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2025-2029年全球工程細胞療法的技術進展 Technological Advances in Engineered Cell Therapies, Global, 2025–2029
2025/09/02
Frost & Sullivan
www.frost.com
一、前言
細胞療法(Cell Therapy)是一種將活細胞移入病患體內來治療疾病的治療手段,這些療法通常用來治療癌症、自體免疫疾病和遺傳性疾病等複雜疾病。傳統療法依賴全身性藥物或廣泛的免疫抑制劑,這類方法通常缺乏精確性、長期穩定性和安全性。隨著細胞工程領域的發展,如體內編程、基因編輯和合成生物學,次世代可編程細胞療法,又稱工程化細胞療法,因此而生。該療法能更精確運作、適應疾病狀況,並產生傳統方法難以實現的持久療效。

二、技術與臨床應用趨勢
工程化細胞療法的發展核心支柱包括有:精準標靶(Precision Targeting)、可擴展性與普及性(Scalability and Accessibility)與跨適應症潛力。首先,在精準標靶方面,近年在細胞內訊號傳遞與蛋白質運輸機制、受體設計技術如嵌合抗原受體(Chimeric Antigen Receptor, CAR)與T細胞受體(T-cell receptor, TCR)等,以及抗原發現方面的進展,讓工程化細胞在疾病與組織的標靶能力大大提升。再來,可擴展性與普及性方面,藉由醫院現場直接製造細胞療法(Point of Care manufacturing, POC Manufacturing)以及開發可預先製備、隨取即用的通用型細胞產品(Allogeneic & Off-the-shelf),降低了成本並縮短處理時間。最後,在跨適應症潛力方面,工程化細胞療法的應用範圍已從血液腫瘤擴展至實體腫瘤、自體免疫疾病、感染性疾病及再生醫學。

當前工程化細胞療法的技術前沿正朝向更安全、更受控且更易於量產的方向邁進。在次世代受體與基因編輯方面,除了美國FDA核准首款用於實體腫瘤的TCR療法-Tecelra,開發者也正利用CRISPR與鹼基編輯(Base Editing)技術生產通用細胞。雙標靶CAR-T與具備細胞激素分泌功能的裝甲型CAR-T,則被用於對抗耐藥性。同時,異體與通用型平台,為了克服自體療法的限制,異體NK細胞、TCR-T及CAR-T正進行後期臨床試驗,包括如Allogene與Precision BioSciences等公司致力於透過基因編輯降低移植排斥風險。此外,合成生物學的導入使細胞具備更高程度的可編程性,透過引入邏輯閘(Logic Gates),如AND/NOT閘、停止開關(Kill switch)與SynNotch受體,使細胞能在特定條件下活化,顯著提升標靶能力並減少脫靶與因此產生的毒性。體內細胞重新編程透過mRNA或奈米顆粒載體直接在體內對免疫細胞進行重編程,跳過昂貴的體外製造過程,為Capstan與Cartesian等公司關注的創新路徑。在製造端,AI分析與自動化製造強化細胞擴增與改造過程中的即時品質控管能力,Cellares與Ori Biotech等公司利用AI驅動分析與封閉式自動化系統,進行即時品質控制,降低生產成本並減少批次失敗。

在臨床應用與適應症發展上,工程化細胞療法正朝多元化趨勢。於腫瘤學領域,CAR-T持續主導血液惡性腫瘤市場;而腫瘤浸潤淋巴球療法(Tumor-infiltrating lymphocyte therapy, TIL therapy),則在實體腫瘤取得重大突破。TCR-T則利用主要組織相容複合物(Major Histocompatibility Complex , MHC)識別細胞抗原,並有效治療實體腫瘤。在自體免疫疾病領域,CAR-T與Treg療法在紅斑性狼瘡、重症肌無力及第一型糖尿病中展現早期成效,使細胞療法有潛力從一次性治療轉型為長期免疫調節劑。此外,工程化細胞正研究用於感染性疾病,如HIV、新冠肺炎、纖維化及神經退化性疾病。

三、代表性案例
(一)Iovance Biotherapeutics與TIL療法 (美國)
Iovance公司專注於開發腫瘤浸潤淋巴球(TIL)療法,並用於治療實體腫瘤。該公司從患者自身的部分腫瘤中分離出天然存在的TIL,並在體外培養擴增與活化後送回病患體內產生安全且具特異性的清除腫瘤效果。2024年2月,由Iovance公司開發的TIL療法Amtagvi獲得FDA加速批准,用於治療晚期黑色素瘤,成為首個在美國商業運用的TIL療法。

(二)Immatics與TCR免疫療法(德國)
Immatics公司致力於開發TCR免疫療法,並用於治療實體腫瘤。該公司開發的XPRESIDENT®和XCEPTOR®平台,兩平台分別辨識腫瘤細胞上能作為標靶的抗原分子,以及T細胞上能識別腫瘤標靶抗原的TCR。Immatics公司產品線包括TCR雙特異性抗體TCER®,是一種經過基因工程改造的類抗體分子,能同時結合腫瘤特異性抗原和T細胞受體,重新定向患者的T細胞,使其識別並殺死癌細胞。以及ACTallo®,一種表特定TCR的異體通用型T細胞。

