同種異體細胞免疫療法：雙基因修飾間質幹細胞及 mRNA CAR 修飾 gamma-delta T 細胞用於實體癌的精準治療

近年全球對免疫療法的逐漸重視，促使癌症相關的研究得以飛躍式地成長。科學界於細胞免疫療法及基因療法的刻苦鑽研，成功開啟了再生醫學的新契機。細胞治療可分為自體（autologous）以及異體（allogeneic）。自體免疫細胞治療意指將病人本身的細胞取出培養，利用不同的細胞激素予以刺激與活化免疫細胞，擴增免疫細胞的數量後，再回輸至病人體內，藉此毒殺癌細胞。然而，自體免疫細胞療效因人而異；若病人細胞處於受損狀態，將無法有效大量培植。除此之外，希望現成可以立即使用 (off-the-shelf) 的觀念及需求也日漸增加。因此，生醫界逐漸將研發目標轉至研究異體免疫細胞療法，希冀提升治療成效。

中國醫藥大學團隊所領導之「同種異體細胞免疫療法：雙基因修飾間質幹細胞及 mRNA CAR 修飾 gamma-delta T細胞用於實體癌的精準治療」計畫中三位專家將透過採訪分享計畫內容，同時討論個人化精準醫療的現況與未來發展方向。

雙基因修飾間質幹細胞

「實體癌目前並沒有一個有效的細胞治療，唯一有效的成功案例即為 CAR-T，但其成功僅限於血液腫瘤，而非實體癌」中國醫大執行長鄭隆賓教授如此解釋。

談到目前實體癌的醫療需求，鄭教授提到其實實體癌的治療以手術的成效最佳，但以肝癌為例，僅 15-20 ％的病人可採取手術切除，且肝癌具復發風險，仍需其他有效的治療。對此洪明奇校長也表示，實體癌跟血液腫瘤的差別在於實體癌異質性高（heterogeneous），其非同質性的特質導致療程困難重重。

中國醫大團隊累積豐富的間質幹細胞研究經驗，所開發的異體間質幹細胞已被應用於許多疾病的治療上，如全球首創雙途徑治療心肌梗塞、中風以及重症新冠肺炎，已有相關文獻發表。至於針對實體癌的治療，鄭教授認為「雙基因修飾間質幹細胞」的研究方向應首聚焦在肺癌。

過往在發展抗癌藥物時，所開發的治療僅針對一種特定標靶進行治療，但實體癌中因異質性高，單一特定標靶療法不僅無法對症下藥，也無法一次性地清除癌細胞。洪校長說明，本次研究中的「雙基因修飾間質幹細胞」即以開發異體臍帶間質幹細胞之去氧核醣核酸雙基因修飾系統 (PD-1 和 HSV-1-TK)，透過更昔洛韋 (Ganciclovir, GCV) 啟動自殺基因而引起「旁觀者效應（bystander effect）」來促進周圍腫瘤凋亡。同樣，利用上述雙基因來破壞腫瘤微環境（tumor microenviroment, TME）使治療更有效。鄭教授更提到，治療癌症應該分秒必爭，臨床上需要有即用型 (off-the shelf) 的細胞，才能即時發揮細胞治療癌症的效益。由於癌症病人的自體細胞常常已經是老弱殘兵，繁殖能力有限，且緩不濟急，因此團隊用活力超強，有專利保護的臍帶間質幹細胞，經全球首創的雙基因修飾後製備的細胞凍存，可隨時取用，治療緊急需要的病人，更能滿足 off-the-shelf 條件。

mRNA CAR 修飾 gamma-delta T 細胞之應用

「實體癌症中的腫瘤周圍如城堡一樣被包覆，能抑制免疫細胞、會突變、會躲避免疫系統攻擊，令腫瘤難以被消滅。」周德陽院長解釋。

周院長認為，新實體癌藥應具備以下幾種條件：必須先清除癌細胞的圍牆，除掉圍牆後，需要能進入腫瘤微環境的細胞，最後依照細胞的特異性，找出僅針對癌細胞但對其他非癌細胞而言是相對安全的標靶蛋白質。本次研究「mRNA CAR 修飾 gamma-delta T 細胞」中所用的 CAR gamma-delta T 細胞就具有上述特性，可以透過分泌一種蛋白質來抑制 PD-L1 ，得以在除掉保護膜後進入腫瘤微環境。Gamma-delta T 是所有免疫細胞裡面效果最佳，且其另一優點在於活性可透過基因轉殖提升。另外，Gamma-delta T 可以從異體來源萃取，利用健康人的細胞進行培養及轉殖，給予更即時的治療。

而為何選擇 mRNA 做載體？周院長接著解釋，大多數 CAR 皆採用病毒較多，但其製備過程繁瑣，且容易引發感染，在進入細胞後容易導致基因突變：mRNA 蛋白製程短且注入完成後即分解消失，再加上mRNA在繁殖免疫細胞時較不會造成傷害，相較之下安全許多。對於目標族群，院長將著重於難治型或數量較多的癌症如肺癌，乳癌、大腸直腸癌、胰臟癌或腦癌進行治療。

創新奈米基因轉殖平台

過往的基因轉殖平台是運用 LNP (lipid nanoparticles)，其缺點是關鍵材料中的電荷可轉換脂質在長期使用下可能會引發肝/腎毒性的疑慮、且需要透過冷鏈來維持穩定性，保存較耗費成本。對此，中醫大團隊在計畫中提出開發新型的「奈米基因轉殖平台技術、PPN」，計畫以非脂質的天然成分來包覆各式各樣的核酸藥品。PPN對於細胞具有高度親和性，可以增加細胞的攝取；被細胞吞食後，會透過降解來釋放出目標核酸，達到高效率轉殖的效果，以打造新的奈米傳遞系統。未來PPN可結合不同基因，進行轉殖以投入細胞、基因、蛋白質以及小分子藥物治療。此外，PPN 更天然、安全，且容易保存，僅在培養皿中加入 PPN 即完成轉殖技術，後續純化的技術亦相對簡單，團隊希冀透過這技術來支持兩項目的開發以及未來應用。

個人化精準醫療方向

癌症療法的新趨勢專注於「個人化精準治療」的研發，而找出並選擇合適的抗原進行標靶極其重要。現有的標靶多是腫瘤相關抗原（tumor associated antigen，TAA），但其專一性仍不夠高，而腫瘤特異性抗原（tumor specific antigen，TSA）則可提高標靶藥物之精準性。此抗原僅存在於腫瘤細胞中，正常細胞幾乎沒有。目前已知利用 TSA 進行治療後遺症較少、效果更佳，唯一不足的是，一旦發生突變，治療即可能功虧一簣；然而光借重 TAA/TSA 仍不夠，需再找出是否有新抗原（neoantigen）。所謂「個人化醫療」就是可以針對具有特定 neoantigen 的特殊族群去處理。中國醫大研究團隊正積極從病人的癌症組織、血液與基因資料庫找出他們共有的新抗原（shared neoantigen），進行開發以共有新抗原促動的細胞治療及癌症疫苗 (cancer vaccine)。