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嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞（CAR-T細(xì)胞）療法代表了人類癌癥個(gè)性化免疫治療的重大突破。CAR-T療法已廣泛應(yīng)用于血液病的治療，但對(duì)實(shí)體瘤的治療效果并不理想。腫瘤抗原逃逸、治療相關(guān)毒性和免疫抑制腫瘤微環(huán)境(TME)限制了它們的應(yīng)用。

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作者：Mia

最近，中南大學(xué)湘雅醫(yī)院團(tuán)隊(duì)在Molecular Cancer上提出了在臨床中使用的所有治療靶點(diǎn)或顯示出有潛力的靶點(diǎn)，并對(duì)CAR-T療法在實(shí)體瘤和血液系統(tǒng)癌癥存在的問題和應(yīng)對(duì)方法提出了見解。

https://molecular-cancer./articles/10.1186/s12943-022-01669-8#Sec27

CAR-T細(xì)胞治療的發(fā)展

01

針對(duì)腫瘤抗原的CAR-T細(xì)胞治療是一個(gè)快速發(fā)展的概念，它在臨床應(yīng)用時(shí)顯示出顯著的效果，并改變了血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療范式。2017年8月，美國食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)使用CAR-T細(xì)胞療法治療復(fù)發(fā)或難治性b -急性淋巴細(xì)胞白血病(r/r B-ALL)患者。從那時(shí)起，該領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)快節(jié)奏、創(chuàng)新發(fā)展的時(shí)代。

CAR的結(jié)構(gòu)一直在不斷更新中。第一代CAR由一個(gè)識(shí)別抗原的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域和一個(gè)單一的細(xì)胞內(nèi)基序組成。然而，在這種結(jié)構(gòu)中并沒有共刺激分子，這使得CAR-T細(xì)胞很難在患者體內(nèi)持續(xù)存在，并且對(duì)腫瘤無效。第二代CARs在其結(jié)構(gòu)中增加了一個(gè)由共刺激受體信號(hào)域組成的胞內(nèi)基序。即使在沒有外源性共刺激分子的情況下，二代CAR-T細(xì)胞仍能持續(xù)增殖并釋放細(xì)胞因子發(fā)揮抗腫瘤作用，成為了臨床應(yīng)用最廣泛的一種。第三代CAR包含兩個(gè)共刺激分子，旨在進(jìn)一步增強(qiáng)CAR- T細(xì)胞的殺傷能力。第四代CARs插入額外的分子元素來表達(dá)功能性的轉(zhuǎn)基因蛋白，如白介素基因或自殺基因，增強(qiáng)了CAR-T細(xì)胞的殺傷能力和安全性。

為了提高CAR靶識(shí)別的靈活性，采用BBIR CAR或 SUPRA CAR設(shè)計(jì)了通用CAR- t細(xì)胞。這種設(shè)計(jì)允許抗原靶向結(jié)構(gòu)域與T細(xì)胞信號(hào)單元分離，從而賦予CAR-T細(xì)胞識(shí)別多種抗原的能力。與此同時(shí)，CAR-T細(xì)胞僅在提供adapter時(shí)起識(shí)別和攻擊細(xì)胞的作用，因此增加了用戶對(duì)CAR-T細(xì)胞的控制，促進(jìn)了其在體內(nèi)的使用。此外，單結(jié)構(gòu)域抗體，也稱為重鏈單變量結(jié)構(gòu)域(VHH)或納米抗體，也被用作CAR-T的靶向結(jié)構(gòu)域?；诩{米體的CAR-T細(xì)胞已經(jīng)被證明可以抑制免疫小鼠實(shí)體腫瘤的生長。此外，納米體由于其單體結(jié)構(gòu)而不能在T細(xì)胞表面聚集。并且納米體不具有親和力損失的限制，這被認(rèn)為是在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的單鏈片段變量(scFv)作為CAR的抗原靶向結(jié)構(gòu)域時(shí)可能出現(xiàn)的副作用。

腫瘤識(shí)別不依賴于主要組織相容性復(fù)合物（MHC）這一特點(diǎn)構(gòu)成了它們的主要益處。盡管CAR-T細(xì)胞治療在臨床試驗(yàn)中顯示出有希望的結(jié)果，但使用CAR-T細(xì)胞治療癌癥仍存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。由于腫瘤抗原異質(zhì)性，難以運(yùn)輸和浸潤腫瘤部位以及免疫抑制TME的挑戰(zhàn)，用于實(shí)體瘤的CAR-T細(xì)胞療法面臨更顯著的困難。

血液系統(tǒng)癌癥

02

目前的證據(jù)證實(shí)CAR-T細(xì)胞療法與血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者的良好應(yīng)答率相關(guān)。在B-ALL、B-NHL和MM中已有完善的靶點(diǎn)，F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)了四種靶向CD19的CAR-T產(chǎn)品和兩種靶向BCMA的CAR-T產(chǎn)品來治療這些疾病。AML和HL中也有具有良好臨床效果的靶點(diǎn)，CAR-T細(xì)胞療法針對(duì)這些靶點(diǎn)。在T-ALL、CLL和T-NHL中，CAR-T細(xì)胞治療的療效有待進(jìn)一步提高，合適的靶點(diǎn)仍在探索中。

