肿瘤免疫与CAR-T细胞治疗

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1、 主 要 内 容肿 瘤 免 疫 逃 逸肿 瘤 免 疫 治 疗CAR-T细 胞 治 疗 肿 瘤 抗 原定 义 ： 细 胞 癌 变 过 程 中 新 出 现 的 抗 原以 及 过 度 表 达 的 抗 原 物 质 的 总 称产 生 机 制 新 的 蛋 白 质蛋 白 的 特 殊 降 解 产 物基 因 突 变 或 重 排 使 蛋 白 结 构 发 生 改 变隐 蔽 的 抗 原 表 位 暴 露多 种 膜 蛋 白 分 子 的 异 常 聚 集胚 胎 抗 原 或 分 化 抗 原 的 异 常 高 表 达 肿 瘤 特 异 性 抗 原 ：肿 瘤 相 关 抗 原 ：（ Tumor specific antigen , TS

2、A)（ Tumor associated antigen , TAA)肿 瘤 细 胞 特 有 ， 正 常 细 胞 不 存 在正 常 细 胞 组 织 也 存 在 ， 但 肿 瘤 细胞 中 含 量 明 显 增 高 二 . 机 体 抗 肿 瘤 免 疫 机 制非 特 异 性 免 疫 ：特 异 性 免 疫巨 噬 细 胞 、 NK细 胞 、 多 形 核 细 胞体 液 免 疫细 胞 免 疫 (一 ） 体 液 免 疫 机 制1. CDC、 ADCC、 调 理 作 用 ：通 过 补 体 、 巨 噬 细 胞 、 NK细 胞 、 中 性 粒 细 胞介 导 杀 伤 肿 瘤 细 胞 2. 封 闭 抗 体 ：抑 制 ：

3、与 肿 瘤 细 胞 恶 性 转 化 、 增 殖 、 转 移 有 关 的 抗原 如 p185可 抑 制 增 殖 、 转 铁 蛋 白 受 体 可 抑制 生 长 、 粘 附 分 子 可 阻 止 克 隆 形 成 与 转 移增 强 抗 体 ：封 闭 抗 原 位 点 ， 阻 碍 杀 伤 性 免 疫 细 胞 的 作 用 （ 二 ） 细 胞 免 疫 机 制1. T细 胞肿 瘤 Ag 肿 瘤 细 胞 的 MHC I类 分 子 递 呈CD8+ CTL脱 落 后 由 APC摄 取 、 MHC II类 分 子 递 呈CD4+ Th CD8+ CTL 直 接 杀 伤分 泌 多 种 细 胞 因 子 IFN-、 TNFCD

4、4+ Th释 放 CK如 IL-2： 激 活 CTL、 NK、 巨 噬 细 胞释 放 IFN-、 TNF： 促 进 MHC I类 表 达 、 有 利 于 直 接 杀 伤促 进 B细 胞 活 化 、 增 殖 、 分 化少 数 可 直 接 杀 伤 肿 瘤 细 胞 1. NK细 胞不 依 赖 抗 体 或 补 体 、 不 需 预 先 活 化 、 无 MHC限 制 即 可 直 接 杀 伤 肿 瘤 细 胞通 过 激 活 性 受 体 /抑 制 性 受 体 的 平 衡 而 识 别特 异 性 免 疫 应 答 的 效 应 阶 段 （ ADCC）（ 三 ） 非 特 异 性 免 疫 2、 T细 胞3. 巨 噬 细 胞

5、作 为 APC， 激 活 T巨 噬 细 胞 杀 伤 肿 瘤 三 . 肿 瘤 免 疫 逃 逸 机 制（ 一 ） 与 肿 瘤 有 关 的 因 素1. 抗 原 缺 失 或 抗 原 调 变遗 传 不 稳 定 性 突 变 或 丢 失免 疫 原 性 极 弱抗 原 调 变 ( antigenic modulation )免 疫 系 统 攻 击 导 致 肿 瘤 细 胞 表 面 抗原 表 位 减 少 或 丢 失 ， 从 而 逃 避 杀 伤 2. MHC I类 分 子 表 达 减 少3. 缺 乏 协 同 刺 激 分 子 ： B7、 ICAM-1、 LFA-14. 漏 逸 ： 肿 瘤 迅 速 生 长 超 越 机 体

