体内 (In Vivo) CAR-T 治疗药物的革命：挑战与监管前景

 

传统的体外（ex vivo）CAR-T 治疗药物面临着多重局限性，包括复杂的生产工艺、高昂的生产成本以及在质量控制和风险管理方面的挑战。（in vivo）CAR-T 利用病毒载体或脂质纳米颗粒（LNP），通过简化生产、增强可扩展性（可扩展生产）、降低成本并提高药物可及性.本文总结了体内 CAR-T 治疗药物的进展、技术优势及监管格局，分析可生产性、可扩展性，讨论质量控制、安全风险挑战，以及药物开发中的风险环节策略。

体外（ex vivo）与体内（in vivo）CAR-T治疗药物生产工作流示意

一、体内与体外CAR-T 治疗药物对比

1、生产制造

自体体内CAR-T，T 细胞的采集、选择，以及在良好生产规范（GMP）条件下的生产（图 1）。CAR-T 细胞在体外扩增，并与辅料配制成基于细胞的产品。整个生产过程通常涉及复杂的原材料和试剂。应对所有原材料实施质量和安全性评估，尤其是人源或动物源材料以及基因修饰试剂。

体内 CAR-T 治疗药物无需采集患者 T 细胞（图 1）。取而代之的是，携带遗传物质的载体（如慢病毒载体、腺相关病毒载体[AAV]、LNP 或外体/外小体）在GMP 条件下体外生产，并直接给予患者，功能性 CAR-T 细胞的产生完全在体内发生。载体设计实现CAR构建体的靶向递送、增强递送系统的组织选择性和表达启动子的细胞特异性，并消除与天然细胞表面受体的相互作用。

2、扩展性与患者可及性

自体体外 CAR-T的制约因素包括原材料成本高、复杂质量控制、生产周期长、设备利用率不高、洁净室要求和加工规模限制因素多。同时最终产品建立强大的冷链物流，确保分散式或院旁/床旁生产场地的产品一致性仍具有挑战。

体内 CAR-T 治疗药物通过工业化的制药工艺简化了生产，将总生产周期缩短至估计 1.5-3 周，每疗程预计成本降低≥50%，单个批次即可治疗多名患者，简化了临床给药，允许灵活且重复给药，提高稳定性，满足偏远地区可及性，避免避免清除淋巴细胞（lymphodepletion，清淋）和漫长的等待期可能会进一步降低住院成本并提高患者依从性。

质量控制策略

自体CAR-T 由于部分CAR 激活和T细胞扩增发生在体外，可实现CAR-T细胞全面的质量控制、比如存活率、CAR表达和活性。但鉴于供者之间固有的个体差异，对于放行自体产品而言，对CAR-T细胞不合格（OOS）批次的管理需要特别注意。

体内 CAR-T 治疗药物，质量保证主要集中在递送载体上，评估递送载体的靶向效率和特异性，对于基于病毒载体的产品，关键质量属性可能包括病毒滴度、杂质、抗体密度（如适用）和效价等。对于基于 LNP 的产品，关键质量属性可能包括 LNP 的理化性质、粒径和效力、偶联抗体的比例和位点特异性分布，以及 mRNA 载荷的纯度、完整性等。

体内与体外 CAR-T 治疗药物在化学、制造和控制（CMC）信息方面的对比见表 1。

表 1：体外与体内 CAR-T 治疗药物 CMC 信息对比

3、安全性与持久性

自体CAR-T 治疗药物，已知风险包括CRS、神经毒性、脱靶效应和插入突变。尽管小鼠异种移植模型拥有种属间生物学局限性，但仍可以能为人类 CAR-T 细胞样本的体内迁移和增殖特征提供参考。

体内 CAR-T 产品，由于 CAR-T 细胞的产生完全在体内发生，精细控制转导效率、激活、扩增和持久性仍具挑战性，同时也带来了更高的风险，例如脱靶效应和免疫原性。据报道，病毒载体更有可能触发免疫反应，从而引起非预期的炎性反应；而脂质配方依赖的对肝脏和髓系细胞的趋向性，可能会导致急性输注反应、肝脏毒性和免疫原性介导的过敏反应。

鉴于体内CAR-T治疗药物独特的安全性特征，使用人源化或NHP模型全面的非临床研究，比如药理学、PK、毒性；对于IND 申请，在GMP 评估一般毒性（死亡率、临床药理学、细胞因子），结合动物最大耐受剂量（MTD），选择首次人体剂量。非淋巴组织中的生物分布可以明确靶向特异性，而在整个开发过程中都需要对载体拷贝数和插入位点进行持续监测。

体外 CAR-T 不同，体内 CAR-T 治疗药物的给药剂量是基于载体数量而非细胞数量。需要新的剂量探索策略来明确载体剂量、给药方案与体内 CAR-T 细胞生成之间的关系。需要注意的是，由于既往治疗导致的淋巴细胞数量和功能的差异，可能会影响体内的转导效率、扩增和持久性

