嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法是一種新型的過(guò)繼免疫細胞療法，其通過(guò)對病人T細胞的工程化改造，將獨立的MHC特異性抗原受體與協(xié)同刺激分子融合在T細胞內外，跳過(guò)抗原處理和呈遞過(guò)程，直接激活T細胞對癌癥特異性抗原的免疫應答。

       CARs由細胞外、跨膜和細胞內域三部分組成。細胞外域由一個(gè)單鏈可變片段（scFv）組成，它來(lái)自于抗體的輕和重鏈區域，作用是在不涉及MHC的情況下，與特定腫瘤相關(guān)抗原（TAA）結合?？缒び蛞卜Q(chēng)為鉸鏈域，由CD8和IgG4分子組成。它是細胞外和細胞內域之間的連接紐帶。胞內域也被稱(chēng)為激活或信號域，由CD3ζ組成。在細胞內信號域的基礎上，CAR受體有4代。CD3ζ是第一代的細胞內域。在接下來(lái)的幾代中，為了增強T細胞的激活、增殖和持久性，添加了共同刺激分子如，CD27、CD28、4-1BB或OX-40。第二代由一種共刺激分子組成，第三代由兩個(gè)共刺激分子組成。除了CD3ζ和共刺激分子，第四代還增加了抗腫瘤細胞因子基因（IL-12，IL-15），增強了工程化T細胞的抗腫瘤效應。

       四代CAR-T原理圖

       目前，CAR-T療法在血液惡性腫瘤中表現出了良好的效果，但卻無(wú)法證明其在實(shí)體瘤中的價(jià)值。失敗的原因有三，分別是：①缺乏合適的針對實(shí)體瘤的表面抗原；②腫瘤免疫逃逸機制影響CAR-T細胞在實(shí)體瘤中的浸潤；③免疫抑制的腫瘤微環(huán)境降低了CAR-T細胞的功效。在此，我們將討論采取哪些策略來(lái)增強CAR-T細胞療法在實(shí)體瘤中的應用。

       如何解決缺乏合適針對實(shí)體瘤的表面抗原的問(wèn)題

       策略1：靶向腫瘤突變抗原

       EGFR是ErbB致癌基因家族成員之一，也表達在正常和腫瘤細胞表面。在許多癌癥，如胰 腺 癌、頭頸癌、結腸癌和乳腺癌中，EGFR均過(guò)表達，適合作為CAR-T細胞療法的靶點(diǎn)。研究發(fā)現，敲出EGFR的6-273氨基酸形成的EGFRvIII，在腦癌中高表達，也是一種理想的靶點(diǎn)。類(lèi)似地，另一個(gè)針對腦癌的靶點(diǎn)是IL13Rα2。它是僅僅表達于癌細胞，正常腦組織中不表達。在膠質(zhì)母細胞瘤中過(guò)度表達，關(guān)于IL13Rα2的T細胞治療正在進(jìn)行中。

       策略2：靶向多個(gè)腫瘤抗原

       EGFRvIII CAR-T細胞療法在膠質(zhì)瘤病人表現出區域差異。IL13Rα2 CAR-T細胞療法在治療初期有應答反應，但隨后由于對CAR-T的免疫抑制癌細胞又重新出現。為了解決這一問(wèn)題，研究使用針對雙靶點(diǎn)（EphA2 HER2 和IL13Rα2）的CAR-T細胞療法表現出了良好的預臨床效果。

       策略3：對CAR-T細胞進(jìn)行再修飾

       從1代發(fā)展到4代，研究者一直在對CAR-T細胞近行不斷修飾和改進(jìn)。有一些T細胞激活的負調節蛋白如二?；视?DAG)激酶，它有助于第二信使DAG的代謝和降解，來(lái)限制RAS的激活。針對這些調節劑和制造沒(méi)有這些酶的CAR-T細胞，可以提高T細胞治療在實(shí)體腫瘤中的功效。

       策略4：篩選腫瘤過(guò)表達抗原

       實(shí)體瘤的異質(zhì)性是CAR-T細胞療法在實(shí)體瘤中關(guān)鍵的限制因素。治療過(guò)程中，細胞表面抗原異質(zhì)性是腫瘤復發(fā)的主要原因之一。篩選出腫瘤表面抗原過(guò)表達的病人是解決這一問(wèn)題的途徑之一。針對高抗原表達的患者采用特定的CAR-T細胞進(jìn)行治療，可以減少腫瘤局部反應的機會(huì )，提高整體療效。

