CAR-T还有多少路要走

CAR-T还有多少路要走？2015-09-16嵌合型抗原受体T细胞（chimericantigenreceptorTcell,CAR-T）是通过基因改造后获得靶抗原单克隆抗体单链可变区（scFv）的T细胞。CAR-T通过抗原抗体结合的原理特异性识别肿瘤细胞表面的抗原，因此无主要组织相容性复合体（MHC）限制性，还可以避免因肿瘤细胞MHC下调或丢失导致的免疫逃逸。而且通过在嵌合基因设计时增加共刺激分子信号，可增强CAR-T细胞的肿瘤杀伤活性。经过20多年的发展，CAR-T的设计已经越来越完善，手段也越来越多。大量基础研究及临床试验证明，CAR-T在血液肿瘤领域具有巨大的应用前景，成为近年来免疫细胞治疗的最大热点。各大制药公司及生物公司也纷纷加入CAR-T的研发与临床转化大潮。CAR-T技术存在的问题：（1）还需要更长的时间观察病毒载体是否会带来有害的插入性突变；（2）CAR-T的临床应用会导致严重不良反应，包括on-target效应（主要有肿瘤溶解综合征、细胞因子风暴、巨噬细胞综合征、神经毒性、B细胞缺如及低丙种球蛋白血症）及off-target效应；（3）CAR-T的临床试验结果各个中心结果不一，目前还处于探索阶段，很难达到统一的标准化治疗；（4）CAR-T的设计及培养制备成本过高CAR-T技术优化及临床试验的改进：（1）多个中心尝试开发通用型CAR-T,即釆用正常第三方细胞来源的T细胞。通过敲除内源性TCR基因以排除同种异体TCR导致的移植物抗宿主病（GVHD），且能进一步提高CAR-T的杀肿瘤效率。这种策略显著拓宽了CAR-T的细胞来源，避免因患者自体T细胞因数量低、功能不充分、扩增能力差等限制应用。第三方细胞来源的CAR-T还具备易于操作、重复性好等优势，更有利于大批量临床应用。（2）以往的研究报告更多用自体CAR-T联合化疗降低肿瘤负荷，以提高缓解率。而56届ASH会议上，Kebriaei等报告了在同种异体造血干细胞移植（allo-HSCT）后复发的患者中，通过供者CAR-T清除免疫残留的探索及其应用意义。allo-HSCT后回输供者的CAR-T可有效防治白血病复发，并避免了自体肿瘤细胞污染。而且供者来源的未转染T细胞还能清除受者体内丢失了CD19抗原的肿瘤细胞，可防止因肿瘤抗原逃逸导致的复发。（3）对于CAR-T临床应用的安全性，目前的主要策略是改用非病毒载体改造CAR-T,及通过自杀基因控制CAR-T的过度扩增及严重不良反应。本届ASH会议报道的非病毒基因转染方式包括睡美人（SB）转座子系统和mRNA转染。自杀基因已有多种，可诱导的Caspase9转基因（iCasp9）是目前较理想的自杀基因，它无免疫原性且能在24h内引起95%以上的转基因细胞快速凋亡。iCasp9介导的细胞凋亡可由小分子二聚体AP1903触发，具有很强的可操作性。（4）目前报道的CAR-T临床前或临床试验都是用成熟T细胞改造成的CAR-T,通常在体内持续时间短，而限制临床效果并易导致肿瘤复发。几个研究中心开始探索将造血干细胞基因修饰成CAR-T的可行性，这种CAR-T可持续存在于体内（可达35周）并可分化成多系别靶标特异性的免疫细胞。在HSCT过程中釆用这种CAR-T尤其有利。（5）其他一些新策略的报道，如能产生双特异性衔接分子的CAR-T（ENG-CAR-T），通过持续产生抗CD19及抗CD3同时募集B系肿瘤细胞和T细胞。这样不仅可利用CAR-T直接杀伤脾瘤细胞，而且募集的T细胞也有抗肿瘤作用。