FDA關(guān)于CAR-T產(chǎn)品的臨床藥理學(xué)研究經(jīng)驗分享

目前，所有經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)的過繼性T細(xì)胞療法，均采用從自體來源分離的T細(xì)胞來發(fā)揮抗腫瘤作用。過繼性T細(xì)胞療法中，又以嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞產(chǎn)品的臨床開發(fā)進(jìn)程進(jìn)展迅速，已獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，用于治療某些B細(xì)胞淋巴瘤、白血病以及多發(fā)性骨髓瘤。

CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品是經(jīng)過基因修飾的T細(xì)胞，其設(shè)計目的是識別特定的細(xì)胞表面抗原（如B細(xì)胞上表達(dá)的CD19抗原或B細(xì)胞成熟抗原BCMA）。CAR-T細(xì)胞療法的作用機(jī)制包括：識別特定細(xì)胞表面抗原，進(jìn)而觸發(fā)下游信號傳導(dǎo)，隨后分泌細(xì)胞因子，最終實現(xiàn)對靶細(xì)胞的殺傷。

在藥物研發(fā)過程中，藥代動力學(xué)（PK）數(shù)據(jù)和藥效動力學(xué)（PD）數(shù)據(jù)的收集十分常見，它們是監(jiān)管決策過程中的關(guān)鍵組成部分，無論是針對普通人群還是特定人群的劑量合理性論證與治療方案優(yōu)化，均需依賴這些數(shù)據(jù)。然而，與小分子藥物或治療性蛋白質(zhì)不同，CAR-T細(xì)胞療法這類復(fù)雜生物制品，給藥物研發(fā)中傳統(tǒng)臨床藥理學(xué)方法的應(yīng)用帶來了獨特挑戰(zhàn)：1）CAR-T細(xì)胞在給藥后會在體內(nèi)呈指數(shù)級擴(kuò)增，因此傳統(tǒng)的質(zhì)量平衡原理不再適用；2）與傳統(tǒng)藥物相比，CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)還能存活更長時間，這使得清除率、半衰期等典型藥代動力學(xué)參數(shù)無法用于給藥方案的確定。

FDA臨床評價團(tuán)隊和臨床藥理團(tuán)隊通過公開可訪問的生物制品許可申請（BLA）獲批清單數(shù)據(jù)庫，獲取監(jiān)管審查文件，篩選出2017年8月至2025年2月期間獲批的CAR-T細(xì)胞療法。提取了臨床藥理學(xué)相關(guān)的關(guān)鍵信息，具體包括：給藥劑量、PK、作用機(jī)制、PD，以及藥物計量學(xué)（含群體藥代動力學(xué)分析、暴露-反應(yīng)分析和基于模型的評估）。

2017年8月至2025年2月期間，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)了7款自體CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品，可大致分為兩類：1）抗CD19 CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品：包括Kymriah（tisagen lecleucel）、Yescarta（axicabtagene ciloleucel）、Tecartus（brexucabtagene autoleucel）、Breyanzi（lisocabtagene maraleucel）、Aucatzyl（obecabtagene autoleucel；2）抗BCMA CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品：包括Abecma（idecabtagene vicleucel）、Carvykti（ciltacabtagene autoleucel）。

劑量

劑量選擇方面：獲批CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品的首次人體臨床試驗劑量，主要基于該產(chǎn)品的臨床前研究數(shù)據(jù)。此外，既往臨床研究數(shù)據(jù)也為后續(xù)首次人體研究的劑量確定提供了參考。

獲批給藥劑量類型：獲批CAR-T產(chǎn)品的給藥劑量分為固定劑量和基于體重的劑量兩種，部分產(chǎn)品同時獲批兩種給藥方式。

淋巴耗竭藥物使用：在驗證CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品安全性和有效性的試驗中，所用的淋巴耗竭藥物為環(huán)磷酰胺（劑量250-900mg/m2）和氟達(dá)拉濱（劑量25或30mg/m2）。使用這類藥物的目的是提升CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)的擴(kuò)增能力與存續(xù)時間。

