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(xì)胞是如何在免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用的。在免疫系統(tǒng)中，T細(xì)胞需要借助抗原遞呈細(xì)胞(APC)來殺死異常細(xì)胞。APC表面有許多用于識別細(xì)胞表面抗原的MHC(主要組織相容性復(fù)合體)分子，等APC識別到異常細(xì)胞之后，MHC就會和T細(xì)胞受體(TCR)結(jié)合，把信號傳遞給T細(xì)胞。在CD3、CD4和CD8等分子的幫助下，T細(xì)胞才能最終識別異常細(xì)胞并將其殺死。但是腫瘤細(xì)胞卻把自己的這些“指紋"給毀了，導(dǎo)致APC細(xì)胞就無法識別它。

CAR-T(嵌合抗原受體T細(xì)胞)是通過基因改造技術(shù)，讓患者T細(xì)胞表達(dá)嵌合抗原受體，使效應(yīng)T細(xì)胞的靶向性、殺傷性和持久性均較常規(guī)應(yīng)用的免疫細(xì)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)是由一個胞外抗原結(jié)合域(通常是一個單鏈抗體，也可以是多肽或者其他蛋白質(zhì))，一個鉸鏈區(qū)(促進(jìn)抗原受體與腫瘤抗原的結(jié)合)，一個跨膜區(qū)(用來固定CAR)，一個T細(xì)胞激活結(jié)構(gòu)域(CD3 ζ，提供T細(xì)胞活化的第一信號)以及一個或多個胞內(nèi)共刺激結(jié)構(gòu)域組成(CD28/4-1BB，提供T細(xì)胞活化的第二信號)。CAR的胞外部分用來識別特異性的腫瘤抗原，隨后胞內(nèi)信號域會刺激T細(xì)胞增殖，并且通過細(xì)胞溶解和細(xì)胞因子釋放來消除腫瘤細(xì)胞。

歷經(jīng)十余年，CAR-T經(jīng)歷了四代結(jié)構(gòu)，每一代結(jié)構(gòu)都是在各個細(xì)節(jié)上突破，使CAR-T往更為精準(zhǔn)、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(fù)合物(ζ鏈)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合的Car-T細(xì)胞被發(fā)展出來。該Car-T細(xì)胞雖然具有激活T細(xì)胞的能力，但是只含有激活受體CD3-ζ，無法*激活其活性。大多數(shù)試驗在細(xì)胞擴增、體內(nèi)存活時間、細(xì)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(chǔ)上，第二代CAR引入一個共刺激受體結(jié)構(gòu)域(包括CD28、4-1BB、DAP10等)，CD28對提高初始T細(xì)胞獲得持久的體外增殖和較強的細(xì)胞因子分泌非常重要，在臨床試驗中顯著改善了CAR-T免疫活性激活的問題，并提高了其作用持久性。

2012年，以逆轉(zhuǎn)錄病毒為載體構(gòu)建了第三代CAR-T細(xì)胞，第三代CAR則包含兩個共刺激結(jié)構(gòu)域，一個為CD28或4-1BB，另一個為OX40、CD28或4-1BB。相比于二代CAR，雖然在一些前臨床試驗數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出更強更持久的作用活性，但也有報道指出，三代CAR可能會造成T細(xì)胞刺激閾值的降低，引起信號泄露，可能誘發(fā)細(xì)胞因子過量釋放。

第四代Car-T細(xì)胞，在保留了第三代兩個共刺激和激活信號的基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步引入了分泌細(xì)胞因子(主要是IL-12)的基因，被稱為TRUCK T細(xì)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(xì)胞瘤在內(nèi)的實體瘤治療的臨床試驗中開展。

然而，對目前來說，第三、四代Car-T細(xì)胞發(fā)展仍未完善，仍有諸多問題有待解決，第二代Car-T細(xì)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(xì)胞

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

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

回輸：把擴增好的CAR-T細(xì)胞回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)

監(jiān)控：嚴(yán)密監(jiān)護(hù)病人，尤其是控制前幾天身體的劇烈反應(yīng)