二、需要克服的障碍

1、结构设计、生产与控制

担忧慢病毒系统具有致癌性，高纯度病毒载体的规模化生产需要对生产工艺进行严格的优化和验证，批间一致性构成了相当大的技术困难。

而LNP递送mRNA， 仍存在重大挑战，包括内体/溶酶体屏障、低转导效率和短作用持续时间。选择抗体偶联方法（如亲和素-生物素相互作用或共价偶联。

新型分析方法带来监管问题。

2、安全性担忧

病毒复活（Viral reactivation）是与体外自体 CAR-T 治疗药物相关的已知临床风险，目前针对该风险的管理策略已相当成熟，并包含完善的方案，包括长期监测和预防性用药。

尚无获批上市用于非肿瘤适应症的 CAR-T 产品。对于非恶性疾病患者，安全风险的可接受阈值显著低于癌症患者。在缺乏有效治疗选择的终线难治性病例中，当判断临床获益大于潜在风险时，可考虑此类疗法。

需要评估安全边际、是否符合伦理标准、长期安全性、生存期期间是否有诸如插入突变等的理论风险，且持续的CAR-T活性可能会总价终身对感染和二次恶行肿瘤的易感性。

3、伦理与生物安全

体内 CAR-T 治疗药物的一个核心挑战来自于它们潜在使用的基因转移和永久性基因组编辑，这需要严格的伦理监督和彻底的知情同意流程，以确保患者完全理解相关的风险和获益。此外，基于病毒载体的产品的生产和质量控制涉及复制型病毒。

开发人员和监管机构的一项当务之急是建立临床相关的获益-风险评估框架，以有效评估人类基因修饰的伦理合理性，并建议组建多学科专家团队，对各种病毒载体类型进行全面的生物安全评估。

三、 应对挑战的策略

体内CAR-T治疗药物的创新型和目前有限的认知，该模式的开发和监管测策略无法套用现有框架，应对这些挑战采用QbD 方法，从产品开发的最初阶段就整合监管考量。

表2：体内 CAR-T 治疗药物面临的挑战、缓解策略示例及监管考

四、开发策略

彻底的开发者可以通过优化靶点选择、工程化细胞类型、递送系统和 CAR 设计来应对当前的挑战。如BCMA和CD19 双靶点，靶向 CD19 可以广泛清除 B 细胞群体，BCMA 靶向的 2 期试验在抗体相关自身免疫性疾病（如难治性全身型重症肌无力[MG]）中报告了令人鼓舞的结果，可以应用 CRISPR 筛选平台和人工智能来选择更安全的靶点，优化CAR-T 细胞的功能，并减轻靶向肿瘤外（on-target off-tumor）毒性。

可控 CAR 表达系统的开发包括体内安全开关系统的设计（可在发生严重毒性时选择性清除 CAR-T 细胞），以及利用小分子药物或抗体精准控制 CAR-T 细胞活性和持久性。优化启动子等遗传元件可以实现组织和时间特异性的 CAR 表达，提高表达效率并最大限度地减少脱靶。结合免疫检查点抑制剂或小分子药物等策略，这些创新可能会进一步克服 T 细胞耗竭和治疗耐药性。

递送系统的优化，努力集中在开发更具靶向性、高效和持久的平台上，新型 LNP 配方、工程化病毒衣壳和聚合物纳米粒

安全性和有效性控制方面，安全性优化应从最初的产品设计阶段开始融入，并贯穿于整个开发过程，首先深入研究单次给药的安全性和有效性。一旦积累了足够的数据，应严格评估重复给药的必要性和安全性。预防措施可以参考来自研究药物和相关类似物的安全性数据，并由长期受试者随访提供支持，以确保持续的安全。应建立包括追踪细胞因子水平和 CAR-T 细胞群体动态变化在内的全面患者监测计划，并配备明确的不良事件分级和管理程序，以及详细的剂量调整和研究暂停标准。

1、适应性监管策略

需要采用全面的、与风险相适应的方法，通过综合证据评估来解决不确定性和独特挑战。随着产品成熟度和临床经验的积累，应应用整合非临床、临床和 CMC 数据的证据权重法（Weight-of-Evidence, WOE）来支持监管决策。

2、 国际合作

监管机构应加强国际协调，以避免重复的开发和评估工作。一个协调一致的框架应主动解决关键的转化鸿沟，包括种属相关性标准、毒理学模型的合理性以及新替代方法（NAMs）的采用。此外，它还应建立对载体生物安全性的标准化评估，涵盖复制能力和排毒（shedding）研究，以评估患者和环境风险，并为整个治疗生命周期内的缓解策略提供信息。在现有基因治疗产品框架的基础上，应建立针对体内 CAR-T 治疗药物的明确指导原则，以协助开发者评估和管理风险。

主要司法管辖区对先进疗法的监管框架存在差异（表3）。

表3：各监管机构针对体内 CAR-T 相关产品的监管框架对比 

注：ATMP，高级治疗药物；rAAV，重组腺相关病毒载体；CMC，化学、制造与控制；CGMP，现行良好生产规范；GMP，良好生产规范；INTERACT，CBER/CDER 产品早期针对性沟通会议；LNP，脂质纳米粒；PRIME，优先药物计划；RCL，复制型慢病毒。