(三)CARSGEN Therapeutics與異體CAR-T療法(中國)
CARSGEN公司建立了自體與異體CAR-T產品研發線。該公司開發的THANK-uCAR®,解決了以往異體CAR-T產品容易被宿主NK細胞攻擊的缺點,而有較優秀的體內存活能力;CycloCAR® T細胞表達細胞因子IL-7與趨化因子CCL21,提高了CAR-T在實體腫瘤中的存活與浸潤能力;LADAR®技術則是能夠開發標靶範圍更廣的CAR-T細胞的有力工具。

(四)Cartesian Therapeutics與mRNA工程細胞療法(美國)
Cartesian Therapeutics公司正在開發用於治療自體免疫疾病的mRNA工程細胞療法。該公司的產品Descartes-08,能針對全身型重症肌無力(Myasthenia gravis, MG)患者之B細胞成熟抗原(B-cell maturation antigen, BCMA),抑制過度活躍的免疫反應,並設計為能在門診安全給藥,該產品正在進行第三期臨床試驗。

四、挑戰與對策
工程化細胞療法已有許多突破,但廣泛應用仍面臨挑戰。在臨床層面,腫瘤抗原異質性、細胞因子釋放症候群(Cytokine release syndrome, CRS)與神經毒性等不良反應(Adverse Event, AE)、患者篩選困難及反應持久性不足是主要障礙。營運上,複雜的給藥流程、對冷鏈運輸的依賴,以及照護點基礎設施的有限,進一步增加了療法的應用門檻。此外,居高不下的治療成本、醫療保險覆蓋範圍不一,缺乏調適性的監管模型以及臨床試驗審批緩慢,則均限制了療法的普及。

針對上述挑戰,業界提出了多項策略。臨床藥物開發上,關鍵技術持續進步,如遞送系統能更精準的將重編程因子如mRNA送給T細胞或NK細胞,達成更具標靶能力與存活能力的工程化細胞;生物相容性的材料所製成的支架,也能提供工程化細胞在體內有更高的存活率。另外,細胞擴增與培養系統的提升,使工程化細胞的生產更為穩定。而臨床管理上,AI技術的導入,能利用多體學預先篩選具對療法良好反應的患者,並輔助對不良反應的預測。監管方面,允許以真實世界證據(Real world evidence, RWE)為支持的條件性核准,能更快速推動針對合成生物學與基因編輯的相關療法。交付模式則轉向「軸輻式(Hub-and-spoke)」模型與去中心化管理,利用POC設備與移動醫療單位來提高療法的普及。財務面則引入風險關聯報銷、按績效付費及訂閱制支付模型,以分擔與精算風險。

五、成長機會
(一)AI於細胞療法的應用
AI與ML的應用使細胞療法加速從研發到臨床應用。透過整合臨床、基因組與表現型資料,AI可提升標靶識別、患者分群、反應預測與安全性管理,並降低不良事件風險。在製造端,AI可強化自體療法的製造流程控制、即時監測與品質一致性,減少批次差異、人為錯誤與成本。同時,AI也能強化CRISPR編輯、載體設計與個人化CAR-T/TCR療法之開發。未來應推動產業與AI、生資公司合作,建立可互相遵循的數據標準與監管框架,以加速細胞療法上市並提升治療成效。

(二)異體通用型細胞療法
次世代異體通用型細胞療法以健康捐贈者細胞為基礎,可大量製造、冷凍保存並即時使用,相較自體療法更具速度、規模與成本優勢。隨著CRISPR、TALENs、免疫逃脫工程及合成生物學進步,異體CAR-T、CAR-NK、巨噬細胞等平台正逐步克服排斥等問題,提升安全性與適用性。不同領域的公司應彼此合作,結合AI、自動化製造,並提升產品安全性,加速臨床開發、擴大商業化潛力。

(三)細胞療法的製造創新與去中心化
細胞療法製造正由傳統中心化藥廠,轉向自動化、模組化與去中心化的新模式,以改善成本、可擴展性與治療普及性。透過可攜式的GMP-in-a-box、封閉式生物反應器、AI支援之品管系統、數位孿生與製程最佳化,細胞擴增、純化流程可更標準化,降低批次失敗並提升再現性。未來需由生技、醫材、委託開發暨製造服務(CDMO)與公私部門合作,發展端到端自動化平台、模組化無菌室與分散式微型工廠,並推動監管與報銷制度整合,才能提升全球細胞療法的普及性。

六、結語
目前工程化細胞療法領域,除了開發更先進的療法,如多重基因編輯與異體通用型療法,提升現有療法的安全性與功效也是重要的趨勢。而產業中的戰略合作關係,以及技術和工具的進步,如自動化科技與AI,則大大影響著該產業的發展速度。最後,有利的法規框架與政府投資支持,也是推動產業發展的重要力量。
郭育廷
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