癌癥的高度異質(zhì)性以及在治療壓力下由抗原逃逸機(jī)制介導(dǎo)的抗原陰性復(fù)發(fā)導(dǎo)致惡性細(xì)胞復(fù)發(fā)的傾向，使得靶向單一靶點(diǎn)的CAR-T細(xì)胞治療難以取得良好效果。其次，許多靶點(diǎn)在非惡性組織中表達(dá)。這種較差的靶點(diǎn)特異性導(dǎo)致了CAR-T細(xì)胞攻擊正常造血組織的嚴(yán)重后果，如CAR-T細(xì)胞治療T細(xì)胞腫瘤導(dǎo)致T細(xì)胞自殘。此外，最近研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠白血病模型中，CAR-T細(xì)胞會(huì)通過吞噬作用誘導(dǎo)癌細(xì)胞向T細(xì)胞轉(zhuǎn)移抗原，導(dǎo)致抗原丟失，降低腫瘤細(xì)胞靶密度，降低治療效果。

實(shí)體瘤

03

研究成熟的實(shí)體腫瘤主要有消化系統(tǒng)癌、MEL、膠質(zhì)瘤等。雖然CAR-T細(xì)胞治療的研究的注意力已轉(zhuǎn)移到實(shí)體腫瘤上，但由于多種因素的影響，實(shí)體腫瘤的研究仍然面臨困難。首先，實(shí)體瘤細(xì)胞具有異質(zhì)性，在腫瘤細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的 TSA 很少。另一方面，實(shí)體瘤微環(huán)境復(fù)雜，血管塌陷程度不同，間質(zhì)結(jié)構(gòu)致密剛性，異常程度高。此外，腫瘤微環(huán)境中還存在免疫抑制細(xì)胞和抑制因子的耐藥性。以上因素的綜合作用導(dǎo)致CAR-T細(xì)胞難以浸潤，導(dǎo)致了治療失敗。

針對(duì)上述問題，CAR-T改良和聯(lián)合治療是兩個(gè)較好的方向。首先，中南大學(xué)的研究人員認(rèn)為可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的抗原特異性識(shí)別，克服腫瘤細(xì)胞抗原的異質(zhì)性。其次，靶向TME是很有吸引力的，因此改善CAR-T細(xì)胞的TME浸潤和靶向免疫抑制和代謝腫瘤微環(huán)境將是帶來幫助。

此外，CAR-T細(xì)胞的制造過程也可能存在問題。循環(huán)的腫瘤細(xì)胞在收集過程中與淋巴細(xì)胞一起收集。CAR可能被轉(zhuǎn)導(dǎo)到這些腫瘤細(xì)胞中，與同一細(xì)胞表達(dá)的靶標(biāo)結(jié)合，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃逸。研究人員還提出，使用健康捐獻(xiàn)者的異基因CAR-T細(xì)胞，通過CRISPR技術(shù)將其從HLA和內(nèi)源性TCR中剔除，或許可以幫助解決CAR-T細(xì)胞的制造的耗時(shí)和昂貴問題。

CAR-T細(xì)胞療法的未來

04

研究人員認(rèn)為不應(yīng)該停止對(duì)新目標(biāo)的探索。首先，進(jìn)一步確定最佳治療靶點(diǎn)對(duì)于完善CAR-T細(xì)胞療法至關(guān)重要。對(duì)此，靶向多種抗原可以彌補(bǔ)靶標(biāo)覆蓋和穩(wěn)定性的不足。此外，可以對(duì)CAR-T細(xì)胞進(jìn)行修飾以承認(rèn)腫瘤趨化因子，以克服實(shí)體瘤治療中CAR-T細(xì)胞向惡性組織轉(zhuǎn)運(yùn)的困難，延長自身在癌組織中的持續(xù)時(shí)間并增強(qiáng)抗腫瘤作用。另外，結(jié)合開關(guān)可以控制CAR-T細(xì)胞活性，以減少毒副作用。

此外，在使用CAR-T療法時(shí)，可以采用多種組合策略來提高治療效果。例如，mRNA技術(shù)可以提高腫瘤細(xì)胞中隱藏抗原的表達(dá)，編碼靶向特異性CAR。溶瘤病毒(OV)調(diào)節(jié)TME，影響宿主抗腫瘤免疫反應(yīng)的能力。近年來，納米技術(shù)也被用于改善CAR-T細(xì)胞治療。前瞻性篩選患者的表面抗原表達(dá)，以提高后續(xù)臨床試驗(yàn)的效率。

通過不斷探索合適的靶點(diǎn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，CAR-T最終將成為一種腫瘤終結(jié)者。CAR-T細(xì)胞療法有望給癌癥患者帶來光明的未來。

參考資料：

https://molecular-cancer./articles/10.1186/s12943-022-01669-8#Sec1