       策略5：雙CAR系統

       CAR-T細胞療法的一個(gè)主要問(wèn)題是找到理想的抗原，因為大多數抗原也由正常的身體細胞表達。因此，激活的T細胞，也會(huì )破壞正常的組織。為了避免這種復雜性，引入了雙CAR的新概念。即工程化的T細胞包含兩種CAR-T細胞，T細胞的激活將取決于這兩中CAR-T細胞同時(shí)與它們的特定抗原結合。它將增加T細胞對腫瘤細胞的特異性，而正常組織則會(huì )減少與免疫相關(guān)的損害。最初，這些雙CAR-T細胞甚至在呈現一種抗原時(shí)也表現出了溶解細胞反應，因為激活是如此強烈，以至于一種抗原能夠引發(fā)免疫反應。后來(lái)，研究人員降低了CAR-T的親和力，需要與CAR-T細胞結合的雙腫瘤抗原來(lái)啟動(dòng)免疫應答。有了這個(gè)策略，我們就能控制免疫反應的親和力，也能預防免疫相關(guān)的不良反應。雙CAR系統FT819預臨床數據在2018年AACR上大放異彩。

       策略6：引入自殺基因

       在正常組織中也存在目標抗原的情況下，抗腫瘤的效果就與免疫相關(guān)的**有關(guān)了，因為我們不希望正常的細胞受到傷害。這種**可以通過(guò)誘導自殺基因來(lái)預防。這些自殺基因會(huì )選擇性地抑制CAR-T細胞，從而減少對鄰近正常組織的傷害。目前在血液惡性腫瘤中有兩種自殺基因，它們是誘導型caspase 9和單純性皰疹胸苷激酶。這一策略將提高汽車(chē)T細胞治療的療效和臨床反應。

       如何解決腫瘤免疫逃逸機制對CAR-T細胞在實(shí)體瘤中浸潤的影響

       策略1：使CAR-T細胞上表達趨化因子受體

       趨化因子由癌細胞分泌，有助于T細胞的移行至腫瘤部位。對于CAR-T細胞適當的遷移，CAR-T細胞受體應該是對趨化因子的補充。如果受體和趨化因子間存在不匹配，也會(huì )出現次優(yōu)的細胞輸送，從而導致臨床反應不佳。因此，添加這些趨化因子基因將更好地遷移T細胞，改善臨床反應。

       策略2：利用溶瘤病毒提高趨化因子對CAR-T細胞的輸送

       在不影響正常細胞的情況下，溶瘤病毒有選擇性地感染、復制和導致惡性細胞的溶解。因此，溶瘤病毒裝備CCL5（也稱(chēng)為RANTES）和IL-15后，將起到趨化因子和生長(cháng)因子的作用，有助于T細胞的遷移，并為T(mén)細胞的生長(cháng)和生存創(chuàng )造一個(gè)細胞因子豐富的環(huán)境。與動(dòng)物研究中的個(gè)別療法相比，武裝的溶瘤病毒和T細胞療法聯(lián)合使用，顯示出了顯著(zhù)的效果。因此，研究人員將這兩種特性結合起來(lái)，以改善CAR-T細胞的輸送。另一個(gè)好處是，這些趨化因子僅在腫瘤細胞附近被檢測到，而不是在血清中，因此沒(méi)有系統性**。

       策略3：HPSE-CAR-T細胞

       T細胞會(huì )降解細胞外基質(zhì)（ECM）和亞內皮基底膜，促進(jìn)對腫瘤細胞的滲透。它們分泌特定的酶來(lái)實(shí)現這個(gè)功能，其中一個(gè)是乙酰肝素酶（HPSE），它能裂解HSPGs的硫酸乙酰肝素鏈。在CAR-T細胞工程化時(shí)，功能上的變化使它們無(wú)法分泌HPSE，從而減少了CAR-T細胞治療的抗腫瘤效果。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了能夠表達HPSE的工程T細胞。HPSE的CAR-T細胞療法顯示了更好的ECM降解效果，增強了T細胞的滲透，提高了抗癌效果。這一策略對改善實(shí)體腫瘤中T細胞治療的效果是有益的。

       策略4：CAR-T細胞的區域遞送

       對CAR-T療法的主要擔憂(yōu)是系統的副作用，以及CAR-T細胞在癌癥部位的不良遞送。如果我們能直接在腫瘤部位運送T細胞，這些都可以得到處理。目前，對CAR-T細胞的區域傳遞進(jìn)行了各種臨床前和臨床研究，已經(jīng)得到了不多的結果。

