2021-08-16
在過去的幾十年中，基因改造的CAR-T細(xì)胞取得了令人興奮的成就。特定CAR的添加使T細(xì)胞能夠以MHC獨(dú)立的方式鑒定特定腫瘤細(xì)胞。第四代CAR可以釋放轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物，并具有增強(qiáng)的增殖能力和抗腫瘤功效。通過過繼輸注CAR-T細(xì)胞消除惡性血液病已取得顯著成果，特別是在實(shí)現(xiàn)B細(xì)胞淋巴瘤和白血球持續(xù)性疾病消退方面。FDA隨后批準(zhǔn)了兩種針對(duì)B細(xì)胞腫瘤抗原的CD19 CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品，以對(duì)抗復(fù)發(fā)或難治性B細(xì)胞惡性腫瘤，掀起了CAR-T細(xì)胞研究的高潮。這些成就刺激了進(jìn)一步應(yīng)用CAR T細(xì)胞療法對(duì)抗實(shí)體瘤的探索，并啟動(dòng)了許多臨床前或臨床研究來評(píng)估CAR-T細(xì)胞的作用。然而，CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤的當(dāng)前結(jié)果仍然不能令人滿意。
在腫瘤細(xì)胞上選擇合適的靶點(diǎn)非常關(guān)鍵，不僅會(huì)影響CAR-T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的準(zhǔn)確識(shí)別和清除，還會(huì)影響腫瘤的安全性治療。由于某些靶標(biāo)的正常組織也可能表達(dá)非特異性的腫瘤抗原，因此有可能受到靶標(biāo)和腫瘤外毒性對(duì)正常組織的損害。為了提高安全性并減少脫靶毒性，許多注意力集中在優(yōu)化具有改善的腫瘤抗原選擇性和特異性的CAR構(gòu)建體上。
一種提高特異性的方法是設(shè)計(jì)雙特異性CAR-T細(xì)胞 ，其信號(hào)通路分別連接至共刺激信號(hào)和激活信號(hào)。只有當(dāng)CAR-T細(xì)胞同時(shí)遇到兩種在腫瘤上表達(dá)的抗原時(shí)，T細(xì)胞才能被激活以產(chǎn)生強(qiáng)大的作用。
同樣，還研究了提高控制CAR-T細(xì)胞在特定條件下打開或關(guān)閉它們的能力。 開關(guān)CAR-T細(xì)胞被設(shè)計(jì)為僅在可誘導(dǎo)外來分子存在的條件下才有條件激活的策略準(zhǔn)確控制CAR T細(xì)胞的活化。通過將CAR的關(guān)鍵識(shí)別和激活信號(hào)劃分為不同的模塊才能實(shí)現(xiàn)這種效果，這些模塊只能與異二聚化小分子的應(yīng)用相結(jié)合。使用由葉酸和氟樹脂異硫氰酸酯（葉酸-FITC）組成的雙功能小分子“開關(guān)”，CAR-T細(xì)胞可以特異性地識(shí)別過度表達(dá)葉酸受體的腫瘤細(xì)胞。
隨后，一些研究提出了另一種抑制T細(xì)胞功能的方法，如果該毒性反應(yīng)是通過工程自殺基因或使用抗體介導(dǎo)的殺傷而發(fā)生的，也稱為非開關(guān)CAR-T細(xì)胞。一些研究已經(jīng)致力于修飾CAR-T細(xì)胞以過表達(dá)促進(jìn)炎癥的細(xì)胞因子，例如IL-12，IL-15和IL-18，這些細(xì)胞被稱為鎧裝CAR-T細(xì)胞。 與全身性注射刺激分子引起的毒性相反，這種方法可以安全地調(diào)節(jié)局部微環(huán)境。確認(rèn)工程改造的T細(xì)胞分泌IL-12可誘導(dǎo)卵巢癌的增殖能力，生存能力和細(xì)胞毒性增加，以及對(duì)細(xì)胞凋亡和PD-L1誘導(dǎo)的功能抑制的抵抗力。在白血病模型中，還發(fā)現(xiàn)表達(dá)IL-15的抗CD19 CAR-T細(xì)胞達(dá)到持久性并誘導(dǎo)持續(xù)緩解，其機(jī)制可能與記憶細(xì)胞亞群的形成有關(guān)。同樣，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)移模型中，用IL-15優(yōu)化GD2 CAR-T細(xì)胞可提高抗腫瘤能力。此外，有關(guān)分泌IL-18的CAR T細(xì)胞的相關(guān)研究表明，這些細(xì)胞具有增強(qiáng)的增殖和浸潤(rùn)能力，并且可以募集內(nèi)源性免疫細(xì)胞來調(diào)節(jié)TME 。
