CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy )即嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法^[1]。這是一個出現(xiàn)了很多年，但是近幾年才被改良使用到臨床上的新型細(xì)胞療法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著顯著的療效，被認(rèn)為是目前最有前景的惡性腫瘤治療方式之一。

從2010年開始CAR-T技術(shù)做第一次臨床實驗至2017年，制藥巨頭諾華的 Kymriah成為美國FDA批準(zhǔn)上市的首個CAR-T療法。該療法用于治療兒童和年輕成人（2~25歲）的急性淋巴細(xì)胞白血�。ˋLL）。

之后不久，F(xiàn)DA又宣布批準(zhǔn)吉利德旗下凱特的CAR-T療法Yescarta上市，Yescarta成為FDA批準(zhǔn)的第二款CAR-T療法，主要用于治療復(fù)發(fā)或難治性兒童和年輕成人B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病的治療^[2]。和其它免疫療法類似，它的基本原理就是利用病人自身的免疫細(xì)胞來清除癌細(xì)胞，但是不同的是，這是一種細(xì)胞療法而非藥物療法。

圖1.Emily Whitehead，全球率先接受CAR-T治療的白血病女孩，2012年她在二次病發(fā)后參加了CAR-T臨床試驗，現(xiàn)在過著幸福而健康的生活。

正如所有的技術(shù)一樣，CAR-T技術(shù)也經(jīng)歷了一個漫長的演化過程，正是經(jīng)過這一路的摸爬滾打，CAR-T技術(shù)才能逐漸走向成熟。

CAR-T演化過程

到目前為止已經(jīng)設(shè)計了五代CAR-T細(xì)胞（圖2）。每一代的產(chǎn)生就像是游戲里的打怪升級，一段更比一段高，一代更比一代強。

第一代青銅段位：利用CD3ζ細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域（第一信號）激活第一代CAR中的T細(xì)胞。然而，這些CAR不能產(chǎn)生足夠的IL-2，并且具有有限的活化，擴增和體內(nèi)抗腫瘤作用。

第二代白銀段位：通過添加具有細(xì)胞內(nèi)共刺激信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域的共刺激分子產(chǎn)生第二代CAR，例如CD28，CD137（4-1BB），CD134（OX40），CD27，ICOS和CD244。與第一代相比，第二代CAR產(chǎn)生的IL-2多20倍，并能夠在體內(nèi)使靶細(xì)胞實行持續(xù)的增殖和殺傷作用。

第三代黃金段位：第三代CAR通過添加兩種或更多的具有細(xì)胞內(nèi)共刺激信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域的共刺激分子而產(chǎn)生。因此，分泌更多的細(xì)胞因子時，體外的殺傷能力增強。然而這在臨床上并沒有取得更好的結(jié)果。

第四代鉑金段位：CAR被稱為T細(xì)胞重定向通用殺傷細(xì)胞因子(或稱CAR)，是通過添加一系列細(xì)胞因子(如IL-12)來生產(chǎn)的，這些細(xì)胞因子可以通過局部釋放細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)微環(huán)境并招募免疫效應(yīng)細(xì)胞來殺傷腫瘤。

第五代鉆石段位：第五代CAR-T同樣基于第二代，添加了激活其它信號通路的共刺激結(jié)構(gòu)域，比如IL2-2Rβ胞內(nèi)結(jié)合SAAT3/5的結(jié)構(gòu)域。

這一代又一代各種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，賦予了CAR-T細(xì)胞療法無限的生機和未來。雖然目前只升級到了五代鉆石，但相信不久還會有六代星耀、七代王者……我們翹首以待。

圖2.CAR-T的演化過程

Figure 2.Structure of different chimeric antigen receptor (CAR) generations. a The core structure of a CAR, highlighting the major components of the extracellular domain, the transmembrane domain and the intracellular domain (endodomain). b Evolution of the development of CARs from the first generation, which contained only ITAM motifs in the intracellular domain. Second-generation CARs included one co-stimulatory molecule (CM)1，and third-generation CARs contained a second CM. The fourth generation of CARs was based on second-generation CARs (containing 1–3 ITAMs) paired with a constitutively or inducibly expressed chemokine (e.g. IL-12). These T cells are also referred to as T cell redirected for universal cytokine-mediated killing (TRUCKs). The fifth, or ‘next generation’, is also based on the second generation of CARs, with the addition of intracellular domains of cytokine receptors (e.g. IL-2Rβ chain fragment). ITAM immunoreceptor tyrosine-based activation motifs, CD co-stimulatory domain, IL-12 activation of interleukin 12 transcription, IL-2Rβ truncated intracellular interleukin 2β chain receptor with a STAT3/5 binding motif ^[3].