PK

與其他治療類別藥物一致，通過細(xì)胞擴(kuò)增和存續(xù)情況評估CAR-T細(xì)胞的藥代動力學(xué)，是全面評價該類產(chǎn)品安全性和有效性的核心環(huán)節(jié)。研究表明，細(xì)胞的擴(kuò)增與存續(xù)情況不僅與抗腫瘤效果相關(guān)，還與不良反應(yīng)發(fā)生率升高有關(guān)，包括細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）、神經(jīng)毒性、B細(xì)胞缺乏癥等嚴(yán)重風(fēng)險。

給藥方式：目前所有獲批CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品均采用單次靜脈輸注給藥，僅Aucatzyl采用分次給藥方式。

體內(nèi)過程：輸注后，CAR-T細(xì)胞快速分布至全身各組織；隨后與靶抗原結(jié)合，激活T細(xì)胞信號通路，啟動指數(shù)級擴(kuò)增過程。大部分活化的CAR-T細(xì)胞會進(jìn)入收縮期，部分細(xì)胞則轉(zhuǎn)化為記憶表型，從而實現(xiàn)更長時間的體內(nèi)存續(xù)。

分布相特征：由于支持藥代動力學(xué)評估的試驗中，PK采樣方案存在局限性，目前獲批產(chǎn)品的初始分布相尚未得到充分表征。

血液中PK特征：根據(jù)CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，其在血液中的藥代動力學(xué)特征表現(xiàn)為“快速擴(kuò)增期”后緊跟“雙指數(shù)衰減期”（即快速下降與緩慢下降兩個階段，見下圖）：

擴(kuò)增期關(guān)鍵參數(shù)：擴(kuò)增期的PK特征通過“峰值濃度（Cmax，即CAR-T細(xì)胞最高水平）”和“達(dá)峰時間（Tmax，即達(dá)到Cmax的時間）”來描述。

曲線下面積（AUC）：通過非房室分析測定0-28天內(nèi)的CAR-T細(xì)胞水平，得出部分曲線下面積（pAUC，即AUC0-28天）。AUC0-28天是綜合型PK參數(shù)，可反映CAR-T細(xì)胞的擴(kuò)增與收縮特征。

體內(nèi)存續(xù)與生物分布

體內(nèi)存續(xù)評估：CAR-T細(xì)胞的體內(nèi)存續(xù)情況可通過“半衰期”和“血液中最后可量化水平”推斷；其終末半衰期需從CAR-T細(xì)胞水平隨時間變化曲線的“緩慢下降期”中推導(dǎo)。在7款產(chǎn)品中，僅Kymriah和Carvykti的半衰期得到了評估。

生物分布評估：CAR-T細(xì)胞的PK分析還包括對骨髓分布的評估（即骨髓中CAR-T細(xì)胞水平相對于血液中的比例）。例如，對Kymriah的生物分布評估顯示，輸注后3個月和6個月時，其在骨髓中的分布比例分別約為67%和69%。

PK定量檢測方法

CAR-T細(xì)胞PK的定量檢測采用兩種方法：1）流式細(xì)胞術(shù)：有助于特異性表征T細(xì)胞亞群（如CAR-T細(xì)胞輸注后，血液樣本中CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞的比例）；2）定量聚合酶鏈反應(yīng)（qPCR）：包括數(shù)字液滴PCR（ddPCR），該方法檢測轉(zhuǎn)基因序列的特異性和靈敏度均高于流式細(xì)胞術(shù)。

PD

對于目前獲批的、靶向B細(xì)胞特異性抗原的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品，其作用機(jī)制為：與表達(dá)靶抗原的細(xì)胞特異性結(jié)合，啟動信號級聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)T細(xì)胞活化、增殖，獲得效應(yīng)功能，并產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子。這些過程最終導(dǎo)致靶腫瘤細(xì)胞被清除、表達(dá)靶抗原的B細(xì)胞耗竭，進(jìn)而引發(fā)B細(xì)胞缺乏癥。

