8月9日,石药的一款一类新药SYS6020注射液获批临床,拟用于难治性活动性系统性红斑狼疮,是一款基于mRNA通过LNP方式制备的针对BCMA的CART。6月份的时候,该注射剂通过CDE默示许可获批临床,用于治疗复发或难治性多发性骨髓瘤。一药多报。
目前的大多数CART,不管是病毒载体还是非病毒载体都存在基因随机插入的问题,存在一定的致癌风险,虽然概率极低。
基于mRNA的CAR表达技术具有独特的优势,包括瞬时蛋白表达、非病毒递送平台(如脂质纳米颗粒,LNP)、极低的转基因整合风险,以及多样化的药物模式(体外mRNA CAR-T细胞和体内mRNA CAR)。
值得注意的是,在非癌症适应症中应用CAR-T疗法时,风险与收益的平衡将是最重要的考虑因素,这也凸显了基于mRNA的CAR-T技术在克服现有挑战和满足新兴医疗需求方面的独特优势。此外,由于简单性、低成本以及可接受的安全性,使用编码CAR的mRNA来工程改造T细胞为开发现成的、低成本且安全的CAR-T细胞疗法提供了一种替代策略。
但是呢,基于mRNA的CAR-T疗法在十年前就已经进行了临床测试,但它们的临床转化受到了局限,主要是因为疗效不足。mRNA的瞬时表达特性在CAR-T应用中是一把双刃剑。瓶颈在于线性mRNA在体内本质上不稳定,这必然导致其疗效时间较短。线性mRNA在细胞内半衰期很短,很容易在细胞内降解,一旦降解,CART的疗效就会大大降低。
与线性mRNA不同,环状mRNA(cmRNA)是共价闭合的环状RNA分子,比线性mRNA更稳定,并能在哺乳动物细胞中翻译出更多的蛋白质。因此,理论上基于cmRNA的CAR可以在功能性免疫细胞的细胞膜上实现更高和更持久的CAR表达,从而具有产生更强抗肿瘤免疫反应的潜力。
发表在bioRxiv一篇文章《Scarless circular mRNA-based CAR-T cell therapy elicits superior anti-tumor efficacy》介绍了一个置换内含子外显子(PIE)平台,用来合成无痕环状mRNA(cmRNA),以实现高效CAR表达和持久的疗效。cmRNA显著增加了人T细胞表面的抗CD19 CAR的数量和持续时间。基于cmRNA的抗CD19 CAR-T细胞相较于线性mRNA对照组显示出更优的抗肿瘤效果。
这个 PIE 平台的原理是在目标基因(GOI)的 5' 端(称为 E2')和 3' 端(称为 E1')分别实现经典 PIE 中 E2 和 E1 的功能。无痕 PIE 平台中的环状前体 RNA 包含了核酶的 3' 半段、目标基因(其中包含了 E2' 和 E1' 的替代序列)、以及核酶的 5' 半段。这一合理的设计让我们能够合成真正无痕的环状 RNA 产物,通过使用 RNase R 处理前体 mRNA 和 cmRNA 产物,线性的前体 mRNA 则被消化掉了。定量测量环化效率约为 90%。
细胞系检测了由 Hi-Scarless-PIE 合成的无痕环状信使 RNA(cmRNA)驱动的蛋白质表达能力显示:cmRNA 表达的蛋白质持续时间都比线性 mRNA 要长。cmRNA 表达的蛋白质半衰期大约为 4.5 天,而线性 mRNA 的蛋白质表达半衰期大约只有 2.5 天。使用脂质纳米颗粒(LNP)包裹编码萤火虫萤光素酶(FLuc)的 cmRNA,测试无痕 cmRNA 在体内的蛋白质表达能力:cmRNA 表达的 FLuc 蛋白显示出强效表达,并且持续了 14 天。无论是体外还是体内,无痕 cmRNA 都展现出了更强大和更持久的蛋白质表达能力。
制备CD19 CAR-T细胞测试 线性 mRNA 和 cmRNA 哪个更加长久稳定,结果显示在电穿孔后的 6 小时内,线性 mRNA 组的 CAR 表达达到峰值,随后在一天后开始下降,第四天降至无法检测的水平。相比之下,cmRNA 组的 CAR 表达在转染后的一天达到最高值,并维持了两天,之后才开始下降,在转染后第七天降至无法检测的水平。
进一步研究两种类型的 CAR-T 细胞在体内的持久性,在电穿孔后一天通过尾静脉注射给予每只小鼠 3×10^6 个 CAR-T 细胞,注射后第 1 天线性 mRNA 组的 CAR-T 细胞比例约为 40%,而 cmRNA 组的比例超过 80%。到了注射后第 3 天,线性 mRNA 组的 CAR-T 细胞比例减少至 20%,而 cmRNA 组的 CAR-T 细胞比例仍然保持在 50% 以上。
接下来在 NALM-6 肿瘤模型中评估了基于线性 mRNA 的抗 CD19 CAR-T 细胞和基于 cmRNA 的抗 CD19 CAR-T 细胞有效性,结果显示:注射基于 cmRNA 的抗 CD19 CAR-T 细胞的小鼠其肿瘤负担显著低于未转染 T 细胞组和基于线性 mRNA 的抗 CD19 CAR-T 细胞组,注射基于 cmRNA 的抗 CD19 CAR-T 细胞显著延长了小鼠的生存时间,提供持久的抗肿瘤效果。
mRNA 平台提供了一种理想策略来避免传统 CAR-T 技术中由病毒载体、基因组整合及永久性转基因表达带来的风险。随着靶向脂质纳米颗粒(LNP)递送系统的进展,体内 CAR-T 疗法——即通过将编码 CAR 的 mRNA 靶向递送到 T 细胞来在人体内生成 CAR-T 细胞——将成为下一代 CAR-T 疗法开发浪潮中的游戏规则改变者。环状mRNA和CART组合未来可期。