ENG-CAR-T比直接输注半衰期短的双特异性抗体具有更强、更持久的抗肿瘤作用。（6）针对单个靶标的CAR-T治疗时肿瘤复发或无效问题，一些中心开发出多靶标的CAR-T,临床前实验显示出更强的抗瘤效应。CD123可能是难治复发B-ALL的又一个重要肿瘤靶标。在临床前实验中，CD123-CAR-T对CD19-ALL小鼠显示出强大的抗肿瘤作用。联合CD19-CAR-T及CD123-CAR-T治疗B-ALL可能会有更好的效果。睡美人（SB）转座子系统：转座子（transposon）是自然发生的遗传因子，是指在基因组中可以从一个位置移动到另一个位置的一段DNA序列，最先在玉米中被发现，以后在细菌、真菌及动植物中也都有发现。如玉米的Ac/Ds、Spm/En类及金鱼草的Tam类转座子，果蝇的P因子，来源于鳞翅目昆虫的piggyBac转座子等。作为基因工具，转座子在植物、细菌、真菌、昆虫中的应用较多。虽然脊椎动物基因组中也存在大量的转座子，但是绝大多数的转座子在长期的进化过程中都已经失活了，长期以来转座系统在脊椎动物中的应用是空白。1997年，Ivics等利用生物信息学的方法，将鲑鱼基因组中一个已经失活的转座系统重建，恢复了它的活性。由于这个转座系统已经“沉睡”了1000万年，因此被取名为“睡美人”（sleepingbeauty，SB）转座系统。SB转座子在脊椎动物中比其他转座子活性要高，在鱼类、小鼠的体内和体外培养的人的细胞中均已显示出转座活性。SB转座系统在基因治疗、基因转移和基因标签等方面都已经发挥了非常重要的作用。SB转座子的应用也促进了其他转座子（或转座系统）的研究进展，诸如FrogPrince、Tol2、φc31和反转录转座子L1等。肿瘤溶解综合征（TLS），是在恶性肿瘤（实体肿瘤和血液病）治疗过程中，可能出现的一组代谢性并发症，在部分恶性淋巴瘤和白血病患者中，甚至没有治疗也会发生。TLS的发生是由于坏死肿瘤细胞崩解并有细胞内成分释放所导致，包括高血钾症、高磷血症、高尿酸血症和低钙血症，以及随之而来的急性尿酸增高性肾病和急性肾功能衰竭。Fas/FasLFasL是能够结合到死亡受体TNFRSF6/FAS的细胞因子，在T-cell发育中介导其由于细胞毒性引起的凋亡。CTL细胞在活化后，可以通过两条互不相关的途径杀伤靶细胞：一方面，分泌穿孔素和颗粒酶，以Ca2+依赖的方式作用于靶细胞膜，杀伤靶细胞；另一方面，在CTL细胞识别靶细胞后，细胞表面表达的高水平FasL与靶细胞表面的Fas相互识别，通过Fas触发靶细胞内部的凋亡程序，使靶细胞发生程序性细胞死亡。肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(tumornecrosisfactorrelatedapoptosis-inducingligand，TRAIL)是TNF超家族中的成员，它能特异性诱导肿瘤细胞凋亡而对正常细胞无毒性。TRAIL蛋白具有膜结合型(即全长TRAIL)和可溶型(sTRAIL)2种形式。在体内仅有膜结合型存在，TRAIL胞外区部分形成的可溶型多肽(sTRAIL)具有完整的膜结合型TRAIL有完整的的生物学活性。二者都能与细胞膜上的特异受体结合，通过胞内信号转导．迅速诱导表达TRAIL特异受体的细胞发生凋亡。TRAIL作用谱很广，能诱导结肠、肺、乳腺、肾、脑、皮肤等多种肿瘤细胞的凋亡，被认为是一种很有前途的广谱抗癌分子。