比传统CAR-T更快更有效更便宜！MASTER值得期待

尽管CAR-T细胞疗法在治疗人类恶性肿瘤方面具有革命性的潜力，但临床级CAR-T细胞生产所需的复杂程序和费用是其广泛应用的主要障碍。

传统CAR-T细胞疗法制造往往需要一系列步骤，包括：1）通过白细胞分离术收集患者T细胞，并运送到制造中心；2）在GMP条件下，使用病毒载体激活、扩增和工程化T细胞；3）生产细胞的质量控制；4）将的CAR-T细胞产品运送到医院，并重新输注到患者体内。整个制造过程可能花费50万美元左右，需要几周时间。这种延迟是有问题的，因为许多癌症的侵袭性，可能没有足够的时间来完成生产。此外，广泛的体外培养与T细胞分化有关，这会损害CAR-T细胞在体内的植入和持久性，从而损害其效力。

同种异体“现货型”CAR-T疗法是一种有吸引力的替代方法。此外，通过全身给药编码CAR的纳米载体和病毒结构，以完全在体内生产CAR-T也在积极探索中。然而，前者为了防止移植物抗宿主病，还需要额外的工程设计。后者则存在全身给药载体血浆半衰期短，以及非特异性靶向载体存在脱靶风险等问题。由于这些局限性，以较少的体外操作原位生成CAR-T细胞仍具吸引力。与同种异体CAR-T细胞产品相比，这种方法将避免广泛体外培养，防止CAR-T细胞在给药前的终末分化，并推动自体T细胞的使用。

3月24日，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在 Nature Biotechnology上发表了他们的新研究。他们开发出了一种用于T 细胞修饰和释放的多功能藻酸盐支架（Multifunctional Alginate Scaffold for T Cell Engineering and Release, MASTER）皮下植入物，能够在体内快速生产和释放CAR-T 细胞，并将制造时间缩短到1天。小鼠淋巴瘤异种移植模型研究显示：体内产生的CAR-T细胞进入血液循环并控制远端肿瘤生长，展现出比传统 CAR-T更强的持久性。

传统CAR-T细胞治疗（左，2-4周的过程）与快速MASTER介导的CAR-T细胞生成和治疗（右，<1天的过程）。（来源：Nature Biotechnology）

MASTER是一种生物相容的海绵状材料，使用FDA批准的非免疫原性材料，外观和手感都像迷你棉花糖。治疗时，研究人员先从患者体内分离出T细胞，并将这些初始（未激活）的T细胞与工程病毒混合。然后将这种混合物倒在MASTER上。MASTER由激活T细胞的抗体修饰，吸收混合物后，细胞激活过程几乎立即开始。与此同时，MASTER通过手术被植入目标体内。

植入后，细胞激活过程继续进行。随着T细胞被激活，它们开始对修饰过的病毒产生反应，这些病毒将它们重新编程为CAR-T细胞。“MASTER的大孔隙和海绵状性质使病毒和细胞紧密结合，这有助于细胞基因重编程。”文章作者Pritha Agarwalla说道。

MASTER材料中还含有可以促进细胞增殖的白细胞介素。植入后，这些白介素开始渗出，促进CAR-T细胞的快速增殖。

MASTER促进原代人类T细胞的激活和逆转录病毒介导的转导。（来源：Nature Biotechnology）

研究人员在携带淋巴瘤异种移植物的小鼠身上测试了该平台的抗癌能力。实验结果显示，在接受未经修饰的细胞的小鼠体内，肿瘤快速生长，而接受皮下MASTER植入或传统CAR-T细胞的小鼠肿瘤生长被抑制，且没有明显的安全问题。但在100天时，接受400万传统CAR-T细胞输注的组中，只有16.6%的动物存活且无肿瘤。相比之下，植入含有200万个免疫细胞的MASTER可将无瘤生存率提高到50%（下图e）。

来源：Nature Biotechnology

进一步的分析表明，在研究期间，与传统的CAR-T细胞相比，MASTER生成的CAR-T细胞在血液系统中的计数要高得多。这可能是因为体外操作较少，基于MASTER的CAR-T细胞似乎更健康，它们的持续性更好。在另一项实验中，研究人员用额外剂量的肿瘤细胞对实验动物进行再挑战。他们发现，接受MASTER治疗的小鼠在长达30天的时间里没有肿瘤，而静脉注射传统CAR-T细胞组小鼠的肿瘤在两周内显著增长（下图）。

来源：Nature Biotechnology

更重要的是，这种MASTER技术使细胞分化程度降低，从而产生更好的抗癌效果。如上文提及的，大量的细胞体外培养时间与进行性T细胞分化有关。基于MASTER的CAR-T细胞表现出更少的耗竭。

总的来说，该研究证明MASTER提供了一种模块化的平台技术，可用于对其他免疫细胞进行重新编程或递送免疫调节因子以协同支持细胞功能。除了在癌症治疗方面的潜力之外，MASTER技术还可能激发一些利用治疗性细胞重新编程和释放能力的新疗法。