華雅思創(chuàng )生物帶你探索解讀CAR-T療法

想要了解CAR-T，我們首先聊一聊普通T細胞是如何在免疫系統發(fā)揮作用的。在免疫系統中，T細胞需要借助抗原遞呈細胞(APC)來(lái)殺死異常細胞。APC表面有許多用于識別細胞表面抗原的MHC(主要組織相容性復合體)分子，等APC識別到異常細胞之后，MHC就會(huì )和T細胞受體(TCR)結合，把信號傳遞給T細胞。在CD3、CD4和CD8等分子的幫助下，T細胞才能最終識別異常細胞并將其殺死。但是腫瘤細胞卻把自己的這些“指紋"給毀了，導致APC細胞就無(wú)法識別它。

CAR-T(嵌合抗原受體T細胞)是通過(guò)基因改造技術(shù)，讓患者T細胞表達嵌合抗原受體，使效應T細胞的靶向性、殺傷性和持久性均較常規應用的免疫細胞高，并能克服腫瘤局部免疫抑制微環(huán)境和打破宿主免疫耐受狀態(tài)。

嵌合抗原受體(CARs)是由一個(gè)胞外抗原結合域(通常是一個(gè)單鏈抗體，也可以是多肽或者其他蛋白質(zhì))，一個(gè)鉸鏈區(促進(jìn)抗原受體與腫瘤抗原的結合)，一個(gè)跨膜區(用來(lái)固定CAR)，一個(gè)T細胞激活結構域(CD3 ζ，提供T細胞活化的第一信號)以及一個(gè)或多個(gè)胞內共刺激結構域組成(CD28/4-1BB，提供T細胞活化的第二信號)。CAR的胞外部分用來(lái)識別特異性的腫瘤抗原，隨后胞內信號域會(huì )刺激T細胞增殖，并且通過(guò)細胞溶解和細胞因子釋放來(lái)消除腫瘤細胞。

歷經(jīng)十余年，CAR-T經(jīng)歷了四代結構，每一代結構都是在各個(gè)細節上突破，使CAR-T往更為精準、更為高效、更為持久的方向發(fā)展。

1989年，第一代基于免疫球蛋白樣scFv和FcεRI受體(γ鏈)或CD3復合物(ζ鏈)胞內結構域融合的Car-T細胞被發(fā)展出來(lái)。該Car-T細胞雖然具有激活T細胞的能力，但是只含有激活受體CD3-ζ，無(wú)法*激活其活性。大多數試驗在細胞擴增、體內存活時(shí)間、細胞因子分泌等方面存在不足，治療效果不明顯。

2010年，在第一代的基礎上，第二代CAR引入一個(gè)共刺激受體結構域(包括CD28、4-1BB、DAP10等)，CD28對提高初始T細胞獲得持久的體外增殖和較強的細胞因子分泌非常重要，在臨床試驗中顯著(zhù)改善了CAR-T免疫活性激活的問(wèn)題，并提高了其作用持久性。

2012年，以逆轉錄病毒為載體構建了第三代CAR-T細胞，第三代CAR則包含兩個(gè)共刺激結構域，一個(gè)為CD28或4-1BB，另一個(gè)為OX40、CD28或4-1BB。相比于二代CAR，雖然在一些前臨床試驗數據中表現出更強更持久的作用活性，但也有報道指出，三代CAR可能會(huì )造成T細胞刺激閾值的降低，引起信號泄露，可能誘發(fā)細胞因子過(guò)量釋放。

第四代Car-T細胞，在保留了第三代兩個(gè)共刺激和激活信號的基礎上，還進(jìn)一步引入了分泌細胞因子(主要是IL-12)的基因，被稱(chēng)為T(mén)RUCK T細胞(T cell redirected for universal cytokine-mediated killing)。TRUCKs還可以用于病毒感染、代謝病與自身免疫病等領(lǐng)域。目前，四代CAR-T療法已經(jīng)在包括神經(jīng)母細胞瘤在內的實(shí)體瘤治療的臨床試驗中開(kāi)展。

然而，對目前來(lái)說(shuō)，第三、四代Car-T細胞發(fā)展仍未完善，仍有諸多問(wèn)題有待解決，第二代Car-T細胞對于血液惡性腫瘤具有很好的療效，是Car-T領(lǐng)域的主流。

分離：從癌癥病人身上分離免疫T細胞

修飾：用基因工程技術(shù)給T細胞加入一個(gè)能識別腫瘤細胞并且同時(shí)激活T細胞的嵌合抗體，也即制備CAR-T

擴增：體外培養，大量擴增CAR-T。一般一個(gè)病人需要幾十億，乃至上百億個(gè)CAR-T（體型越大，需要細胞越多）

回輸：把擴增好的CAR-T細胞回輸到病人體內

監控：嚴密監護病人，尤其是控制前幾天身體的劇烈反應