基于病毒和非病毒载体的治疗方法进展

过去十年来，细胞和基因疗法不断发展，已成为世界各地监管机构批准的先进药物中重要的一部分。嵌合抗原受体 T 细胞 (CAR T) 在血液癌症治疗领域处于领先地位，并有望在不久的将来拓展至实体瘤及肿瘤学以外的疾病领域。除 CAR-T 外，其他细胞类型也在临床试验中取得进展。多种基因疗法已获批用于治疗罕见疾病，且有望治疗更常见的疾病。细胞疗法和基因疗法通常都使用病毒载体进行基因递送——CAR T 疗法采用慢病毒 (LV)，基因疗法采用腺相关病毒 (AAV)。目前正在探索将非病毒方法用作基因递送的替代方法。解决现有工作流程的挑战并为未来可能性进行创新，将为行业提供长期动力，并为有需要的人群带来更多治疗选择。

CAR-T 和 LV 的挑战与机遇

随着适应症的扩大，潜在治疗人数将大幅增加，提升制造效率比以往任何时候都更为重要，这需要通过封闭式处理和智能自动化来最大限度地降低污染风险及操作员之间的差异。对于希望优化流程并生产其他类型细胞疗法的机构而言，灵活性是关键需求；对于合同研发生产组织 (CDMO) 而言，灵活性更是其按客户要求执行流程的必备条件。细胞处理设备和开发流程需要具备可放大性，为越来越多的患者生产足够数量的高质量产品。当然，降低成本也很重要，目的是降低价格并改善全球范围内的可及性。

除了细胞处理工作流程的挑战外，制造用于基因递送的慢病毒载体 (LV) 也远非易事。对于这种特别不稳定的病毒，其生产效率仍有很大提升空间，在整个处理过程中必须小心。由于目前尚无成熟的平台，层析分析步骤也并不简单。最后，无菌过滤步骤面临巨大挑战，由于慢病毒与滤膜孔径大小相似，导致近最终产品损失高达 50%。慢病毒生产过程若能解决这些挑战将大有裨益。全封闭工艺充满希望，也是 Margherita Neri（AGC Biologics 前 Vector 工艺开发总监、现任 GMP 制造高级总监）希望看到的重大改进之一。

AAV 基因疗法的挑战与机遇

尽管腺相关病毒 (AAV) 的生产工艺已逐步改进，但仍有较大空间进一步完善工作流程并降低成本。迄今为止，大多数体内基因疗法都针对罕见疾病。目前存在向更常见适应症发展的趋势，未来有望扩展至常见疾病。随着获批疗法数量不断增加（且还有大量疗法进入研发管线，针对更庞大的人群），满足当前疗法所需的感染滴度要求已是一大挑战，更遑论未来疗法。业界高度关注提升上游滴度及完整衣壳比例。下游方面，重点是实现更高的回收率。由于使用的 AAV 血清型种类繁多，实现平台处理尤为困难。制造商正寻求解决方案以克服这些挑战，同时提高稳健性，从而支持更大的批量生产。进一步提升载体质量可最大限度地降低对安全的担忧。

Cytiva 基因组医学首席技术官 Aaron Dulgar-Tulloch 认为，当前工具与技术层面存在迫切需求，但相信该行业将开始着手于生物学驱动的生产力提升。例如，Margherita Neri 指出，当客户进入更高级的临床阶段时，他们可能会考虑使用稳定细胞系，因为基因已明确且已被证明对指定治疗有效。她补充说，稳定细胞系因其稳健性而广为接受。但是，当然需要对遗传稳定性进行非常深入的表征，就像目前使用的瞬态方法一样。

关于病毒载体，Margherita Neri 指出分析方法是化学、制造和控制 (CMC) 的关键点，因为分析方法通常会随着工艺的发展而演变。最终方法必须经过确认，然后由 QC 进行验证，以获得可靠的数据，这些数据有助于分析工艺性能确认 (PPQ) 数据，并证明工艺的稳健性和可靠性。

细胞疗法和基因疗法的未来

自体 CAR T 的治疗潜力已不仅限于治疗血液癌症。自体 CAR T（尤其是针对 CD19 的 CAR T）也正在被评估用于治疗自身免疫性疾病；目的是通过长效 CAR T 细胞重置免疫系统 (1)。鉴于 90% 的癌症为实体瘤，目前正积极开展自体 CAR T 治疗实体瘤的临床试验。除 CAR T 用于肿瘤识别外，T 细胞受体 (TCR) 也在临床上用以增强 T 细胞效力，尤其是对实体肿瘤的效力。2024 年，我们见证了 TCR (2) 和肿瘤浸润白细胞 (TIL) (3) 疗法首次获得批准。

