细胞和基因治疗

细胞和基因疗法

细胞和基因疗法是一系列治疗方法中增长最快、最受监管机构和临床医生认可的一种。它在临床疗效和长期健康方面的优势使其成为治疗各种先天性或后天性疾病(如血液病或实体瘤、自身免疫性疾病或遗传性疾病)的一个极具吸引力的选择。

细胞疗法是通过将活细胞作为 “活药物 ”转移到受损组织中来修复或替换受损细胞或组织,而基因疗法则是通过导入、移除或修改患者的遗传物质来调节或改变目标基因的表达或影响基因组水平的调控活动。

细胞和基因疗法的治疗策略

治疗策略的选择在很大程度上取决于待治疗疾病的性质(先天性或后天性)、可用的技术、患者的免疫状况或个别解决方案的免疫风险,并与治疗特定疾病所预期的物流和规模经济方面的挑战密切相关。

尽管细胞和基因疗法领域所开发的技术和治疗策略的独特组合在灵活性和效率方面大大超越了传统的小分子或大分子疗法,但在建立复杂而稳健的生产和物流流程以及驾驭监管环境方面所面临的挑战仍有待研究人员和制造商根据具体情况加以解决,而且整个行业达成的共识也很有限。

在以下段落中,我们将介绍细胞和基因疗法所采用的主要治疗策略及其影响。

异基因细胞疗法还是自体细胞疗法?

异基因细胞疗法

异基因细胞疗法是指从单个供体中分离细胞,通常经过扩增步骤后用于治疗多名患者。虽然这种方法在供体和受体HLA(人类白细胞抗原)不匹配的情况下可能会带来免疫相关风险,但它对细胞疗法开发商来说是一种有吸引力的选择,因为它有可能更好地利用规模经济,降低物流和生产成本。

自体细胞疗法

自体细胞疗法是指从接受治疗的患者体内分离细胞,经扩增或改造后再注入同一患者体内。尽管这种方法的免疫原性或移植物抗宿主病风险较低,但由于涉及到细胞分离、个体化处理和重新输注的复杂物流,以及起始材料的变异性和小规模生产,这些因素导致了更高的开发和商业化成本。

由于前面的考虑因素也适用于 CAR-T 细胞疗法等 ATMP,因此这些新策略将作为细胞疗法的类似方法进行讨论。

细胞治疗策略

那么,如何选择最佳的细胞疗法策略呢?

扪心自问以下问题可能有助于识别它:

1. 联系病人或将病人转移到我的设施有多容易?
包括无人机最后一英里投递和用于护理点(POC)细胞疗法制造的自动生物反应器在内的新技术使从实验室到病床之间的差距变得更容易弥合,目前正在促进自体疗法的推广。不过,它们也带来了新的复杂性和成本,需要在治疗策略的经济评估中予以考虑,因此,如果此类疗法变得难以负担(例如在市场竞争激烈的情况下,或对于医疗保险或政府计划覆盖范围较小的罕见疾病),异体疗法可能会更受欢迎。
2. 获取起始材料和优化方案有多容易?
在许多情况下,提取足够数量的健康细胞以开发和生产细胞疗法,以及起始材料的生物异质性,都对制造商构成了严峻的挑战。尤其是在可用组织数量有限的情况下(如事故后或重要器官)。对于面临这些障碍的研发人员来说,异基因疗法可能是最佳解决方案。从标准化材料入手的另一个好处是可以将其用于培训目的,从而提高组织的灵活性。在本页中,您可以了解 BIOMEX 如何帮助您开发细胞疗法。
3. 对我的患者群体来说,治疗的紧迫性有多大?
最佳策略旨在平衡患者的风险和收益。如果急需一种挽救生命的治疗方法,免疫相关的风险可能会降低,而 “现成的 ”异基因疗法可能比个性化自体细胞疗法的生产时间更长。
4. 细胞疗法产品的免疫原性如何?
虽然某些细胞类型(如间充质干细胞)具有免疫调节或免疫抑制活性,但一些新方法旨在降低所选策略的免疫原性,如通过敲除所选细胞类型中介导免疫反应的蛋白质,或通过选择免疫原性较低的细胞类型(如选择自然杀伤细胞而不是 T 细胞)。
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病毒或非病毒基因疗法?