基于上述機(jī)制，不同靶點CAR-T產(chǎn)品的藥效動力學(xué)評估重點不同：

抗CD19 CAR-T產(chǎn)品：FDA批準(zhǔn)的該類產(chǎn)品PD評估指標(biāo)包括細(xì)胞因子與趨化因子水平變化、B細(xì)胞缺乏癥；

抗BCMA CAR-T產(chǎn)品：兩款獲批產(chǎn)品的PD評估除上述“細(xì)胞因子與趨化因子水平變化、B細(xì)胞缺乏癥”外，還包括血清可溶性BCMA水平的下降。

基于模型的評估

群體藥代動力學(xué)（popPK）和暴露-反應(yīng)（E-R）分析的藥物計量學(xué)框架，可直接拓展用于CAR-T細(xì)胞療法的基于模型評估：1）popPK分析：目前已應(yīng)用于4款CAR-T細(xì)胞療法（Kymriah、Yescarta、Breyanzi、Carvykti）；2）E-R分析：已對全部7款CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品完成該分析。

案例分享

案例1：Kymriah與Yescarta

PopPK評估

Kymriah是首個建立CAR-T療法popPK模型的產(chǎn)品，后續(xù)FDA將相同的半機(jī)制性結(jié)構(gòu)模型應(yīng)用于Yescarta的PK特征分析。該模型最初用于描述小鼠對單核細(xì)胞增生李斯特菌或淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒的免疫應(yīng)答，核心結(jié)構(gòu)包括：以速率ρ進(jìn)行指數(shù)擴(kuò)增，直至Tmax；隨后進(jìn)入雙指數(shù)衰減階段，分別以速率α（初始衰減斜率）和β（終末衰減斜率）下降。

半衰期（t?/?）通過公式“l(fā)n(2)/速率”計算，結(jié)果如下：1）Kymriah：初始衰減半衰期（t?/?-α）為4.3天，終末衰減半衰期（t?/?-β）為220天；2）Yescarta：初始衰減半衰期（t?/?-α）為3.3天，終末衰減半衰期（t?/?-β）為173天。

需注意的是，由于Kymriah的中位隨訪時間僅90天，Yescarta僅93天，對終末衰減半衰期（t?/?-β）的估算結(jié)果需謹(jǐn)慎解讀。

協(xié)變量影響分析

通過popPK模型評估了多種協(xié)變量（如托珠單抗、皮質(zhì)類固醇使用、疾病負(fù)荷、患者人口統(tǒng)計學(xué)因素、既往抗腫瘤治療、生產(chǎn)屬性）的影響，關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)如下：1）接受托珠單抗治療的患者，CAR-T細(xì)胞暴露量（Cmax或AUC????天）約升高2倍。這可能是因為CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增更強(qiáng)或衰減更慢的患者，更易發(fā)生3-4級CRS，進(jìn)而更可能需要托珠單抗治療；2）托珠單抗治療CRS并未影響Kymriah與Yescarta的擴(kuò)增速率；3）所有評估的協(xié)變量均未對兩款產(chǎn)品的PK產(chǎn)生顯著影響。

E-R評估

Kymriah獲批用于25歲及以下難治性或復(fù)發(fā)性（二次及以上復(fù)發(fā)）B細(xì)胞前體急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）患者，批準(zhǔn)劑量范圍較寬：1）體重≤50kg患者：0.2-5.0×10?細(xì)胞/kg；2）體重>50kg患者：總細(xì)胞數(shù)0.1-2.5×10?。盡管劑量范圍寬泛，但未建立顯著的劑量-療效關(guān)系。

暴露量與療效、安全性的關(guān)聯(lián)

