CAR-T技術(shù)從基礎(chǔ)研發(fā)到臨床轉(zhuǎn)化的發(fā)展及在腫瘤等疾病中的應(yīng)用

文章來(lái)源公眾號(hào)：細(xì)胞基因研究圈       作者：南開(kāi)細(xì)胞工程

摘要
摘要：CAR-T細(xì)胞療法是近年來(lái)癌癥治療領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，它通過(guò)基因工程改造T細(xì)胞使其表達(dá)特異性靶向腫瘤抗原的嵌合抗原受體（CAR），從而高效清除腫瘤細(xì)胞。本文綜述了CAR-T技術(shù)從基礎(chǔ)研發(fā)到臨床轉(zhuǎn)化的演進(jìn)歷程，著重闡述在血液腫瘤、實(shí)體瘤、自身免疫性疾病等方面的研究進(jìn)展，并對(duì)CAR-T技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，展望了其未來(lái)的研究方向。

01  ✦CAR-T技術(shù)的概念及發(fā)展
CAR-T，全稱為 Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy（嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法）。它是一種高度個(gè)性化的細(xì)胞免疫治療方法，被譽(yù)為腫瘤治療領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。其中T細(xì)胞來(lái)源于患者自身（自體）或健康供體（異體），是人體免疫系統(tǒng)中的“主力軍”，能夠識(shí)別并殺死異常細(xì)胞。嵌合抗原受體（CAR）是一個(gè)通過(guò)基因工程手段人工設(shè)計(jì)、合成的蛋白質(zhì)受體。它被“安裝”在T細(xì)胞的表面，充當(dāng)一個(gè)“導(dǎo)航頭”和“激活開(kāi)關(guān)”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CAR-T技術(shù)的原理就是通過(guò)基因工程，給患者的T細(xì)胞裝上一套“GPS導(dǎo)航系統(tǒng)（CAR）”，使其能精準(zhǔn)識(shí)別并高效摧毀帶有特定“標(biāo)簽”（抗原）的腫瘤細(xì)胞，見(jiàn)圖一。

圖1 CAR-T細(xì)胞治療流程示意圖[1]

然而CAR-T技術(shù)的發(fā)展并非一蹴而就，其歷程大致可分為以下幾個(gè)階段：

1. 概念萌芽與初步探索
1987年首次提出了嵌合抗原受體（CAR）的概念；1989年首次將嵌合受體導(dǎo)入T細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了T細(xì)胞通過(guò)嵌合受體識(shí)別抗原。

2.技術(shù)突破與效果驗(yàn)證
其中共刺激信號(hào)的引入是CAR-T技術(shù)走向成功的最關(guān)鍵一步。研究人員（如Kowolik等研究人員）在CAR結(jié)構(gòu)中加入了共刺激域（如CD28）[2]。這種改進(jìn)如同給T細(xì)胞同時(shí)提供了“點(diǎn)火開(kāi)關(guān)”和“加油踏板”，使其在體內(nèi)的增殖、持久性和殺傷能力得到了指數(shù)級(jí)提升。

3. 臨床轉(zhuǎn)化與商業(yè)化
這一時(shí)期，大規(guī)模的臨床試驗(yàn)不斷證實(shí)了CAR-T在血液腫瘤中的巨大潛力。2017年成為CAR-T技術(shù)的“元年”。美國(guó)FDA首次批準(zhǔn)了兩款CAR-T產(chǎn)品上市：

Kymriah（諾華公司，靶向CD19）：用于治療兒童和年輕成人B細(xì)胞ALL。

Yescarta（Kite Pharma，靶向CD19）：用于治療特定類型的大B細(xì)胞淋巴瘤。

此后，多款靶向CD19或BCMA（用于多發(fā)性骨髓瘤）的CAR-T產(chǎn)品相繼獲批，標(biāo)志著CAR-T療法正式從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用，成為一個(gè)全新的腫瘤治療類別。