還需要考慮其他將CAR-T細(xì)胞與抑制性分子隔離的策略，例如阻斷CAR-T細(xì)胞和TME中的免疫抑制信號(hào)。 由于TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)是重要的抑制途徑，因此促進(jìn)抗腫瘤反應(yīng)的可行替代方法是阻斷TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)。一組發(fā)現(xiàn)，在臨床前前列腺癌模型中，TGF-β顯性負(fù)性受體（DNR）可以有效地保護(hù)CAR T細(xì)胞免受免疫抑制細(xì)胞因子的干擾，從而抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)?；蛘撸檬荏w工程改造的CAR T細(xì)胞將TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)化為4-1BB或IL-12刺激信號(hào)，發(fā)揮強(qiáng)大的抗腫瘤作用，并對(duì)免疫抑制信號(hào)產(chǎn)生抗性。另一小組還發(fā)現(xiàn)，TGF-βCAR T細(xì)胞具有增強(qiáng)的細(xì)胞毒性和增強(qiáng)的抗腫瘤免疫功能，可以保護(hù)相鄰的免疫細(xì)胞免受TGF-β介導(dǎo)的免疫抑制作用。
同樣，對(duì)胰腺癌模型的研究表明，表達(dá)倒置細(xì)胞因子受體的CAR T細(xì)胞可以促進(jìn)T細(xì)胞存活。IL-4的細(xì)胞外部分 融合受體和IL-7受體的細(xì)胞內(nèi)片段，將免疫抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)化為激活信號(hào)。誘導(dǎo)內(nèi)源性抗腫瘤免疫反應(yīng)和增強(qiáng)共刺激信號(hào)的方法也已被探索[56]。另外，諸如營(yíng)養(yǎng)缺乏，低pH值和低氧等代謝紊亂是TME的另一個(gè)特征，而代謝競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步限制了CAR-T細(xì)胞的活性。改革CART細(xì)胞的代謝途徑可能是另一種策略。例如，在低氧條件下，可以穩(wěn)定表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子低氧誘導(dǎo)因子1-α（HIF-1α）。通過修飾CAR T細(xì)胞表達(dá)HIF-1α，這些細(xì)胞具有抗缺氧的能力，從而導(dǎo)致CAR表達(dá)增加和溶瘤作用改善抗腫瘤作用。
最近的研究集中在使用基因沉默技術(shù)，例如CRISPR / Cas9或短發(fā)夾RNA（shRNA），直接敲除CAR T細(xì)胞中編碼抑制性受體PD-1的基因。例如，一組通過CRISPR/Cas9使抗CD19 CAR T細(xì)胞中的PD-1沉默，并在PD-L1陽性腫瘤模型中顯示出挽救的T細(xì)胞活性和提高的抗腫瘤功效。MSLN CAR T細(xì)胞沉默PD-1基因?qū)е聝?nèi)源性PD-1水平下調(diào)，T細(xì)胞擴(kuò)增增強(qiáng)和腫瘤細(xì)胞裂解。
修飾CAR T細(xì)胞以表達(dá)轉(zhuǎn)換受體似乎是克服免疫檢查點(diǎn)或抑制分子的一種有吸引力的策略，這可以將抑制信號(hào)轉(zhuǎn)換為刺激信號(hào)。通過將免疫抑制信號(hào)的胞外區(qū)域與激活的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域融合來創(chuàng)建PD-1開關(guān)受體，并將PD-L1信號(hào)轉(zhuǎn)化為刺激信號(hào)，從而抵抗T細(xì)胞功能障礙并促進(jìn)腫瘤消退。還已經(jīng)探索了改造具有顯性負(fù)PD-1受體的CAR T細(xì)胞的嘗試。由于缺乏跨膜區(qū)段和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域，具有DNR的T細(xì)胞具有與內(nèi)源性細(xì)胞受體競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PD-1的能力，但不能轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制性信號(hào)。此外，已經(jīng)證明可以釋放PD-1 bloking抗體的工程CAR T細(xì)胞可以增強(qiáng)CAR T細(xì)胞的抗腫瘤作用。