其他使用新兴细胞类型的离体疗法正在临床试验中取得进展。例如，目前正在研究自然杀伤 (NK) 细胞（即 CAR NK）、巨噬细胞 (CAR M) 和其他 T 细胞疗法（如 δγT 细胞）的自体（一对一）和异体（一对多）治疗，后者旨在通过扩大生产规模来降低制造成本。

另一新兴趋势是将细胞疗法从离体基因改造转向体内。体内 CAR 为简化制造（即不再进行细胞处理）、降低制造成本和提高治疗便利性提供了巨大机遇。体内细胞治疗面临的关键挑战在于精准靶向和基因递送。慢病毒载体正在接受 CAR 递送方面的评估，并需要专用生物和制造工具以确保此类慢病毒载体的安全性、纯度、数量和效力。

非病毒方法——特别是通过脂质纳米颗粒 (LNP) 递送的核酸（包括 mRNA 和基因编辑工具）——正在接受评估用于细胞和基因疗法。LNP 与 mRNA 疫苗中使用的类似，具有安全性和灵活性，可应用于体内或离体，且可轻松扩大生产规模。2023 年 12 月，美国食品药品监督管理局批准了首款 CRISPR/Cas9 编辑基因疗法 (4)。其他处于临床试验阶段的基因编辑技术包括碱基编辑、引物编辑和表观遗传编辑 (5)。

随着基因组医学可用药物模式增加，我们还观察到模式融合的趋势（即结合两种或多种模式以实现新应用或产生协同效应）。如前所述，将 LNP 与细胞疗法相结合的效用便是其中一个实例。另一实例是 CAR T 疗法与 mRNA 个性化癌症疫苗的联合使用；前者用于消灭癌细胞，后者在接受者体内产生针对癌症的特异性免疫力 (6)。

我们正处于细胞和基因治疗时代的十字路口。尽管存在障碍（部分原因是制造复杂性），但细胞和基因疗法将受益于工具箱方法，通过这种方法，对不同选项进行仔细评估并将其映射到灵活、可放大且高效的工作流程中，以最大限度地发挥此类变革性疗法的治疗前景。

Cytiva 如何助力推进细胞和基因疗法

许多目前获批的细胞和基因疗法均采用了 Cytiva 的技术。这些技术依托于数十年的行业经验及大型全球组织的支持，包括专业团队，他们擅长与客户合作，协助其开发工艺流程，并推动候选药物从临床试验到商业化。

我们明白，当人们期待新型高效疗法时，现状已不足以满足需求。细胞疗法需要更高效、更安全、更标准化的处理方式，各公司也在寻求 CAR T 以外的多种细胞类型。为实现这些目标，同时保持根据个体需求调整方案的灵活性，我们与一家关键细胞疗法制造商合作，推出了下一代细胞疗法开发与制造系统。除了支持自体疗法外，该系统还非常适合利用原代细胞群生产小体积异体疗法。

许多在研的细胞和基因疗法仍采用病毒载体进行基因递送。我们改进了慢病毒载体和腺相关病毒载体腺相关病毒载体数字机理建模是传统实验设计具有吸引力的替代方案。为简化 AAV 生产并针对更常见疾病实现规模化生产，我们提供全套细胞系，包括仅需添加化学诱导剂即可启动生产的生产细胞系。

鉴于非病毒基因递送方法也备受关注，我们扩展了产品组合和服务，涵盖workflows for mRNA和脂质纳米颗粒 (LNP) 的端到端工作流程。我们提供专为特定治疗应用而设计的广泛脂质和 LNP 组成库，以及支持从研究阶段的小规模筛选到符合 GMP 标准的临床试验生产的 LNP 制造平台。这些 LNP 工具可通过现成的试剂盒和仪器获得，也可通过我们的服务获得。通过合作，我们可以帮助客户根据其靶向组织和有效载荷找到极佳递送解决方案，然后我们可以与他们协作，将这些解决方案一直推进到药品生产质量管理规范 (GMP) 环境。制备系统贯穿其整个临床前和临床开发阶段。

Dulgar-Tulloch 表示：“我们希望与客户合作，帮助他们加速研发进程，而不仅仅是交付试剂并祝他们好运……我们可以将病毒或非病毒技术与细胞疗法和非病毒基因编辑技术相结合，并开始提供真正的端到端解决方案，不仅涵盖他们工作流程的某些部分，还涵盖他们将疗法推向市场所需的一切。”他补充道：“我们始终处于技术前沿，现在是与我们合作的绝佳时机，我们不仅可以共同开发当前一代技术，还可以共同开发未来几代技术。”