In vivo CAR-T 临床前评价的难点与策略
9月15日,第五届BIONNOVA北京创新论坛现场,药康生物临床前服务平台肿瘤管线高级SD朱芳博士分享了近期关注度较高的研究方向——in vivo CAR-T。
传统CAR-T疗法单次治疗费用动辄上百万元,体外制备周期通常需要2~3周,对患者的经济和时间成本均构成很大负担。在此背景下,in vivo CAR-T被视为降低生产成本、缩短制备周期的潜在解决方案,并有望将治疗场景延伸至门诊环节。据公开资料统计,截至目前全球已有十余款in vivo CAR-T候选药物进入研究者发起的临床试验(IIT),其中多款已获得IND批件。
随着该方向关注度的提升,临床前评价面临的实际挑战也日益凸显。
体外筛选的金标准:抗原密度依赖性杀伤
朱芳博士在演讲中指出,体外筛选不能仅以转导效率作为单一评价指标。研究与项目实践中均观察到转导效率与体内药效并非线性相关:高转导效率分子未必对应理想的B细胞清除效果,而部分转导效率中等的分子在体内表现出显著药效。
她提到的"金标准"是抗原密度依赖性杀伤:通过建立不同抗原表达水平的靶细胞系,与CAR-T共培养后绘制杀伤效率曲线,确定最小有效杀伤密度;再结合正常组织细胞的杀伤实验确定损伤阈值,两者之间即治疗窗。该策略既适用于先导分子筛选,尤其在构建不同亲和力的scFv时鉴定最优候选,也可用于脱靶风险评估。在筛选过程中需采用多供体、多批次重复验证——LNP载体的编辑效率在不同供体间差异较大,单一供体的结论可能误导项目判断。
此外,LNP与慢病毒两类载体的评价思路不同:LNP侧重瞬时转染效率与功能验证,慢病毒还需考察整合后的扩增持续性。同时,载体对B细胞、NK细胞、单核/巨噬细胞等非靶细胞的脱靶转导风险,亦应在体外阶段完成评估。上述问题在体内阶段才被发现时,迭代成本将显著上升。
人源化模型选择是体内评价成败的关键
如果说体外评价是初选,体内药效则尤为关键。体内实验的第一步——也是最关键的环节——是模型选择。模型选择不当,轻则延误数月,重则影响项目整体策略。
In vivo CAR-T与传统CAR-T的关键差异在于评价对象:传统CAR-T评价的是"细胞产品",疗效评估可在NCG荷瘤模型中直接进行;in vivo CAR-T评价的则是"递送载体+体内生成的CAR-T"双重对象,必须在含人源T细胞的人源化模型中开展。朱芳博士在演讲中系统对比了药康生物四种常用人源化小鼠模型:
▎huPBMC-NCG:重建周期7~10天,T细胞占比高,适合早期快速筛选分子与转导效率评价。需注意GvHD发生较早,评价窗口期相对有限。
▎huPBMC-NCG-MHC-dKO:在NCG基础上敲除MHC I类和II类分子,GvHD反应显著减轻;同样7~10天完成重建,可支持更长周期的药效观察与毒性评价,是中长期研究的主力模型。
▎huHSC-NCG:重建周期相对较长,但可长期重建功能性T细胞,免疫组成与人体最为接近。huHSC-NCG是CDE相关指导原则中认可的人源化模型,已广泛用于CAR-T的非临床评价,并符合GLP毒理评价要求。药康生物库存充足,每批次可供应500余只小鼠,预实验验证外周血hCD45+≥25%,重建后35周存活率>90%,具备长期毒理研究的批量化供应能力。
▎huHSC-NCG-M(SGM3):转入SCF、GM-CSF、IL-3三个人源细胞因子,髓系细胞重建水平显著提高,尤其是巨噬细胞。该模型主要用于递送载体的免疫原性评价——载体进入体内后很快被肝脏截留并被巨噬细胞吞噬,缺乏充分髓系细胞重建的模型难以真实反映这一免疫清除过程。
实际应用中,上述四种模型通常组合使用:早期以huPBMC-NCG快速初筛,中期以huPBMC-NCG-MHC-dKO开展药效与中期毒性评价,后期以huHSC-NCG支持GLP安评,免疫原性评价以huHSC-NCG-M补充。药康生物可同时供应上述四种模型并提供全流程配套服务。
