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CAR-T疗法发展的新方向:治愈癌症的曙光将待走向何处?
  发布时间:2017/4/26  点击:485

CAR-T是一种新的治疗方案。它的根本原理是:利用病人自身的免疫细胞,来攻击和清除病人体内的癌细胞。近年来,CAR-T广泛地被认为是治愈癌症的新曙光,尤其在急性白血病和非霍淋巴瘤的治疗领域,越来越多的成功例子使它声名鹊起。


免疫治疗是继外科手术、放疗、化疗之后的第四种癌症疗法。


和前三种疗法不同,免疫治疗利用自身的免疫系统攻击癌细胞,理论上具有更高的特异性。

T细胞的活化依赖主要组织相容性复合物(MHC)呈递的抗原,然而癌细胞往往通过下调MHC的表达逃脱T细胞的识别和攻击。

CAR-T技术的核心是构建嵌合抗原受体(CAR),并在病人自体来源的T细胞中表达。

 

经过改造的T细胞能够识别表达特定抗原的癌细胞,而不依赖MHC的表达。

第一代CAR只包含抗原识别信号(CD3ζ结构域),导致CAR-T细胞只能瞬时活化和增殖。

第二代和第三代CAR分别含有一个和两个共刺激信号结构域(CD28、CD137或CD134),促进CAR-T细胞的增殖,从而呈现出更强的细胞毒性。

为了进一步增强细胞毒性,第四代CAR-T细胞除了表达CAR,还表达IL-12、肝素酶等基因,可以降解肿瘤微环境内的细胞外基质并阻断抑制性信号通路。


CAR-T技术在癌症治疗中显示良好的治疗效果,尤其是白血病。

然而,临床试验也暴露了CAR-T技术的严重副作用,包括细胞因子释放综合症和对正常细胞的杀伤。

为了提高CAR-T技术的安全性,科学家开发了多种改良的CAR-T技术。根据工作原理的不同,这些技术可以分为三类,即清除CAR-T细胞、双抗原策略和开关分子。

第一类技术在副作用发生时诱导CAR-T细胞凋亡。通过诱导自杀基因(单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)、可诱导的半胱天冬酶-9(iCasp9)等)表达清除 CAR-T细胞;缺点是不可逆,而且诱导CAR-T细胞凋亡需要一定的时间。

第二类技术通过双抗原识别增加CAR-T细胞的特异性。第一种途径是在CAR-T细胞中同时表达CAR和iCAR。iCAR是经过改造的抑制性受体(如PD-1和CTLA-4),能够识别正常组织呈递的抗原。这样在和正常组织接触时,CAR-T细胞的活性被抑制,而只有在和癌细胞接触时,CAR-T细胞才能被激活,发挥杀伤作用。第二种途径是在CAR-T细胞中同时表达识别第一抗原的CAR和第二抗原的嵌合共刺激受体(CCR),只有目标细胞同时表达这两种抗原才会持续激活CAR-T细胞,增加了CAR-T细胞杀伤作用的特异性。

第三类技术是通过开关分子选择性的激活CAR-T细胞。第一种途径是将CAR分成两部分,只有在外源小分子(如AP21967)存在的情况下,这两部分才能二聚化,组装成完整的CAR,进而激活CAR-T细胞。第二种途径是通过双功能分子调控CAR-T细胞的激活,这种双功能分子(如双功能抗体)可以同时结合癌细胞呈递的抗原和T细胞的表面受体。因此,只有其存在时CAR-T细胞才能被激活。


癌症免疫治疗领域的进展很快,新技术层出不穷。未来可以将开关分子和双抗原策略结合起来,开发更安全的CAR-T技术。

另外,通过抗体(如分别对CTLA-4和PD-1具有特异性的tremelimumab和nivolumab)阻断抑制性信号通路,可以提高输注CAR-T细胞的疗效和持续时间。相信在不久的将来,有更多癌症将被人类攻克。

CAR-T技术的快速发展和临床应用的增长对细胞的制备和存储提出新的挑战。博雅控股集团旗下的CESCA公司具有成熟的自体细胞分离技术(ResQ和MXP),可以快速从病人的外周血分离高质量的T细胞,用于CAR-T细胞制备。另外,CESCA公司的全自动液氮存储系统(BioArchive)具有存储量大、操作简单、细胞复苏率高等优点,是全球唯一的临床级细胞存储系统,将在CAR-T技术的推广中发挥重要作用。


参考文献

1.Zhang E, Xu H. A new insight in chimeric antigen receptor-engineered T cells for cancer immunotherapy. J Hematol Oncol. 2017 Jan 3;10(1):1.

2.http://cescatherapeutics.com/

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