因子等功能。

图|细胞治疗过程示例

根据细胞来源可分为自体和异体细胞治疗。自体细胞治疗是指从患者自身外周血中分离免疫细胞或干细胞等再经过体外激活、扩增后回输入患者体内，修复正常细胞或直接杀死肿瘤细胞或者病毒感染细胞，调节和增强机体免疫功能。

异体细胞治疗的细胞来源于健康人体，当部分患者存在自身细胞活性不足、治疗效果不佳时，异体健康细胞可以弥补这一缺陷，但存在移植物抗宿主病(GVHD)、治疗效果有待验证和持久性等问题。

细胞治疗在肿瘤治疗领域的应用

细胞治疗在肿瘤治疗领域的应用主要为嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法。CAR-T疗法成为治疗癌症的新选择，独特的作用机制比传统药物有望带来更加优异以及长期的疗效。

利用慢病毒(LV)等作为递送载体，将治疗用基因序列转移到T细胞基因组，使得病人的T细胞能特异性识别并结合肿瘤细胞，嵌合抗原受体T细胞通过体表嵌合抗原受体来靶向捕捉癌细胞体表的抗原，结合成功后，CAR-T细胞释放穿孔素等细胞因子对癌细胞进行靶向摧毁。该疗法可形成记忆T细胞，为病人提供抗肿瘤的长效机制，有效延长生存率，甚至可能达到治愈的效果。

CAR-T疗法对难治性和复发性晚期血液瘤高靶向性并有效，可以长时间发挥效应，治疗完成后无需服药。基因工程改造后的细胞带有高表达肿瘤相关或特异性抗原，在体外刺激扩增后进入患者体内，可以主动迁移到靶组织或靶细胞内发挥作用，扩大免疫应答。

细胞在体内可持久存活，肿瘤复发时立刻识别并攻击癌细胞。现有CAR-T疗法在B细胞恶性血液瘤中的mOS可长达两年以上。首例接受治疗的患者随访研究表明，治疗后超过十年没有检测到白血病，体内仍可检测到当年输入的CAR-T细胞存在。

细胞治疗与传统小分子或抗体药物需要每月甚至每周每天服药不同，CAR-T疗法虽然早期疗程复杂需要耗时1-2个月，但仅需单次细胞回输完成治疗。相比治疗早线血液瘤常用的干细胞移植，CAR-T治疗后也无需长期服用免疫抑制疗法。

以急性淋巴细胞白血病(ALL)为例，2017年FDA批准了诺华研发的药物Kymriah，成为全球首个获批的CAR-T产品，用于治疗难治或复发性B细胞前体急性淋巴细胞白血病，为化疗无效或复发的患者提供了新的治疗选择。

ALL是一种起源于T系淋巴祖细胞的恶性肿瘤性疾病，原始细胞在骨髓异常增生聚集并抑制正常造血，导致贫血、血小板减少和中性粒细胞减少。原始细胞也可侵及髓外组织，引起相应病变。化疗可迅速、最大限度杀伤白血病细胞，恢复骨髓正常造血功能，联合化疗方案是治疗ALL的主要方法之一，但仍有少部分化疗无效或化疗后复发患者，而对于复发难治性ALL患者缺乏治疗手段。

细胞治疗独特的作用机制可增强靶向性。细胞治疗能感知复杂的人体内环境，只在特定的环境中激活，以发挥相应功能，这意味着可以更大程度上限制药物的毒副作用。

例如TIL疗法治疗肿瘤，在肿瘤组织内浸润了大量T细胞，这些细胞中存在部分针对肿瘤特异性抗原的T细胞，是能够深入肿瘤组织内部杀伤肿瘤的免疫细胞，TIL疗法将肿瘤组织中的T细胞分离出，在体外进行刺激扩增后回输到患者体内，从而扩大免疫应答，以治疗原发或继发肿瘤。

基因编辑技术在细胞治疗中广泛应用

细胞治疗通常在体外对细胞进行改造激活并扩增，又可分为非基因编辑和基因编辑两种方式，前者直接用人体自身细胞如干细胞进行分化以修复或重建正常细胞，后者在治疗前对人体细胞进行基因修饰或编辑，修饰后的细胞具有靶向性。基因编辑技术增强细胞治疗的靶向能力，经历了三代发展，从重组核酸酶介导的技术向以RNA引导的基因编辑技术发展，靶向修饰效率不断提高。

Zinc finger nucleases(ZFNs,锌指核酸酶)技术是第一代基因组编辑技术，由天然DNA转录因子衍生而来，功能实现基于特异性识别DNA的锌指蛋白(ZFP)和Fok I内切酶的核酸酶结构域组成。每个锌指蛋白可识别3个碱基序列，可通过锌指蛋白的排列组合进行不同靶向指定编辑。通常使用的锌指蛋白高通量筛选手段是噬菌体展示。

从2001年开始，ZFN开始被陆续用于不同物种的基因编辑。但由于技术研发成本较高、专利垄断严重，造成技术平台发展缓慢，导致应用和普及的滞后。在第二第三代基因编辑技术开发出来之后，锌指蛋白的研究和临床使用频率大为减少。

Transcription activator like effector nucleases(TALENs,转录激活因子效应物)是与ZFNs结构类似但更加灵活和高效的第二代靶向编辑技术，核心蛋白由AvrBs3蛋白衍生而来。

TALENs使用两个氨基酸组合来识别单个碱基序列，大大减少了ZFNs容易脱靶的问题，而常被细胞治疗平台用于体外细胞碱基的编辑，特别是在CAR-T细胞治疗平台开发中，但高昂的研发费用限制了该技术的大规模应用。

CRISPR/Cas技术是基于原核生物抵御外来病毒及质粒DNA的一种适应性免疫系统开发而来的第三代基因编辑技术。通过人工设计的sgRNA(guide RNA)来识别目的基因组序列，并引导Cas蛋白酶进行有效切割DNA双链，最终达到对基因组DNA进行修饰，其中Cas9蛋白和Cpf1蛋白是最为常用的蛋白酶。

作为当今最为广泛使用的基因编辑技术，CRISPR/Cas平台有着ZFNs和TALENs无法匹敌的低价格、高灵活性、多靶向等优势，促进了从科研到临床的快速转化。CRISPR/Cas技术广泛应用于体外分子诊断、基因标记、单碱基编辑等领域，以Crispr Therapeutics和Editas Medicine为代表的一大批新型医药公司正在传染病、罕见病及肿瘤等领域进行大量基于此技术的临床试验。

END

免责声明：本公众号发布内容部分信息来源网络，本平台不对文章信息或资料真实性、有效性、准确性及完整性承担责任。文章仅供阅读参考，不作任何投资建议，如有侵权请联系删除。