       改善腫瘤微環(huán)境提高CAR-T功能策略

       策略1：PKA抑制CAR-T細胞療法

       PGE2是一種免疫抑制因子，它在腫瘤細胞上表達，通過(guò)抑制T細胞增殖和CD4輔助性T細胞功能來(lái)抑制免疫反應。PGE2與腺苷一起激活PKA，進(jìn)一步抑制T細胞增殖。RIAD是一種肽，可以破壞PKA和埃茲蛋白之間的聯(lián)系，解除PKA對T細胞激活的抑制。CAR-T-RIAD細胞療法直接針對間皮素，提高了CAR-T細胞浸潤，細胞因子釋放，和抗腫瘤效果。

       策略2：過(guò)氧化氫酶CAR-T細胞療法

       在實(shí)體瘤中，腫瘤微環(huán)境的炎癥反應增加了ROS的產(chǎn)量，高劑量的ROS通過(guò)抑制免疫反應來(lái)幫助腫瘤生長(cháng)和增殖。為了提高高氧化腫瘤微環(huán)境中CAR-T細胞的持久性，研究人員已經(jīng)引進(jìn)了表達過(guò)氧化氫酶的CAR-T細胞，減少腫瘤環(huán)境中氧化應激反應，為CAR-T細胞免受氧化損傷提供了保護，增強了抗腫瘤的效果。與此同時(shí)，它還為鄰近的NK細胞提供了保護，進(jìn)一步有助于降解癌細胞。

       策略3：IDO抑制CAR-T細胞療法

       缺乏營(yíng)養是實(shí)體瘤中CAR-T細胞治療失敗的一個(gè)主要原因。色氨酸是一種必需的氨基酸，由IDO代謝成免疫抑制代謝物，如3羥基蒽酸（3-HAA）和Kynurenine。在芳基烴受體（AHR）的幫助下，這種代謝物抑制T細胞增殖并導致T細胞的裂解。在淋巴瘤的體內研究中，在CD19-CAR-T治療之前，給予氟達拉賓和環(huán)磷酰胺減少了IDO的表達，增強了抗腫瘤的效果。

       策略4：抗纖維化細胞激活蛋白（FAP）CAR-T細胞療法

       與癌癥相關(guān)的基質(zhì)細胞（CASC）是癌癥周?chē)恼；|(zhì)細胞。它們分泌各種細胞因子、生長(cháng)因子、趨化因子，幫助腫瘤擴散和轉移。FAP是一種絲氨酸蛋白酶，它在上皮癌CASC中高度表達，并促進(jìn)腫瘤發(fā)生。因此，CAR-T細胞療法被設計成針對FAP。已經(jīng)在動(dòng)物實(shí)驗中，促進(jìn)CAR-T細胞效能方面取得了優(yōu)異的成績(jì)，在實(shí)體瘤中是一種有用的工具。

       除此之外，其它的改善腫瘤微環(huán)境提高CAR-T功能策略包括CD40配體的CAR-T細胞、腫瘤生長(cháng)因子β（TGFβ)負轉基因CAR-T細胞、靶向細胞因子的CAR-T細胞和ICIs CAR-T細胞療法等。CD40L同它的受體CD40結合，致使樹(shù)突狀細胞抗原呈遞，細胞因子釋放，免疫球蛋白的同型轉換，激活B細胞。ICIs能改善腫瘤的微環(huán)境，解除腫瘤細胞對免疫細胞的免疫抑制。靶向細胞因子主要是解除某些細胞因子如IL-4和IL10的免疫抑制作用。這些新型CAR-T細胞療法在預臨床中均表現除了很好的療效。

       參考文獻：

       1. Jindal V, Arora E, Gupta S. Medical Oncology, 2018, 35(6): 87.

       2. Wei G, Ding L, Wang J, et al. Experimental hematology & oncology, 2017, 6(1): 10.

       作者簡(jiǎn)介：Tumour,食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)士，國家三級公共營(yíng)養師，生物化工專(zhuān)業(yè)碩士，目前為醫藥行業(yè)從業(yè)者，致力于癌癥靶點(diǎn)及IRs抗體的研究開(kāi)發(fā)，工作之余時(shí)刻關(guān)注醫藥行業(yè)動(dòng)態(tài)和進(jìn)展，同時(shí)從健康安全角度熱切關(guān)注食品行業(yè)動(dòng)態(tài)，為人類(lèi)健康傳播和提供科學(xué)的食品知識。