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CAR-T 细胞技术原理2021-09-08 10:09:31

CAR-T细胞免疫治疗技术是通过将患者的 T 淋巴细胞转入嵌合的CAR序列,表达后在体外大量扩增,然后回输入患者体内并杀死肿瘤细胞的技术。 转入CAR序列,使得T细胞具有特异性识别肿瘤的能力。与TCR-T不同的是,CAR-T 细胞能以非 MHC 限制的方式识别靶细胞,并激活自身增殖,分泌大量细胞因子,同时诱导靶细胞凋亡。通常,CAR 是由胞外用来识别肿瘤抗原位点的抗体可变区以及胞内来自T细胞的信号转导模块组合而成的融合蛋白。 胞外的单链抗体轻、重链可变区 scFv 片段负责识别并结合肿瘤抗原靶点,跨膜区的铰链提供抗体识别的灵活性,胞内信号转导区的 CD28 和 CD3ζ 负责向细胞内传递活化信号和增殖信号。 CAR-T 细胞被激活后会在短时间内分泌大量细胞因子激活自身以及其他免疫细胞,并诱导靶细胞凋亡。

据报道,CAR 已经发展到第四代,第一代的 CAR 是 1989 年 Eshha 研究小组发明的,其胞外是scFv单链抗体片段,胞内只有 CD3ζ。 第一代CAR 在细胞扩增、体内存活时间以及细胞因子分泌等方面存在一定缺陷,导致其临床疗效未达到预期效果;第二代 CAR 在第一代的基础上引入了共刺激分子胞内结构域,与第一代相比,第二代 CAR-T 细胞比第一代具有更强的增殖能力、更高的细胞毒性以及更长的体内存活时间;第三代 CAR是在加入 CD28 的同时,又加入了 CD137 或 CD134,进一步延长体内 T细胞的存活时间,增强其抗肿瘤能力。 目前,第二代 CAR-T 技术是临床试验研究最常用的细胞免疫技术。

第四代 CAR-T 是在第三代 CAR-T 的基础上,同时导入可诱导表达的 IL-12基因,使其获得 CAR-T 细胞与诱导型 IL-12 的双重抗癌活性。 IL-12 能以自分泌方式增强 CAR-T 细胞活化,还能以旁分泌方式吸引并激活先天性免疫细胞,而先天性免疫细胞则可以分泌 TNF-α 来攻击那些不被 CAR-T 细胞识别的阴性抗原肿瘤细胞,从而进一步加强了 CAR-T 细胞抗肿瘤的免疫能力[5]
目前,CAR-T 细胞免疫技术已经在血液肿瘤方面取得了巨大成功,尤其是以CD19为靶点的 CART 免疫疗法已经成功治愈慢性淋巴细胞白血病和急性淋巴细胞白血病等血液恶性肿瘤。 由于 CD19 主要表达于B淋巴细胞谱系起源的细胞,因此 CD19-CAR-T 在治疗效果和低毒性方面都具有优势。 此外,针对实体瘤的CAR-T细胞疗法也具有一定成效,但是依然存在一些潜在障碍,其中包括:①CAR-T 细胞不能特异的定位到肿瘤部位;②体内具有阻止CAR-T细胞浸润的物理屏障;③由于实体瘤抗原的高度异质性或缺乏特异性导致抗原选择难度增加;④一些健康器官/ 细胞中靶点抗原表达导致脱靶毒性的风险增高;⑤在肿瘤微环境中一些免疫抑制因子会使 CAR-T 细胞功能失调。目前,正在进行的临床前研究和临床试验试图通过使用改良的基因转移方法和治疗方案来克服这些障碍。 开发新的更具有特异性的靶标进行 CAR的改造:例如用于结肠直肠癌的 CEA、用于神经母细胞瘤和肉瘤的二唾液酸神经节苷脂 GD2、用于前列腺癌和黑色素瘤的 PSMA 以及用于胶质母细胞瘤的 EGFRvⅢ等,可以不同程度地提高抗原的特异性,降低毒副作用,有望增加治疗效果。
 
出自《嵌合抗原受体 T 细胞免疫疗法在肿瘤治疗中的研究进展》作者张宸瑜 陈柯远 贾雨婷。