當全球仍在努力突破自然殺手細胞(NK Cell)療法開發瓶頸時，由長庚大學生物醫學研究所特聘講座教授游正博、中研院陳鈴津院士帶領的再生醫學團隊，已從細胞擴增平台、CAR工程、創新標靶到iPSC量產技術完整布局，並攜手國內生技公司推進產品開發，挑戰現成即用細胞治療市場，也讓臺灣在全球NK細胞賽道中看見自主技術突圍的機會。
撰文/吳培安
癌症免疫治療近十年快速發展，從免疫檢查點抑制劑(Immune Checkpoint Inhibitor)到CAR-T細胞療法，顛覆癌症治療模式。
然而，當CAR-T在血液腫瘤治療取得突破性成果之際，另一條被認為同樣具量產潛力與現成即用 (Off-The-Shelf)優勢的技術——自然殺手細胞(Natural Killer Cell, NK Cell)療法，也成為全球細胞治療產業關注焦點。
相較於T細胞需要透過特定抗原辨識機制啟動免疫反應，NK細胞屬於人體先天免疫系統的重要成員，無須依賴抗原呈現，即可直接辨識異常細胞、發動攻擊，因此，被視為人體對抗癌症與病毒感染的第一道防線。
此外，NK細胞具有廣泛的抗癌潛力，對於血液腫瘤、肺癌、肝癌、卵巢癌、膽道癌等多種癌症都具潛在攻擊能力，且相較於CAR-T，NK細胞治療更不容易出現細胞激素風暴(CRS)、神經毒性等嚴重副作用。
然而，NK細胞始終未能複製CAR-T的成功模式，其關鍵原因在於天然NK細胞在人體內存活時間有限，輸注後往往在數天至數週內逐漸消失，限制了抗癌效果。
此外，與T細胞相比，NK細胞對病毒載體的基因轉殖效率較低，也增加CAR-NK開發難度。這些問題長期困擾國際學界與產業界，使NK細胞療法雖然被看好，卻始終未能大規模進入臨床應用。
針對這些研發痛點，由長庚大學生物醫學研究所特聘講座教授游正博與中央研究院陳鈴津院士領軍的再生醫學團隊，近年建立了apexNK擴增活化技術平台，並進一步結合嵌合抗原受體(CAR)工程、新型腫瘤標靶、低免疫原性誘導性多潛能幹細胞(Hypoimmunogenic iPSC)與非病毒基因修飾技術，打造出涵蓋apexNK、CAR-NK到iNK的產品組合，希望在全球競逐中的NK細胞療法領域中，建立臺灣自主技術優勢。
游正博突破NK三大瓶頸
pexNK打造高活性、高純度細胞平台
游正博為國內幹細胞研究開路先鋒，投入NK細胞研究長達30餘年。他表示，如今NK細胞的安全性已經在全球數百項臨床試驗下充分驗證，接下來需要克服的課題，是如何提升活化程度、增加持久性以及提高實體腫瘤的治療效果。
多年來，游正博坐鎮長庚醫院幹細胞與轉譯癌症研究所，將這裡打造成國內首屈一指的細胞治療研發中心，並建立了以商品化為目標的「apexNK培養技術平台」，在NK細胞擴增製程上取得重大突破。
游正博表示，傳統NK細胞培養多仰賴IL-2、IL-15等細胞激素，或是使用癌細胞作為滋養細胞(Feeder Cell)，製程複雜且變異性高，且需要經過細胞分選步驟，才能得到高純度的NK細胞。
游正博團隊開發的三階段「apexNK」細胞擴增平台，則可在不使用滋養細胞、也不需要進行細胞分選的條件下，只需30 ml健康人周邊血，即可在30天後產生1兆顆NK細胞，增殖效率較傳統方法提升超過千倍，同時維持98~99%的高純度。
不僅如此，游正博指出，apexNK在生物學特性上也得到升級。研究團隊透過單細胞RNA定序(single-cell RNA sequencing)分析，發現培養過程中原本存在於血液中高度異質性的NK細胞群體逐漸消失，取而代之的是一群全新的apexNK細胞亞群(Subpopulation)。