盡管血液系統(tǒng)惡性腫瘤的緩解率很高，但患者在CAR T細(xì)胞治療后仍缺乏持續(xù)緩解，最終會(huì)出現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)。CAR-T細(xì)胞的功能與患者的臨床結(jié)局密切相關(guān)，并且這些細(xì)胞在體內(nèi)的激活，殺傷功能和持久性是受多種因素（例如腫瘤因素，T細(xì)胞因素和個(gè)體）影響的動(dòng)態(tài)過程。因素。每個(gè)方面都可能影響CAR T細(xì)胞的應(yīng)用，因此僅通過單調(diào)的方法似乎不足以解決這些復(fù)雜的因素。除了直接對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾外，還應(yīng)探索克服CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增不足并增強(qiáng)體內(nèi)持久性的替代策略。通過直接增強(qiáng)T細(xì)胞的功能或通過募集內(nèi)源性免疫細(xì)胞以及重塑TME，組合疫苗，生物材料和溶瘤病毒的最新進(jìn)展具有實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果的良好應(yīng)用前景。
通過特異性誘導(dǎo)T細(xì)胞攻擊腫瘤，治療性癌癥疫苗已成為癌癥治療中的關(guān)鍵突破。一些研究發(fā)現(xiàn)，雙特異性T細(xì)胞表達(dá)針對(duì)腫瘤的CAR和針對(duì)強(qiáng)免疫原（例如流感病毒）的內(nèi)源性T細(xì)胞受體（TCR），它們?cè)谟妹庖咴呙缑庖吆箫@示出強(qiáng)大的擴(kuò)增能力和抗腫瘤活性。
CAR-T細(xì)胞療法結(jié)合生物材料
直接修飾CAR T細(xì)胞表達(dá)支持因子時(shí)存在一些缺點(diǎn)，例如操作復(fù)雜和不可控制的全身毒性。因此，迫切需要開發(fā)新的策略，而生物材料提供了潛在的補(bǔ)充途徑。越來越多的研究人員正在不斷探索一些基于納米醫(yī)學(xué)的方法，以改善過繼注入的T細(xì)胞的功能。
合成的納米顆?？梢栽O(shè)計(jì)成通過化學(xué)偶聯(lián)的抗體或與靶細(xì)胞表面受體結(jié)合的配體將更大的基因貨物或藥物引導(dǎo)至體內(nèi)靶細(xì)胞亞群。一些研究探索了脂質(zhì)體在ACT中傳遞刺激分子的潛力。等用細(xì)胞因子或細(xì)胞特異性抗體修飾的聚乙二醇化脂質(zhì)體轉(zhuǎn)移貨物并模擬T細(xì)胞擴(kuò)增，并觀察到體內(nèi)T細(xì)胞的成功標(biāo)記和顯著擴(kuò)增。最近，還開發(fā)了背包納米顆粒以自分泌方式將支持藥物與免疫細(xì)胞連接并增強(qiáng)細(xì)胞功能。蛋白質(zhì)納米凝膠是另一種生物材料，可以攜帶治療物質(zhì)并根據(jù)抗原識(shí)別釋放貨物。李堂等應(yīng)用蛋白納米凝膠將IL-15超級(jí)激動(dòng)劑轉(zhuǎn)運(yùn)至TME，并觀察到EGFR CAR-T細(xì)胞的效力顯著提高，并改善了荷瘤小鼠的存活率。此外，納米顆粒已經(jīng)突破了長(zhǎng)期體外制備CAR-T細(xì)胞的障礙。一組利用DNA納米載體轉(zhuǎn)移識(shí)別白血病細(xì)胞的CAR基因的研究人員發(fā)現(xiàn)，循環(huán)中的T細(xì)胞可以快速，準(zhǔn)確地重新編程為原位抗原特異性T細(xì)胞，并達(dá)到相同的效果。
CAR-T細(xì)胞療法與溶瘤病毒的結(jié)合
作為一種選擇性感染腫瘤細(xì)胞的病毒，溶瘤病毒不僅直接裂解細(xì)胞，而且還通過募集免疫細(xì)胞并釋放促炎分子來誘導(dǎo)內(nèi)源性抗腫瘤免疫。此外，溶瘤病毒也可以修飾為平臺(tái)形式以運(yùn)送貨物。因此，溶瘤病毒的聯(lián)合治療是恢復(fù)腫瘤免疫抑制和增強(qiáng)CAR T細(xì)胞功能的一種有前途的聯(lián)合策略，尤其是使用溶瘤病毒將治療藥物或基因轉(zhuǎn)運(yùn)到TME。
CAR-T細(xì) 胞 療法仍然是癌癥治療的潛在策略。 然而，迄今為止在實(shí)體瘤的治療中還沒有取得成功。 實(shí)體腫瘤帶來的挑戰(zhàn)，包括缺乏特異性腫瘤靶標(biāo)，異質(zhì)抗原表達(dá)，有限的浸潤(rùn)和抑制性TME，是阻礙CAR-T細(xì)胞療法成功的主要因素。 各種精確和可控的方案是目前正在修改CAR結(jié)構(gòu)。 而且，臨床前模型中的組合治療策略已經(jīng)成功，表明了轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用的潛力，并且將來需要更多的臨床研究來評(píng)估組合療法的效果。
夸克醫(yī)藥時(shí)刻關(guān)注CAR-T領(lǐng)域動(dòng)向
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