4. 深化發(fā)展與應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)
當(dāng)前的研究重點(diǎn)在于解決CAR-T技術(shù)的局限性并拓展其邊界：如應(yīng)對(duì)實(shí)體瘤挑戰(zhàn)、提升安全性與可及性、拓展適應(yīng)癥等。

02  ✦CAR-T技術(shù)的應(yīng)用

1. 血液腫瘤
血液腫瘤主要分為白血�。↙eukemia）、淋巴瘤（Lymphoma）和骨髓瘤（Myeloma）三大類。CAR-T細(xì)胞療法作為血液腫瘤的主要治療手段之一，也是第一個(gè)獲得美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)用于臨床的基因療法，它通過(guò)調(diào)動(dòng)患者自身的免疫系統(tǒng)來(lái)攻擊癌細(xì)胞可有效醫(yī)治復(fù)發(fā)/難治的B細(xì)胞淋巴瘤。有相關(guān)學(xué)者表示，治療B細(xì)胞淋巴瘤的最佳選擇是CAR-T，相較于其他的血液腫瘤治療手段其對(duì)于復(fù)發(fā)和難治性患者的預(yù)后具有一定優(yōu)勢(shì)[3]。CAR-T細(xì)胞療法為某些復(fù)發(fā)或難治性血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者提供了新的治療選擇和治愈希望。雖然CAR-T技術(shù)目前主要集中在B細(xì)胞惡性腫瘤，且面臨成本、毒副作用等挑戰(zhàn)，但持續(xù)的科研創(chuàng)新和技術(shù)優(yōu)化（如新型靶點(diǎn)、通用型CAR-T、聯(lián)合策略等）正在不斷推動(dòng)這一領(lǐng)域向前發(fā)展，未來(lái)有望惠及更多患者。

✦2.實(shí)體瘤
雖然CAR-T細(xì)胞療法在血液系統(tǒng)腫瘤治療中取得了較為顯著的成功，其在實(shí)體瘤治療中仍存在諸多障礙。值得注意的是CAR-T細(xì)胞療法在治療過(guò)程中會(huì)引起多種免疫相關(guān)不良反應(yīng)，如嚴(yán)重的細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）[4]、免疫效應(yīng)細(xì)胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征（immune effector cell-associated neurotoxicity syndrome,ICANS）[4]以及脫靶效應(yīng)[5,6]。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究人員開(kāi)發(fā)了多種創(chuàng)新策略來(lái)提升CAR-T在實(shí)體瘤中的效果：

2.1增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞功能與持久性
“裝甲化”CAR-T：讓CAR-T細(xì)胞分泌免疫刺激因子（如IL-12）[7]，以改變腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)自身功能并招募內(nèi)源性免疫細(xì)胞。

聯(lián)合檢查點(diǎn)抑制劑：阻斷PD-1/PD-L1等抑制信號(hào)，防止CAR-T細(xì)胞耗竭[8]。

基因編輯技術(shù)：利用CRISPR/Cas9等技術(shù)敲除耗竭相關(guān)基因，延長(zhǎng)CAR-T細(xì)胞存活時(shí)間[9]。

2.2改善腫瘤靶向性與安全性
雙靶點(diǎn)或多靶點(diǎn)CAR-T：同時(shí)靶向兩個(gè)或多個(gè)腫瘤抗原，采用“AND”邏輯門策略，只在腫瘤細(xì)胞同時(shí)表達(dá)兩個(gè)抗原時(shí)才激活，提高精準(zhǔn)性，減少脫靶毒性[10]。

2.3克服免疫抑制微環(huán)境
表達(dá)趨化因子受體：讓CAR-T細(xì)胞表達(dá)特定的趨化因子受體（如CXCR2）[11]，更好地被招募到腫瘤部位。