6、 清 除 能 力5. 肿 瘤 导 致 的 免 疫 抑 制 ：分 泌 某 些 CK（ 如 TGF-、 IL-10）营 造 局 部 免 疫 豁 免 （ 如 高 表 达 Fas L破 坏 免 疫 细 胞 ） （ 二 ） 与 宿 主 有 关 的 因 素免 疫 功 能 低 下 或 缺 陷免 疫 抑 制免 疫 耐 受 状 态 肿 瘤 免 疫 治 疗 （ cancer immunotherapy） 是 利 用 人 体 的 免 疫 机 制 ， 通 过 主 动 或 被动 的 方 法 来 增 强 患 者 免 疫 功 能 ， 达 到 杀 伤 肿 瘤 细 胞 的 目 的 ， 为 肿 瘤 生 物 治 疗 方 法 之 一

7、 。 肿 瘤 免 疫 治 疗 的 原 理 是 通 过 增 强 抗 肿 瘤 免 疫 应 答 和 打 破 肿 瘤 的 免 疫 抑 制 产 生 抗肿 瘤 作 用 。 强 化 免 疫 应 答 打 破 免 疫 耐 受 肿 瘤 免 疫 治 疗 分 类一 、 主 动 免 疫 治 疗二 、 被 动 免 疫 治 疗三 、 非 特 异 性 免 疫 调 节 剂 治 疗 一 、 主 动 免 疫 治 疗 也 称 为 肿 瘤 疫 苗 ， 主 要 是 利 用 肿 瘤 细 胞 或 肿 瘤 抗 原 物 质 免 疫 机 体 ， 使宿 主 免 疫 系 统 产 生 针 对 肿 瘤 抗 原 的 抗 肿 瘤 免 疫 应 答 ， 从 而

8、阻 止 肿 瘤 生 长 、转 移 和 复 发 。 肿 瘤 疫 苗 是 对 已 患 病 者 进 行 免 疫 接 种 ， 激 发 肿 瘤 患 者 机 体 产 生 对 肿 瘤的 特 异 性 免 疫 应 答 。 可 产 生 免 疫 记 忆 ， 抗 肿 瘤 作 用 比 较 持 久 。 分 类 ： 肿 瘤 细 胞 疫 苗 、 肿 瘤 多 肽 （ 蛋 白 ） 疫 苗 、 树 突 状 细 胞 疫 苗 、抗 独 特 型 抗 体 疫 苗 、 DNA疫 苗 1.肿 瘤 细 胞 疫 苗 2.肿 瘤 多 肽 （ 蛋 白 ） 疫 苗 3.DC疫 苗 4.抗 独 特 型 抗 体 疫 苗 5.DNA疫 苗 T-cell DC

9、 肿 瘤 全 细 胞 疫 苗肿 瘤 细 胞 裂 解 物 疫苗基 因 修 饰 的 肿 瘤 细胞 疫 苗3.DC疫 苗 4.抗 独 特 型 抗 体 疫 苗 2.肿 瘤 多 肽 （ 蛋 白 ） 疫 苗5.DNA疫 苗肿 瘤 的 主 动 免 疫 治 疗 分 类 1.肿 瘤 细 胞 疫 苗 适 应 证 疫 苗 名 称 疫 苗 性 质黑 色 素 瘤 M-Vax 肿 瘤 细 胞 疫 苗MDX-1379 多 肽 疫 苗Melacine 异 体 肿 瘤 细 胞 裂 解 物 疫 苗Allovectin-7 基 因 修 饰 肿 瘤 疫 苗前 列 腺 癌 Sipuleucel-T 自 体 树 突 状 细 胞 疫 苗C

10、G1940/CG8711 GM-CSF修 饰 肿 瘤 细 胞 疫 苗肺 癌 Stimuvax（ L-BLP25） / BLP25 脂 质 体 包 埋 蛋 白 疫 苗Belagenpumatucel-L 基 因 修 饰 肿 瘤 细 胞 疫 苗胰 腺 癌 Algenpantucel-L 基 因 修 饰 肿 瘤 细 胞 疫 苗GV-1001 端 粒 酶 肽 疫 苗肾 癌 TroVAX（ MVA-5T4） 基 因 修 饰 肿 瘤 疫 苗 IMA901 多 肽 疫 苗结 直 肠 癌 OncoVAX 自 体 肿 瘤 细 胞 疫 苗卵 巢 癌 Abagowomab 抗 独 特 型 抗 体 疫 苗中 枢 神

