戴着口罩和手套的研究员拿着一个装有细胞的容器

哥伦比亚免疫学家发明的“活药”可能挽救移植器官

在哥伦比亚大学细胞治疗实验室的冷冻室里,一个只有酸奶杯大小的容器里装着近10亿个定制细胞,这可能是帕维尔·穆兰斯基(Pawel Muranski)病人肾脏的最后机会。

这个肾是几个月前才移植的。但由于患者的免疫系统被抑制,无法攻击器官,患者体内的一种病毒重新激活,引发了危险的感染。

目前还没有对抗这种感染病毒的抗病毒疗法。让病人停止使用免疫抑制剂几乎肯定会导致移植器官的丧失。

现在唯一的选择是一种实验性的细胞疗法——一种由穆兰斯基和他在哥伦比亚大学的同事开发的“活药物”细胞免疫治疗实验室-让病人体内的T细胞大军识别并杀死病毒。

生活的药物

穆兰斯基是哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院的细胞免疫治疗主任,他在美国国立卫生研究院工作时看到了对这种细胞的需求,一些原始的免疫治疗策略就是在那里开发的。在美国,每年约有4万例器官移植和2万例骨髓移植,但高达20%的患者会感染疾病,危及移植的成功。

在美国国立卫生研究院,穆兰斯基所在的团队开发了一种方法,可以生产大量的病毒特异性T细胞,这些T细胞经过训练,可以识别和消除患者的病毒,但不影响身体的其他部位。

五个科学家在一个实验室里
帕维尔·穆兰斯基说:“我们的细胞疗法背后的想法是,我们可以从健康的捐赠者身上提取T细胞,选择识别病毒的T细胞,并在实验室中繁殖它们,这样我们就可以创造出一个免疫细胞群,我们可以给病人控制感染。”图片:细胞免疫治疗实验室的成员,从左起,Rodica Ciubotariu, Pawel Muranksi, Hei T. Chan, Agata Jurewicz和Jian B. Pan。图源:Tim Lee摄影

对大多数人来说,威胁移植病人的病毒通常不是什么大问题。到成年时,大多数人都感染了这种病毒,这种病毒以休眠状态留在体内。然而,在免疫系统受到抑制的人群中,病毒可能会苏醒并猖獗。

穆兰斯基说:“我们的细胞疗法背后的想法是,我们可以从健康的捐赠者身上提取T细胞,选择识别病毒的T细胞,并在实验室中繁殖它们,这样我们就可以创建一个免疫细胞群,我们可以给病人控制感染。”

免疫细胞需要一定程度的匹配才能正常工作,所以这些细胞是从患者的一级亲属那里获得的。

在穆兰斯基在美国国家卫生研究院进行的试验中,这种细胞被证明是安全的,并且在一些患者身上击退了感染。但是制造这些细胞花了几个星期的时间,这对于试图对抗一种致命感染来说太长了。

更快的生产线

目前正在移植患者中进行测试的病毒特异性T细胞疗法在概念上与早期的实验性疗法相似,但产生的速度要快得多。

以前需要一个多月和大桶细胞培养的工作,现在可以在比一杯咖啡还小的生物反应器中在两周内完成。

一位科学家在实验室里检查一个装有细胞的容器
过去,为患者生产细胞疗法需要一个多月的时间,并需要大量的细胞培养。现在,在一个比一杯咖啡还小的生物反应器内,这项工作可以在两周内完成。临床操作主任Rodica Ciubotariu正在检查一个细胞容器。摄影:Tim Lee Photography

截至10月底,有3名患者接受了细胞治疗,没有任何不良反应。这些患者是测试该疗法安全性的一期临床试验的一部分。

一旦1期安全性研究完成,该疗法的效果将在2期试验中进行严格测试,届时可能会使用多剂量的细胞来增加有效性的几率。与此同时,实验室将开发新的和改进的方法来创建抗病毒免疫细胞,并在额外的一期试验中进行测试。

下一个目标:癌症

使用T细胞靶向病毒感染相对简单,因为我们的免疫系统天生就能控制病毒。

但穆兰斯基的最大目标是开发新型T细胞疗法来攻击癌症。近年来,CAR - T细胞(从患者身上提取的细胞,通过基因工程识别癌细胞)已被开发用于血癌,并获得了FDA的批准。但是这些t细胞疗法在治疗实体癌方面并没有太大的成功。

穿着白大褂的科学家站在实验室里
Pawel Muranski的最大目标是开发新型T细胞疗法来攻击实体癌症,这是免疫系统难以攻克的目标。摄影:Tim Lee Photography

实体癌症是免疫系统难以识别的目标,CAR - T细胞在很大程度上仅限于识别癌症的表面分子,而许多癌症相关抗原存在于肿瘤细胞内。

穆兰斯基认为自然产生的T细胞可能是更好的选择。他专注于一种被称为CD4+ T辅助细胞的T细胞,它是整个免疫系统的主要协调者。

他说:“辅助T细胞使我们能够不仅针对细胞表面的癌症抗原,而且针对细胞内部的癌症抗原。”这就是体内正常T细胞识别感染细胞或癌细胞的典型方式。

“新出现的数据表明,辅助T细胞可能真的非常强大,我认为大多数癌症都可以用辅助T细胞而不是CAR - T细胞来靶向。”

在哥伦比亚大学开发未来的细胞疗法

哥伦比亚大学已经开放了其他内部细胞疗法,该机构是学术医疗中心为数不多的几个设施之一。

穆兰斯基希望让来自不同种族背景的患者更容易接受基于细胞的免疫疗法。“此外,通过在哥伦比亚大学现场制造CAR-T细胞和其他癌症和病毒特异性细胞,”他说,“我们可能会显著降低这些挽救生命但非常昂贵的治疗方法的成本。”

哥伦比亚大学有非常活跃的免疫和免疫治疗项目,正在开发治疗癌症和移植患者的新疗法。

穆兰斯基说:“许多免疫疗法起源于学术机构,然后由行业进一步开发。”穆兰斯基于2017年来到哥伦比亚大学,从零开始建造了这座设施。“通过学术细胞制造,我们可以轻松快速地将治疗的新想法转化为早期临床试验,并观察它们是否安全有效。

他补充道:“我们并不是试图复制工业界正在做的事情。”“我们的想法是创新和生产下一代细胞疗法。”

参考文献

Pawel Muranski医学博士他是瓦格洛斯内科和外科医生学院的医学、病理学和细胞生物学助理教授,也是哥伦比亚转化免疫学中心的首席研究员。

Rodica Ciubotariu,医学博士,细胞免疫治疗实验室临床操作主任,医学系副研究科学家。

Hei T. Chan,注册护士,细胞免疫治疗实验室的研究护士和免疫效应和细胞治疗项目负责人。

Agata Jurewicz, MS,是细胞免疫治疗实验室的质量保证专家。

潘健,细胞免疫治疗实验室高级技术员。