给药方案与双靶点评价设计
模型确定后,给药方案的设计同样关键。In vivo CAR-T的递送载体不同,体内研究设计的差异显著——慢病毒载体与LNP载体在给药剂量、给药频次、检测时间点、评价终点上均存在差异。药康生物针对不同递送系统的特性定制化设计体内研究方案,使载体特性与评价终点相匹配。
演讲后半段,朱芳博士讨论了双靶CAR-T的评价方案。该方向目前是行业的研究热点,CD19/BCMA双靶是其中的典型代表,但实际开展时面临若干难点:能同时高表达两个靶点的肿瘤细胞系较少,难以直接评估双靶分子的协同效应。
针对不同评价目的,朱芳博士给出了三套可行方案:
▎混合荷瘤模型:将CD19高表达的NALM6-luc与BCMA高表达的NCI-H929-luc混合接种,分别验证两个靶点的药效,适合早期快速筛选。
▎单细胞双靶点模型:在NALM6细胞上再表达BCMA,构建同时高表达两个靶点的细胞系,接种后直接评价双靶分子的综合疗效与协同效应,是疗效评价的标准方案。
▎huHSC-NCG安全性模型:以NCI-H929-luc荷瘤加huHSC-NCG模型,同时评价对肿瘤细胞(BCMA)和正常B细胞(CD19)的杀伤效果,更偏向安全性与on-target off-tumor毒性验证。
现场提问环节中,有听众追问"双靶分子是否会出现在一个靶点有效、另一靶点无效的情况"。朱芳博士认为,这是有可能存在的,并强调必须分别验证每个靶点的贡献,设置单靶对照组,不能仅以混合药效作为评价依据。
安全性评价:从CRS到组织分布的全链条覆盖
in vivo CAR-T的安全性评价较传统CAR-T更为复杂,需要覆盖两条主线:一是CAR-T细胞引发的细胞因子释放综合征(CRS),二是递送载体本身的先天免疫原性与脱靶转导风险。
药康生物已建立较为完整的安全性评价体系:在huHSC-NCG模型中开展符合GLP规范的毒理评价,检测外周血和组织中CAR-T细胞的扩增与持续性、人源细胞因子(IFN-γ、IL-6、TNF-α等)动态变化、小鼠急性时相反应蛋白(Ferritin、CRP)水平,以及多组织病理和B细胞清除情况;在huHSC-NCG-M模型中评价载体的免疫原性与巨噬细胞清除过程;同时通过qPCR和流式检测载体在各组织的分布与脱靶转导。
药康生物的相关资源与项目经验
演讲最后,朱芳博士介绍了药康生物的平台资源,相关数据如下:
▎模型资源:300余种CDX模型、1600余种PDX模型、200余种靶点人源化细胞系、400余种肿瘤靶点人源化模型,以及20余种免疫重建小鼠模型,可覆盖临床前评价的主要模型需求。
▎批量供应能力:huHSC-NCG模型每批次可供应500余只,预实验验证达标,重建后35周存活率>90%,可支持长期毒理研究的样本需求。
▎项目经验:年通量2000+项,其中300+项为IND申报项目,覆盖NMPA与FDA双报,细胞基因治疗领域的IND申报服务经验丰富。
▎配套平台:除体内模型外,体外检测(流式、细胞因子、免疫学分析)、影像分析(荧光/生物发光成像)、PK/PD服务、Non-GLP毒性评价等平台均已配套齐全。
此外,在肿瘤之外,自免、代谢、神经、心血管、呼吸感染、罕见病、眼科等领域的管线已系统布局,配套的行为学平台、影像学平台均已就绪。
写在最后
朱芳博士演讲结束后,与会研发人员就模型细节与项目排期进行了进一步咨询。
in vivo CAR-T方向目前关注度高,但临床前评价能力是将研究思路转化为可推进项目的关键。分子设计之外,模型选择、评价体系搭建等环节均会显著影响项目的临床推进结果。从体外筛选的金标准,到体内模型的组合使用,再到安全性评价的全流程覆盖,每个环节的迭代经验对后续项目的设计具有重要参考价值。这也是研发人员对系统化临床前评价经验持续关注的原因。