研究團隊利用15種基因組合進行分析後發現，它們擁有原始NK細胞截然不同的基因表現輪廓(Gene Expression Profile)，且形成了獨特且穩定的細胞群體，與其他培養方式得到的NK細胞具有明顯差異。
此外，透過代謝體分析，研究團隊也發現apexNK細胞活化過程會伴隨著明顯代謝變化，其中NAD相關代謝路徑大幅增加。因此，團隊進一步利用代謝調控策略改善細胞活性，讓apexNK細胞維持較長時間的功能狀態。
研究顯示，經過特殊處理後，NK細胞在人體內的持續存在比例可從原本約1%~2%，提升至15%左右。游正博表示，存續時間也是國際間開發NK細胞療法時最重視的性能指標之一，因為NK細胞在體內的存活時間相對較短，進而限制了臨床療效。理論上，細胞在體內停留時間越長，能夠持續攻擊癌細胞的機會就會越高。
此外，團隊還在過程中發現部分特殊生物標記(Biomarker)與細胞活性高度相關。游正博認為，未來若能進一步利用這些標記進行細胞篩選，將有機會建立更高效的細胞產品，甚至成為新的專利布局基礎。
目前長庚團隊的apexNK技術平台，已經在2022年衍生成立艾沛生醫，聚焦於apexNK與CAR-ApexNK細胞開發；此外，艾沛生醫也成為宣捷幹細胞、永昕生醫等再生醫療掛牌公司切入NK細胞市場的合作夥伴。
游正博團隊開發的三階段「apexNK」細胞擴增平台，則可在不使用滋養細胞、也不需要進行細胞分選的條件下，只需少量健康人周邊血，即可大幅增殖高純度NK細胞。(攝影/李林娜)
布局OGD2、Globo H、ESCO2創新腫瘤靶點 為CAR-NK配備差異化武器
除了apexNK平台，長庚團隊也同步發展CAR-NK技術。游正博指出，透過導入特異性抗原辨識能力，能進一步強化NK細胞對腫瘤細胞的靶向性和殺傷效率，同時降低嚴重免疫相關毒性的發生風險。
不過，隨著近年CAR技術逐漸成熟，如今CAR-T也不再專美於前，各種免疫細胞都有機會加上CAR來提升治療精準度；現在，細胞療法競爭差異化的下一個關鍵，已經轉向開發者選擇了什麼樣的標靶(Target)。
長期投入腫瘤免疫學與癌症免疫治療、腫瘤幹細胞生物學、轉譯醫學，同時與游正博專注於醣脂科學研究數十年的陳鈴津院士表示，目前全球已有數百種癌症治療抗體上市，但實際對應的標靶僅約31餘種，多數企業其實都集中在少數已知標靶上競爭。
因此，長庚團隊決定從全新腫瘤標靶開發切入。他們目前主要布局的3項創新標靶，包括了：OGD2、Globo H以及ESCO2。
陳鈴津指出，這些都是在癌細胞高度表現、但在正常器官細胞不表現或低表現的抗原，他們正運用病毒轉染技術，產生靶向這些新標靶的CAR apexNK細胞。
其中，GD2是神經母細胞瘤治療領域的重要標靶，也是目前少數成功商品化的腫瘤醣脂標的。不過，由於GD2也存在於部分正常神經組織，因此病患接受治療時，常伴隨劇烈疼痛的副作用。
陳鈴津指出，OGD2是在GD2基礎上進一步修飾形成的新分子，其在神經母細胞瘤(Glioblastoma)、黑色素瘤、小細胞肺癌以及腎癌等多種腫瘤中均有表現，但在正常神經組織的表現極低。
目前，陳鈴津在與法國研究團隊合作中發現，在動物模型中給予靶向OGD2抗體治療時，抗腫瘤效果與GD2相近，但疼痛副作用顯著降低，同時仍可有效抑制腫瘤生長。
基於這項發現，團隊正在進一步開發OGD2 CAR-NK，希望建立兼具安全性與療效的新型免疫治療產品。