11、经 系 统 肿 瘤 DCVax-Brain 自 体 树 突 状 细 胞 疫 苗Rindopepimut（ CDX-110） 多 肽 疫 苗淋 巴 瘤 BiovaxID（ Id-KLH/GM-CSF） 抗 独 特 型 抗 体 疫 苗 二 、 被 动 免 疫 治 疗 被 动 免 疫 治 疗 （ passive immunotherapy） 又 称 为 过 继 免 疫 治 疗 （ adoptive immunotherapy） 是 被 动 性 的 将 具 有 抗 肿 瘤 活 性 的 免 疫 制 剂 或 细 胞 转 输 给 肿 瘤 患者 ， 以 达 到 治 疗 肿 瘤 的 目 的 。 被 动 免 疫

12、治 疗 与 肿 瘤 疫 苗 不 同 ， 并 不 需 要 机 体 产 生 初 始 免 疫 应 答 ， 因 此 适 用于 已 经 没 有 时 间 或 能 力 产 生 初 始 免 疫 应 答 的 肿 瘤 晚 期 患 者 。 分 类 ： 单 克 隆 抗 体 治 疗 ;过 继 性 细 胞 治 疗 又 称 之 为 生 物 导 弹 技 术 ， 通 过 补 体 系 统 、 自 然 杀 伤 细 胞 和 阻 断 信 号 转 导 通 路 起 抗肿 瘤 作 用 。 嵌 合 型 单 抗 达 到 95%以 上 人 源 化 ，减 少 了 免 疫 原 性 。 利 妥 西 单 抗 治 疗 恶 性 淋 巴 瘤 ； 曲妥 珠 单

13、抗 治 疗 乳 癌 ， 联 合 化 疗 增 强 疗效 。 单 克 隆 抗 体 治 疗 过 继 性 细 胞 治 疗 过 继 性 细 胞 治 疗 是 通 过 分 离 自 体 或 异 体 免 疫 效 应 细 胞 ， 经 体 外 激 活 并 回 输 ，直 接 杀 伤 肿 瘤 或 激 发 机 体 抗 肿 瘤 免 疫 反 应 。 过 继 性 细 胞 治 疗 的 关 键 在 于 产 生 数 量 足 够 、 能 够 识 别 并 杀 伤 肿 瘤 的 免 疫 细 胞 ，以 及 效 应 细 胞 能 够 到 达 肿 瘤 所 在 部 位 ， 并 在 肿 瘤 周 围 被 激 活 且 发 挥 抗 瘤 作 用 。 淋 巴 因

14、 子 激 活 的 杀 伤 细 胞 （ LAK） 、 自 然 杀 伤 细 胞 （ NK） 、 细 胞 因 子 诱 导 的杀 伤 细 胞 （ CIK） 、 肿 瘤 浸 润 T淋 巴 细 胞 （ TIL） 、 T细 胞 、 自 然 杀 伤 T细 胞 （ NK T） 、 CD3单 抗 激 活 的 杀 伤 细 胞 （ CD3AK） 、 供 者 淋 巴 细 胞 输 注 （ donor lymphocyte infusion， DLI） 、 受 体 基 因 修 饰 的 T细 胞 等 淋 巴 因 子 激 活 的 杀 伤 细 胞 （ LAK） 是 外 周 血 单 个 核 细 胞 在 体 外 经 IL-2刺 激

15、活化 后 诱 生 的 具 有 非 特 异 性 细 胞 毒 作 用 的 效 应 细 胞 ， 是 多 种 免 疫 细 胞 的 群 体 。 LAK细 胞 抗 癌 谱 广 ， 抗 肿 瘤 作 用 不 依 赖 抗 原 致 敏 。 LAK细 胞 通 过 直 接 接 触 或 释放 炎 症 细 胞 因 子 间 接 杀 伤 肿 瘤 。 临 床 应 用 ： 由 于 其 体 外 增 殖 活 性 不 强 ， 体 内 抗 瘤 活 性 有 限 ， 且 为 维 持 LAK细胞 体 内 活 性 ， 需 要 注 射 大 剂 量 IL-2， 而 出 现 较 强 毒 副 作 用 ， 因 此 逐 渐 淡 出 临 床 应用 。 淋 巴