基因疗法旨在通过调节、修复、替换、添加或删除待治疗细胞的基因序列来改变单个细胞的遗传物质,从而纠正遗传或表观遗传失调。

改变遗传物质的方法可以是直接向患者体内的靶细胞输送治疗剂(体内),也可以是从供体或患者体内分离出靶细胞,对其进行基因改变,然后重新输入患者体内(体外)体内 疗法通常使用病毒载体及其进入细胞和传递遗传物质(转导)的能力,而体外疗法在方法选择上更具灵活性,除病毒载体外,还可使用非病毒方法对遗传物质进行操作,如

  • 电穿孔
  • 核感染
  • 阳离子
  • 脂质体
  • 聚合物
  • 无机纳米颗粒
  • 激光照射
  • 磁化
  • 超声波
病毒基因疗法
病毒基因疗法采用整合病毒载体(如逆转录病毒和腺相关病毒--AAV)或非整合病毒载体(如腺病毒),前者将遗传物质整合到受感染细胞的 DNA 中,后者将遗传物质导入细胞核,但不整合到细胞的染色体 DNA 中,因此只有短暂的效果。虽然病毒基因疗法是一种更直接的治疗方法,由于病毒载体适合大规模生产,因此可以利用规模经济,但治疗部位的毒性或诱导免疫反应等挑战可能成为其临床和临床前开发的主要障碍。如果您对降低病毒基因疗法的开发风险感兴趣,请了解 BIOMEX 如何通过免疫原性-免疫毒性试剂盒和我们的免疫原性服务为您提供帮助。
非病毒基因疗法​
虽然病毒载体策略在管理上比较简单,但开发标准化流程的成本相当高,而且劳动密集,尤其是在临床规模的生产中。开发人员通常倾向于采用体外非病毒策略,以降低成本并缩短开发周期。开发人员如果希望为更大规模的生产提供可扩展的标准化疗法,则通常倾向于采用体内病毒疗法。选择疗法的主要决定因素仍然是要进行基因改造的组织或细胞的可及性:如果不能将它们从宿主体内取出而又不造成重大损害,体内病毒疗法就是唯一的选择。
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基因治疗策略

那么,如何选择最佳基因治疗策略呢?

扪心自问以下问题可能有助于识别它:

1. 我想治疗的疾病的发病率是多少?
体内外基因疗法需要更多的后勤工作,因为患者的材料需要送达生产设施,并在操作后重新给药。由于基因疗法通常针对慢性病和遗传病(用于治疗癌症的 CAR-T 和新型 ATMP 更适合在 "异体或自体细胞疗法?对于高发疾病,体内(通常是病毒)策略更为可取。
2. 检索起始材料和优化方案有多容易?
虽然病毒载体策略在管理上简单易行,但开发标准化流程的成本相当高,而且劳动密集,尤其是在临床规模的生产中。开发人员通常倾向于采用体外非病毒疗法,以降低成本、缩短开发周期。开发人员如果希望为更大规模的生产提供可扩展的标准化疗法,通常倾向于采用体内病毒疗法。选择疗法的主要决定因素仍然是要进行基因改造的组织或细胞的可及性:如果不能将它们从宿主体内取出而不造成重大损害,体内病毒疗法就是唯一的选择。
3. 基因治疗产品的免疫原性或细胞毒性如何?
在降低病毒载体的免疫原性方面已经取得了重大进展,例如生产出了缺少某些免疫原性表面蛋白的 Ancestor-AAVs 株系,并部分解决了患者体内预先存在的抗体问题。虽然不可能完全避免病毒载体引起的免疫反应,而且这可能是唯一可行的治疗方案,但可以最大限度地减少意外反应的发生。如果您有兴趣降低病毒基因疗法的开发风险,请查看 BIOMEX 如何通过免疫原性-免疫毒性试剂盒和我们的免疫原性服务为您提供帮助。
4. 细胞疗法产品的免疫原性如何?
虽然某些细胞类型(例如间充质干细胞)具有免疫调节或免疫抑制活性,但一些新方法旨在降低所选策略的免疫原性,例如通过敲除所选细胞类型中介导免疫反应的蛋白质,或通过选择免疫原性较低的细胞类型(例如选择自然杀伤细胞而不是 T 细胞)。
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与 BIOMEX 一起开发细胞和基因疗法

制定细胞或基因治疗战略时,需要仔细考虑待治疗疾病的特殊性、目标组织的可及性,以及与开发、生产和持续人员培训的物流和规模经济有关的经济方面。

开发细胞或基因治疗策略需要仔细考虑待治疗疾病的特殊性、靶组织的可及性,以及与开发、生产和人员持续培训的物流和规模经济有关的经济方面。

在临床前和临床开发阶段,您需要一个可靠、灵活的合作伙伴,能够对您的需求变化做出反应,并始终如一地执行您的计划,实现从开发到商业化的平稳过渡。

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