CAR-T 细胞
CAR-T 细胞(Chimeric Antigen Receptor T cells)是指经过基因工程改造,使其表面表达嵌合抗原受体(CAR)的 T 淋巴细胞。CAR 能够使 T 细胞以非 MHC 限制性的方式直接识别并特异性结合肿瘤表面抗原,从而实现对恶性肿瘤细胞的精准杀伤。作为过继性细胞免疫治疗的代表,CAR-T 在治疗 B 细胞血液恶性肿瘤(如 B-ALL、DLBCL、多发性骨髓瘤)中已取得突破性进展。
分子结构与演进历程
CAR 分子是一个典型的合成生物学模块,其结构设计直接决定了 T 细胞的激活强度与持久性:
- 胞外抗原结合域: 通常由单链抗体可变区(scFv)构成,负责识别肿瘤特定抗原。
- 跨膜区与铰链区: 提供结构支撑,并调节 CAR 分子的灵活性。
- 胞内信号传导域: 包括核心激活域 $CD3\zeta$ 以及共刺激域(如 4-1BB 或 CD28)。第二代 CAR(引入一个共刺激域)是目前临床应用最为广泛的构象。
制备工艺与全流程管理
[Image of the CAR-T cell manufacturing process]
CAR-T 是一种“活的药物”,其生产过程涉及复杂的细胞工程:
- 单采与分离: 从患者血液中收集 T 淋巴细胞。
- 基因转导: 利用慢病毒或逆转录病毒载体将 CAR 基因整合进 T 细胞基因组。
- 体外扩增: 在特定的细胞培养条件下大规模扩增,达到治疗剂量。
- 回输前清淋: 通过化疗方案(如氟达拉滨+环磷酰胺)清除内源性免疫细胞,为回输细胞腾出“生态位”。
| CAR 世代 | 胞内结构特征 | 临床核心特征 |
|---|---|---|
| 第一代 | 仅含 $CD3\zeta$ | 体内扩增与持久性极差。 |
| 第二代 | $CD3\zeta$ + 1个共刺激域 | 目前标准方案,疗效显著。 |
| 第四代 (TRUCKs) | + 细胞因子诱导表达 | 旨在重塑肿瘤微环境。 |
安全性挑战:CRS 与 ICANS
由于 CAR-T 细胞在体内迅速激活并与巨噬细胞交互,常引发严重的免疫毒性:
- 细胞因子释放综合征 (CRS): 由于 IL-6、IFN-γ 等因子水平爆发,导致高热、低血压。管理核心为托珠单抗与地塞米松。
- 神经毒性 (ICANS): 表现为失语、谵妄甚至昏迷。其病理基础涉及内皮损伤与血脑屏障破坏。
前沿展望与实体瘤挑战
尽管在血液肿瘤中取得了成功,CAR-T 在实体瘤中仍面临挑战,包括抗原异质性、肿瘤浸润障碍及抑制性微环境。未来的研发方向包括:
- 通用型 CAR-T (UCAR-T): 利用 CRISPR/Cas9 敲除 HLA 和 TCR,实现“现货型”供应。
- 多靶点 CAR: 应对克隆演化,防止抗原丢失导致的复发。
- 装甲型 CAR: 协同表达 IL-12 或阻断 PD-1 信号,以对抗 T 细胞竭耗。
[1] June CH, Sadelain M. "Antigen-specific T-cell therapy of cancer." New England Journal of Medicine. 2018. (点评:CAR-T 领域的奠基性综述,系统梳理了从基础研究到临床批准的完整逻辑。)
[2] Maude SL, et al. "Tisagenlecleucel in children and young adults with B-cell lymphoblastic leukemia." NEJM. 2018. (点评:全球首个 CAR-T 产品上市的关键临床试验,定义了该疗法的划时代地位。)
[3] Neelapu SS, et al. "Chimeric antigen receptor T-cell therapy — assessment and management of toxicities." Nat Rev Clin Oncol. 2018. (点评:临床管理的权威指南,详细规范了 CRS 和 ICANS 的分级与干预流程。)