第二項標靶Globo H，則是從癌症疫苗走向細胞治療新舞台的潛力新星標靶。陳鈴津表示，Globo H是臺灣生技產業相當熟悉的標靶，過去因台灣浩鼎開發的乳癌疫苗而備受關注，但當時臨床結果未如預期，一度致使外界對其治療價值產生疑問。
然而陳鈴津認為，問題不一定出在標靶本身，而可能在於應用方式。研究團隊發現，Globo H除了存在於癌細胞表面之外，也可透過外泌體(Exosome)影響腫瘤微環境。當其進入周邊組織後，可能促進血管新生、抑制T細胞功能，並增加免疫抑制性Treg的細胞數量。
也就是說，Globo H不只是癌症標記，更可能是腫瘤免疫逃脫的重要推手。這項假說也在後續研究中，發現在乳癌、膽道癌、肝癌等多種癌症中，Globo H高表現均與較差預後相關得到支持。
因此團隊認為，若以CAR-NK或抗體方式重新開發，Globo H仍可能成為極具潛力的治療標的。
最後的ESCO2，則是一種鎖定癌症幹細胞的全新標靶。陳鈴津表示，ESCO2在胚胎幹細胞中高度表現，但在胚胎開始分化後便會迅速消失，因此在正常成人組織的表現極低。
有趣的是，在卵巢癌、胃癌、胰臟癌及神經母細胞瘤等多種癌症中，ESCO2卻重新出現，還與癌症幹細胞特性密切相關。團隊分析病患資料後發現，ESCO2高表現與較差的存活率具有顯著關聯，特別是在亞洲患者較常見的卵巢癌透明細胞癌(Clear Cell Carcinoma)中，ESCO2表現尤其明顯。
陳鈴津認為，由於癌症幹細胞被認為是造成復發與抗藥性的主要來源，因此ESCO2未來有機會成為新一代實體腫瘤治療的重要標靶。
除了這三大標靶，研究團隊也與育世博生技合作，運用育世博的抗體細胞連結技術(ACC)技術，讓apexNK細胞即使不透過可能具有潛在風險的病毒載體，也能精準靶向治療目標。
目前雙方合作已經發現，透過ACC技術能在3小時內讓抗體與細胞連結，且展現出高轉化效率及高細胞活性，未來預計使用在淋巴癌及實體腫瘤治療上。
iPSC衍生iNK
造真正的現貨型細胞治療
除了apexNK與CAR-NK細胞之外，團隊也將目光投向iPSC技術。研究團隊表示，iPSC可在體外進行精準基因功能、分化為多種功能性細胞，讓細胞來源更趨近標準化、能夠規模化生產，進一步發展現成即用型的細胞產品。
目前，研究團隊已建立不表現第一類人類白血球抗原(HLA class I，包含HLA-A/B/C三種基因座)分子的β2-微球蛋白(β2-microglobulin)剔除型iPSC，這些低免疫原性iPSC細胞株經過基因體完整性驗證，可做為未來技術移轉或臨床開發使用。
此外，陳鈴津表示，長庚團隊近年也與日本京都大學CiRA基金會(CiRA Foundation)合作，引進經過美國食品藥物管理局(FDA)GMP認證的低免疫原性iPSC細胞株，並證明這些iPSC細胞株亦可成功分化出iNK細胞，且其活化標誌與毒殺能力均與apexNK相近，未來若再導入CAR技術，便可直接生產CAR-iNK產品。
研究團隊認為，相較於每位病人都需重新製備細胞的自體療法，這類通用型產品具有成本較低、製程穩定及量產能力高等優勢，被視為下一世代細胞治療的重要方向，希望未來能將iNK應用在自體免疫疾病療法開發。
陳鈴津帶領長庚團隊從全新腫瘤標靶開發切入，目前主要布局的創新標靶包括：OGD2、Globo H以及ESCO2。(攝影/李林娜)
>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 138