分泌降解酶：改造CAR-T細(xì)胞使其分泌肝素酶等物質(zhì)，破壞腫瘤的物理屏障，促進(jìn)浸潤(rùn)[12]。

CAR-T細(xì)胞療法在實(shí)體瘤治療中雖然目前廣泛應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)，但通過(guò)各種創(chuàng)新策略不斷突破瓶頸，已在臨床試驗(yàn)中展現(xiàn)出初步的療效和巨大的潛力。從改造CAR-T細(xì)胞本身到調(diào)控腫瘤微環(huán)境，再到革命性的體內(nèi)制備和精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，這一領(lǐng)域正在飛速發(fā)展。

3. 自身免疫性疾病
CAR-T細(xì)胞療法在自身免疫性疾�。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡[13]、多發(fā)性硬化[14]等）領(lǐng)域的應(yīng)用，是近年來(lái)醫(yī)療技術(shù)的一個(gè)引人注目的進(jìn)展。它通過(guò)基因工程改造患者自身的T細(xì)胞，使其能精準(zhǔn)識(shí)別并清除導(dǎo)致疾病的免疫細(xì)胞，從而為一些傳統(tǒng)治療無(wú)效的患者帶來(lái)了新的希望。CAR-T療法對(duì)付自身免疫性疾病的思路，和它對(duì)付癌癥的思路有相似之處，但目標(biāo)不同。其思路為首先從患者體內(nèi)提取T細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)基因工程技術(shù)，給這些T細(xì)胞裝上能特異性識(shí)別B細(xì)胞表面抗原（如CD19、CD20等）的“導(dǎo)航裝置”——嵌合抗原受體（CAR）。

然后將這些改造好的CAR-T細(xì)胞在體外擴(kuò)增到一定數(shù)量后，回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。最后CAR-T細(xì)胞會(huì)識(shí)別并清除那些攜帶特定抗原的B細(xì)胞。這些B細(xì)胞在很多自身免疫性疾病中異�；罨�，產(chǎn)生攻擊自身組織的自身抗體，是導(dǎo)致疾病發(fā)生和發(fā)展的重要“元兇”。清除掉這些“搗亂”的B細(xì)胞后，患者的免疫系統(tǒng)有機(jī)會(huì)“重啟”。隨著新的、正常的B細(xì)胞重新生成，免疫系統(tǒng)可能逐漸恢復(fù)平衡，從而達(dá)到長(zhǎng)期緩解甚至“治愈”的效果[15]。

綜上所述，CAR-T技術(shù)作為基因工程驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞免疫治療手段，歷經(jīng)概念萌芽、技術(shù)突破、臨床轉(zhuǎn)化到深化發(fā)展四階段，已從實(shí)驗(yàn)室走向臨床。其核心是通過(guò)改造T細(xì)胞表面的CAR受體，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)細(xì)胞的精準(zhǔn)識(shí)別與清除，在醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出多維度應(yīng)用價(jià)值與顯著進(jìn)展，同時(shí)也面臨待突破的挑戰(zhàn)。

在應(yīng)用層面，該技術(shù)在血液腫瘤治療中成果突出，成為復(fù)發(fā)/難治性B細(xì)胞淋巴瘤等疾病的重要治療選擇，多款靶向CD19、BCMA的產(chǎn)品獲批，為患者帶來(lái)治愈希望；在實(shí)體瘤領(lǐng)域，雖受CRS、ICANS、脫靶效應(yīng)及免疫抑制微環(huán)境等問(wèn)題制約，但通過(guò)“裝甲化”CAR-T、雙靶點(diǎn)設(shè)計(jì)、聯(lián)合檢查點(diǎn)抑制劑等創(chuàng)新策略，已在臨床試驗(yàn)中顯現(xiàn)潛力；在自身免疫性疾病治療中，其通過(guò)清除異�；罨疊細(xì)胞、助力免疫系統(tǒng)“重啟”的思路，也為傳統(tǒng)治療無(wú)效的患者提供了新方向。未來(lái)，隨著對(duì)安全性提升、適應(yīng)癥拓展、可及性優(yōu)化等方向的持續(xù)探索，CAR-T技術(shù)有望在更多疾病治療領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。