破冰利器:非病毒CAR-T工程化平台解析
睡美人转座子
与病毒系统相比,这种策略的一大优势是更大的装载能力。插入物的大小与转座机制的效率呈负相关。最佳装载大小不高于6kb。但其升级版本包括两个完整的转座子单元,可以将负载增加到11kb,从而扩充了基于SB载体的克隆能力。此外,当与细菌人工染色体(
BACs
)结合时,SB在人类胚胎干细胞中可以传递高达100 kb的转基因。
在临床应用方面,Cooper等人的团队首次将SB工程化抗CD19 CAR-T细胞应用于临床试验,两项临床试验(
NCT00968760、NCT01497184
)证实了SB工程化抗CD19 CAR-T细胞在26例B-ALL和非霍奇金淋巴瘤患者自体或异基因造血干细胞移植(
HSCT
)后作为辅助治疗的安全性。
PiggyBac转座子
与SB载体一样,PB系统由PB转座酶(
PBase
)构成,其形式为mRNA或DNA,以及携带所需基因的单独转染质粒。PB在哺乳动物细胞中具有比SB更高的转座子动员转座活性,比病毒载体具有更大的装载能力(
高达14 kb
),并允许通过设计多顺反子盒进行多个转基因传递。
在澳大利亚开展的CARTELL试验是一项I期临床研究(
ACTRN12617001579381
),旨在研究通过PB转座子系统获得的供体衍生抗CD19 CAR-T细胞的疗效和安全性。早期结果表明,其活性类似于用高应答率病毒载体生成的抗CD19 CAR-T细胞。另外,分别在日本(
UMIN000030984
)和中国(
NCT04289220
)进行的两项I期研究正在调查使用PB系统制造的抗CD19 CAR-T细胞的可行性和安全性。在日本的研究中,到目前为止,没有一名患者显示出剂量限制性毒性。一名患者表现出持续9个月的B细胞再生障碍。
mRNA
RNA适合多种细胞转染方法,包括电穿孔、阳离子脂质和阳离子聚合物。已经有许多体外和体内临床前研究,通过mRNA将CAR引入T细胞,用于在血液肿瘤和实体瘤的模型系统中进行测试。虽然基于mRNA的治疗被证明可以减少靶向效应、降低毒性并缓解整合相关的安全性问题,但蛋白质表达的瞬时性在这些应用中也是一个缺点。
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纳米载体
为了应对未来的挑战,除了转座子平台外,基因工程的另一个非病毒工具是纳米载体,纳米载体的使用正在成为一种可能的解决方案,以克服目前基因传递中的障碍,例如毒性和低转染效率。