技术专栏

Car-T细胞治疗技术

时间:2015-10-21 作者:市场部 来源:本站 浏览:2745





随着肿瘤免疫学理论和技术的发展,免疫治疗在肿瘤治疗中的作用日益受到重视。T淋巴细胞在肿瘤免疫应答中起主要作用,包括CIK细胞治疗在内的T细胞过继性细胞免疫治疗虽然在部分肿瘤中取得了一定的效果,但在大多数肿瘤中疗效尚不能令人满意。近年来发展的利用基因改造技术表达肿瘤特异性嵌合抗原受体(Chimeric antigen receptor,CAR)的T细胞显示出的靶向性、杀伤活性和持久性为过继性细胞免疫治疗注入了新的解决方案。

CAR-T技术原理

嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)是将能识别某种肿瘤抗原的抗体的抗原结合部与CD3-ζ链或FcεRIγ的胞内部分在体外偶联为一个嵌合蛋白,通过基因转导的方法转染患者的T细胞,使其表达嵌合抗原受体(CAR)。患者的T细胞被“重编码”后,生成大量肿瘤特异性的CAR-T细胞。



Car-T技术的发展

第一代CAR由识别肿瘤表面抗原的单链抗体(single chain fragment variable,scFv)和免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based activationmotifs,ITAM,通常为CD3-ζ和FcεRIγ)组成。早期的实验证明了CAR-T的可行性,然而第一代CAR只能引起短暂的T细胞增值和较低的细胞因子分泌,不能提供长时间的T细胞扩增信号和持续的体内抗肿瘤效应。依照T细胞活化的双信号学说,T细胞的激活和增殖需要共刺激信号。

第二代、第三代CAR引入了共刺激分子信号序列(costimulatory molecule,CM),旨在提高T细胞的细胞毒活性、增殖性与存活时间,促进细胞因子的释放。


CAR-T细胞治疗技术具有如下优势:

•  治疗更精准:由于CAR-T细胞是应用基因修饰病人自体的T细胞,利用抗原抗体结合的机制,能克服肿瘤细胞通过下调MHC分子表达以及降低抗原递呈等免疫逃逸,让肿瘤细胞无所逃遁;

•  多靶向更精准:CAR既可以利用肿瘤蛋白质抗原,又可利用糖脂类非蛋白质抗原,扩大了肿瘤抗原靶点范围,CAR-T细胞作用过程不受MHC的限制;

•  杀瘤范围更广:鉴于很多肿瘤细胞表达相同的肿瘤抗原,针对某一种肿瘤抗原的CAR基因构建一旦完成,便可以被广泛利用;

•  杀瘤效果更持久:新一代CAR结构中加入了促进T细胞增殖与活化的基因序列,能保证T细胞进入体内后还可以增殖,CAR-T细胞具有免疫记忆功能,可以长期在体内存活。

卡尔·朱恩说,这些T细胞的好处在于不必像化疗药物那样持续给药,细胞是“活的、动态的、不断分裂的药”,一次注射,持久保护,这种前沿肿瘤生物治疗技术让全球的科学家们震惊。

CAR T细胞技术,在美国已获得III期临床研究许可。


临床应用:

1、来自美国的研究者发现,利用Car-T技术可以靶向治疗慢性淋巴细胞白血病(CLL)。CAR主要包含CD19特异性抗体的抗原结合部(细胞外域)以及T细胞协同刺激结构(4-1BB)和信号传导结构(CD3ζ)(细胞内域)。在接受治疗的3例患者中,研究者观察到CAR T细胞不但在体内扩增1000倍以上,而且可以维持有效治疗活性、清除CLL细胞达6个月以上。部分CAR T细胞甚至可以以记忆细胞形式存在,再次接触CLL细胞时产生快速反应。其中,2例患者治疗后病情达到完全缓解。研究内容分别在线刊登于《科学•转化医学》(Sci TranslMed)和《新英格兰医学杂志》(N Engl J Med)上。

2、另外一项研究中,17例转移性黑素瘤患者接受了靶向人黑素瘤标志物α-MART-1的Car修饰栽细胞治疗,2例患者的肿瘤完全消退,15例患者外周血中持久存在相当比例的移植T细胞(9%-56%),且病情稳定。

3、Pule等人将GD2作为靶抗原,利用第二代Car修饰EBV特异性T细胞治疗儿童成神经细胞瘤,结果表明,输注后在患者循环中存活多达6周,而非EBV特异性细胞仅维持1周,治疗11员例患者中6肿瘤减退或肿瘤细胞坏死。

4、此外还有以HER2、CEA、EGFRvⅢ为靶点分别治疗乳腺癌、结肠癌和胶质瘤,以前列腺特异性膜抗原为靶点治疗前列腺癌、以胎儿型乙酰胆碱受体为靶点治疗横纹肌肉瘤、以上皮黏蛋白为靶点治疗乳腺癌等。

 

随着细胞临床应用的增多,其安全性等问题也引起人们的关注,2010年美国DNA重组委员会召开专门研讨会总结了Car修饰T细胞临床试验的结果。Car临床应用的主要挑战在于这种“超自然”T细胞的脱靶效应、细胞因子风暴和移植物抗宿主病样损伤。

Car修饰T细胞肿瘤免疫治疗理论上的优势和临床前期试验结果使其具有诱人的应用前景,正以难以置信的速度在国外进行Ⅰ辕Ⅱ期临床研究。目前,人们一方面寻找肿瘤特异性抗原作为分子靶点和开发适合Car的单链抗体;另一方面,优化Car的结构、筛选良好治疗潜质的栽细胞亚群辕型,以提高其有效性和安全性。随着研究的不断深入,相信不久的将来Car修饰T细胞会给肿瘤治疗带来新的希望。

以上部分内容参考《中国肿瘤生物治疗杂志》2012.12,Vol19(6).