CAR-T的副作用

俗話說“是藥三分毒”,CAR-T當(dāng)然也不能例外。2006 年德國 TeGenero 公司的抗 CD28 單克隆抗體 TGN1412 進(jìn)行了藥物Ⅰ期臨床試驗，受試者共 8 人，其中 2 人注射安慰劑，6 人注射真正藥物，不到半小時，6 名新藥受試者全部出現(xiàn)了呼吸困難、心悸、全身腫脹等癥狀的嚴(yán)重不良反應(yīng)，被送至重癥監(jiān)護(hù)室，所幸未有人員死亡 。后經(jīng)查這些不良反應(yīng)的出現(xiàn)是由于T細(xì)胞在體內(nèi)大量擴增，從而導(dǎo)致高濃度的不受控制的細(xì)胞因子釋放而產(chǎn)生的。這種現(xiàn)象被稱為細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome,CRS），也稱為細(xì)胞因子風(fēng)暴。盡管之后Kymriah 、 Yescarta的上市給眾多病患帶來了治愈的希望，然而，與 TGN1412 相同的是，CAR-T 治療也會引起 CRS 這一不容忽視的副作用。

圖3.細(xì)胞因子風(fēng)暴^[4]

現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了CAR-T的基礎(chǔ)小知識，那它到底是怎么應(yīng)用到治療上的呢？

CAR-T治療流程

一個典型的CAR-T治療流程，主要分為以下五個步驟^[5]。 

第一步(分離)：從癌癥病人身上分離免疫T細(xì)胞。

第二步(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細(xì)胞。

第三步(擴增)：體外培養(yǎng)，大量擴增CAR-T細(xì)胞。一般一個病人需要幾十億，乃至上百億個CAR-T細(xì)胞（體型越大，需要細(xì)胞越多）。

第四步(回輸)：把擴增好的CAR-T細(xì)胞回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)。

第五步(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)。

整個療程持續(xù)3個星期左右，其中細(xì)胞“提取-修飾-擴增”需要約2個星期，花費時間較長。

圖4.CAR-T治療流程^[6]

未來展望
 

CAR-T細(xì)胞療法是一個非常有前景的研究領(lǐng)域，代表著利用工程化T細(xì)胞進(jìn)行癌癥治療的新時代的開始，對未來治療所有疾病都具有無限的潛力。雖然它已經(jīng)在臨床研究中顯示出其令人印象深刻的效果，但仍有許多障礙阻礙著其廣泛的應(yīng)用，包括制造CAR-T細(xì)胞所需的復(fù)雜基因技術(shù)，腫瘤逃逸，毒性管理不足，疾病復(fù)發(fā)相對較快，缺乏持久性，以及標(biāo)準(zhǔn)化CAR-T細(xì)胞治療的必要性等^[7]。來自MIT和波士頓大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種通用型CAR-T細(xì)胞系統(tǒng)——SUPRA CAR系統(tǒng)，同時包含了多方面的升級，例如在不對T細(xì)胞再次重編程的情況下切換靶標(biāo)，T細(xì)胞激活程度完全可控，可感知多種抗原并做出邏輯性響應(yīng)等。這些特點可以用于對抗腫瘤復(fù)發(fā)，消除過度激活并增強CAR-T細(xì)胞療法的特異性，這將是未來發(fā)展的一個方向^[8]。目前我們只看到了冰山一角，許多關(guān)鍵問題尚未得到解答。但問題終將被解答，CAR-T終將造福人類。

好啦，今天小編就帶大家普及到這里啦，后期將會為大家?guī)�來更多的科普小知識，敬請期待！�。�

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