簡介
CAR-T,全稱是ChimericAntigenReceptorT-CellImmunotherapy,嵌合抗原受體T細胞免疫療法。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,被認為是最有前景的腫瘤治療方式之一。正如所有的技術一樣,CAR-T技術也經歷一個漫長的演化過程,正是在這一系列的演化過程中,CAR-T技術逐漸走向成熟。
概念與發展
CAR-T
CAR-T,嵌合抗原受體T細胞,是目前較為有效的惡性腫瘤的治療方式之一。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,而不是一種藥。CAR
嵌合抗原受體(CAR)是CAR-T的核心部件,賦予T細胞HLA非依賴的方式識別腫瘤抗原的能力,這使得經過CAR改造的T細胞相較於天然T細胞表面受體TCR能夠識別更廣泛的目標。CAR的基礎設計中包括一個腫瘤相關抗原(tumor-associatedantigen,TAA)結合區(通常來源於單克隆抗體抗原結合區域的scFV段),一個胞外鉸鏈區,一個跨膜區和一個胞內信號區。目標抗原的選擇對於CAR的特異性、有效性以及基因改造T細胞自身的安全性來講都是關鍵的決定因素。
靶點的選擇
理想的目標抗原是僅在腫瘤細胞表面表達的腫瘤特異性抗原。不幸的是腫瘤表達的大多數抗原不具備腫瘤特異,因此大多數的CAR都以腫瘤相關性抗原作為靶點,但這往往會導致“脫靶”的可能性。同時對於相關的抗原選擇也需要注意避免選擇分泌型抗原,以避免CAR-T脫靶的可能。
現階段常用的靶點除CD19以外,也有相關報導以ERRB2(HER-2/neu)治療肺部和前列腺癌,瞄定前列腺特異性抗原治療前列腺癌,瞄定CAIX治療腎細胞癌,瞄定LewisY以治療肺癌和卵巢癌等等。儘管這一列表尚不詳盡,但它清晰的表明CAR-T細胞在抗腫瘤方面的廣泛套用。值得注意的是,在剛結束的2015年美國腫瘤協會年會上,有報導稱美國賓夕法尼亞大學的研究人員利用間皮素作為靶點構建的CAR-T成功的用於胰腺癌的治療,6名參與治療的患者均顯效,這顯示了CAR-T在實體瘤的治療上同樣具有廣闊的前
演化
第一代CAR介導的T細胞激活是通過CD3z鏈或FceRIg上的酪氨酸激活基序完成的。CD3z鏈能夠提供T細胞激活、裂解靶細胞、調節IL-2分泌以及體內發揮抗腫瘤活性所需的信號。但第一代CAR改造T細胞的抗腫瘤活性在體內受到了限制,T細胞增殖減少最終導致T細胞的凋亡。第二代CAR在胞內增加了一個新的共刺激信號,實驗證明,這使得原有的使源自TCR/CD3複合體的“信號1”擴大,許多研究都表明,搭載了“信號2”的第二代CAR與第一代CAR相比,抗原特異性不變,T細胞增殖、細胞因子分泌增加,抗細胞凋亡蛋白分泌增加,細胞死亡延遲。常用的共刺激分子為CD28,但之後有研究將CD28用CD137(4-1BB)進行替換,除此之外,一種使用NK細胞受體CD244的思路也被提出來。雖然不同的第二代CAR究竟孰優孰劣,不同的研究者用不同的腫瘤在體內和體外的研究中得到的結果不盡相同;但與第一代CAR相比,這種設計能夠增加對腫瘤細胞裂解的記憶效應以及CAR介導的殺傷效應。
為了進一步改良CAR的設計,許多研究組開始著眼於發展第三代CAR,不僅包括“信號1”、“信號2”,還包括了額外的共刺激信號。不同研究者們用不同的靶點和共刺激信號開展的研究所得到的第二代CAR和第三代CAR的比較結果存在一定的差異性。一些研究報導表達第三代CAR的重組T細胞在抗腫瘤活性、存活周期及細胞因子釋放方面均顯著提高;Wilkie等的研究結果顯示靶向MUC1的第二代CAR與第三代CAR重組T細胞在抗腫瘤細胞毒性方面並無明顯差異,雖然表達第三代CAR的T細胞能夠分泌更大量的IFN-γ(WilkieS,PiccoG,FosterJ,etal.RetargetingofhumanTcellstotumorassociatedMUC1:theevolutionofachimericantigenreceptor.JImmunol2008;180:4901–4909.)。值得注意的是,上述區別僅僅是體外實驗中獲得的結論,目前尚未在體內比較第二代和第三代CAR的報導。這兩代CAR之間的差異可能不止來自於信號傳導域,胞外的抗原結合域(scFv)、重組T細胞的轉染方法(慢病毒VS逆轉錄病毒)、重組T細胞的回輸方式(靜脈回輸VS腹膜VS瘤體)等均可能影響CAR-T細胞的最終抗腫瘤效果。
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。①分離:從癌症病人身上分離免疫T細胞。
②修飾:用基因工程技術給T細胞加入一個能識別腫瘤細胞並且同時激活T細胞的嵌合抗體,也即製備CAR-T細胞。
③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)。
④回輸:把擴增好的CAR-T細胞回輸到病人體內。
⑤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。
相關公司
國內
目前從事CAR-T技術研究的國內醫療機構與公司有:解放軍總醫院,北京腫瘤醫院,同濟醫院,源正細胞,愛康得,波睿達生物,上海吉凱基因,安科生物等。