CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy )即嵌合抗原受體T細胞免疫療法^[1]。這是一個出現了很多年，但是近幾年才被改良使用到臨床上的新型細胞療法。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）的急性淋巴細胞白血病（ALL）。

之后不久，FDA又宣布批準吉利德旗下凱特的CAR-T療法Yescarta上市，Yescarta成為FDA批準的第二款CAR-T療法，主要用于治療復發或難治性兒童和年輕成人B細胞急性淋巴細胞白血病的治療^[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胞來清除癌細胞，但是不同的是，這是一種細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年她在二次病發后參加了CAR-T臨床試驗，現在過著幸福而健康的生活。

正如所有的技術一樣，CAR-T技術也經歷了一個漫長的演化過程，正是經過這一路的摸爬滾打，CAR-T技術才能逐漸走向成熟。

CAR-T演化過程

到目前為止已經設計了五代CAR-T細胞（圖2）。每一代的產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細胞內信號傳導結構域（第一信號）激活第一代CAR中的T細胞。然而，這些CAR不能產生足夠的IL-2，并且具有有限的活化，擴增和體內抗腫瘤作用。

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

第三代黃金段位：第三代CAR通過添加兩種或更多的具有細胞內共刺激信號傳導結構域的共刺激分子而產生。因此，分泌更多的細胞因子時，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果。

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

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構域，比如IL2-2Rβ胞內結合SAAT3/5的結構域。

這一代又一代各種不同的結構設計，賦予了CAR-T細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當然也不能例外。2006 年德國 TeGenero 公司的抗 CD28 單克隆抗體 TGN1412 進行了藥物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了呼吸困難、心悸、全身腫脹等癥狀的嚴重不良反應，被送至重癥監護室，所幸未有人員死亡 。后經查這些不良反應的出現是由于T細胞在體內大量擴增，從而導致高濃度的不受控制的細胞因子釋放而產生的。這種現象被稱為細胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome,CRS），也稱為細胞因子風暴。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.細胞因子風暴^[4]

現在，我們已經了解了CAR-T的基礎小知識，那它到底是怎么應用到治療上的呢？

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細胞。

第二步(修飾)：用基因工程技術給T細胞加入一個能識別腫瘤細胞并且同時激活T細胞的嵌合抗體，也即制備CAR-T細胞。

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

第四步(回輸)：把擴增好的CAR-T細胞回輸到病人體內。

第五步(監控)：嚴密監護病人，尤其是控制前幾天身體的劇烈反應。

整個療程持續3個星期左右，其中細胞“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細胞療法是一個非常有前景的研究領域，代表著利用工程化T細胞進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用，包括制造CAR-T細胞所需的復雜基因技術，腫瘤逃逸，毒性管理不足，疾病復發相對較快，缺乏持久性，以及標準化CAR-T細胞治療的必要性等^[7]。來自MIT和波士頓大學的科學家們開發出了一種通用型CAR-T細胞系統——SUPRA CAR系統，同時包含了多方面的升級，例如在不對T細胞再次重編程的情況下切換靶標，T細胞激活程度完全可控，可感知多種抗原并做出邏輯性響應等。這些特點可以用于對抗腫瘤復發，消除過度激活并增強CAR-T細胞療法的特異性，這將是未來發展的一個方向^[8]。目前我們只看到了冰山一角，許多關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，后期將會為大家帶來更多的科普小知識，敬請期待！！！

掃碼關注百奧賽圖了解更多咨詢哦