療效關(guān)聯(lián)：在ALL患者中，Kymriah無應(yīng)答者相比應(yīng)答者，表現(xiàn)出CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增更慢、達(dá)峰時間更長的趨勢；

安全性關(guān)聯(lián)：通過基于模型的方法分析CAR-T細(xì)胞動力學(xué)參數(shù)（Cmax、AUC????天）與CRS風(fēng)險的關(guān)系，結(jié)果顯示：Kymriah與Yescarta的CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增速率越高，CRS發(fā)生概率越高。

案例2：Breyanzi

PopPK評估

為表征Breyanzi靜脈輸注后通過qPCR檢測的動力學(xué)特征，并明確可能影響個體患者CAR-T細(xì)胞動力學(xué)的協(xié)變量，研究建立了經(jīng)驗性popPK模型。該模型采用“分段細(xì)胞生長動力學(xué)模型”，能良好擬合PK參數(shù)，包含三個階段：1）滯后期（lag phase）；2）生長期（growth phase）；3）雙指數(shù)衰減期（快速衰減后進(jìn)入緩慢衰減，轉(zhuǎn)基因可存續(xù)數(shù)月）。

典型PK參數(shù)

單次輸注Breyanzi后的典型細(xì)胞動力學(xué)參數(shù)如下：1）Tmax（滯后期持續(xù)時間[Tlag]與生長期持續(xù)時間[Tgro]之和）：8.49天；2）倍增時間（Tdbl）：0.751天；3）Cmax：21100拷貝/μg；3）初始（α相）衰減半衰期（HLα）：5.07天；終末（β相）衰減半衰期（HLβ）：564天。

協(xié)變量影響分析

明確了多個對PK參數(shù)有影響的協(xié)變量，但需注意：這些影響僅為相關(guān)性，不能解讀為因果關(guān)系：1）年齡是影響Cmax和倍增時間（Tdbl）的顯著協(xié)變量。與≥65歲患者（N=96）相比，<65歲患者（N=142）的中位Cmax和AUC????天分別升高3.1倍和2.3倍；2）基線腫瘤大小：與HLα呈正相關(guān)；3）托珠單抗/皮質(zhì)類固醇使用：用于治療CRS或神經(jīng)毒性（NT）時，與Cmax和HLα升高呈正相關(guān)；4）生產(chǎn)工藝：擬商業(yè)化的CAR-T細(xì)胞生產(chǎn)工藝，相比原始工藝和商業(yè)化前工藝，滯后期更長。

E-R評估

多數(shù)CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品表現(xiàn)出“劑量-暴露”“劑量-療效”關(guān)系平坦的特征，因此Breyanzi的暴露-反應(yīng)分析重點在于探索可能影響療效或安全性的潛在因素。

Breyanzi以“明確組成的CAR陽性活T細(xì)胞”（含CD8+和CD4+組分）給藥，發(fā)現(xiàn)：1）療效（最佳總體緩解率，BOR）關(guān)聯(lián)：CD4+T細(xì)胞擴(kuò)增速率、基線CD4+T細(xì)胞數(shù)量與BOR呈正相關(guān)；最終產(chǎn)品中CD8+亞群數(shù)量與BOR呈負(fù)相關(guān)；2）安全性（CRS、NT）關(guān)聯(lián)：CD4+T細(xì)胞擴(kuò)增速率、基線CD4+T細(xì)胞數(shù)量與1級以上（GR1+）NT呈正相關(guān)；3）CD4:CD8比例的影響：最終產(chǎn)品中CD4:CD8比例是與BOR、CRS發(fā)生率、NT發(fā)生率相關(guān)的重要因素。在CD4+與CD8+細(xì)胞擴(kuò)增速率相同的情況下，CD4:CD8比例升高至2:1時，BOR、CRS發(fā)生率、NT發(fā)生率均隨之升高。

引自：FDA Experience on CAR T Cell Pharmacokinetics/Pharmacodynamics and Model-Based Assessments

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