16、 因 子 激 活 的 杀 伤 细 胞 肿 瘤 浸 润 性 淋 巴 细 胞 （ TIL） 是 从 肿 瘤 部 位 分 离 出 的 一 群 淋 巴 细 胞 ， 经IL-2等 细 胞 因 子 扩 增 后 产 生 。 其 表 型 以 CD4+T细 胞 和 CD8+T细 胞 为 主 ， 具 有 一 定 的 肿 瘤 特 异 性 和 MHC限 制性 。 TIL的 抗 肿 瘤 效 果 是 LAK的 50 100倍 。 临 床 应 用 ： TIL已 应 用 于 临 床 试 验 ， 主 要 治 疗 皮 肤 、 肾 、 肺 、 头 颈 部 、 肝 、卵 巢 部 位 的 原 发 或 继 发 肿 瘤 。 但 其 取 材

17、 不 便 和 制 作 过 程 的 相 对 复 杂 性 限 制 了其 在 临 床 的 应 用 。 肿 瘤 浸 润 性 淋 巴 细 胞 细 胞 因 子 诱 导 的 杀 伤 细 胞 （ cytokine induced killer cells， CIK） 是 外 周血 单 个 核 细 胞 经 抗 CD3单 克 隆 抗 体 ， 以 及 IL-2、 IFN- 和 IL-1 等 细 胞 因 子 体 外诱 导 分 化 获 得 的 NK样 T细 胞 。 CIK呈 CD3+CD56+表 型 ， 既 具 有 NK细 胞 的 非 MHC限 制 性 特 点 ， 又 有 T淋 巴 细 胞 抗肿 瘤 活 性 。 具 有

18、 增 殖 速 度 快 ， 杀 伤 活 性 高 ， 肿 瘤 杀 伤 谱 广 等 优 点 。 临 床 应 用 ： 目 前 发 现 CIK在 肾 癌 、 肝 癌 、 肺 癌 、 白 血 病 等 多 种 肿 瘤 中 具 有 抗瘤 活 性 。 细 胞 因 子 诱 导 的 杀 伤 细 胞 NK细 胞 可 识 别 MHC-I表 达 下 调 或 缺 失 的 肿 瘤 细 胞 ， 无 需 抗 原 预 先 致 敏 即 可 以直 接 杀 伤 肿 瘤 细 胞 ， 其 杀 伤 肿 瘤 细 胞 的 机 制 有 ： 通 过 分 泌 穿 孔 素 、 颗 粒 酶 来 杀 伤肿 瘤 细 胞 ； 通 过 死 亡 配 体 介 导 靶

19、细 胞 凋 亡 ； 分 泌 炎 症 因 子 间 接 杀 伤 肿 瘤 细 胞 ； 通过 ADCC效 应 杀 伤 肿 瘤 细 胞 。 临 床 应 用 ： 随 着 纯 化 技 术 及 扩 增 技 术 的 不 断 改 进 ， NK细 胞 逐 渐 成 为 过 继 性 免疫 治 疗 重 要 组 成 部 分 。 NK细 胞 目 前 仍 处 于 / 期 临 床 试 验 阶 段 。NK细 胞 T细 胞 是 一 类 T细 胞 ， 因 其 TCR由 和 肽 链 组 成 而 被 命 名 ， 多 为 CD4-CD8-双 阴 性 表 型 。 其 杀 伤 肿 瘤 细 胞 的 机 制 非 常 复 杂 ， 主 要 涉 及 到

20、穿 孔 蛋 白 途 径和 Fas/FasL介 导 的 细 胞 凋 亡 途 径 ， 也 可 以 通 过 NK样 的 受 体 ， 使 之 像 NK细 胞 一 样可 直 接 识 别 蛋 白 质 或 肽 类 抗 原 ， 以 非 MHC限 制 性 方 式 杀 伤 肿 瘤 细 胞 。 临 床 应 用 ： 以 T细 胞 为 基 础 的 免 疫 治 疗 在 肺 癌 、 肾 癌 、 恶 性 黑 色 素 瘤等 期 临 床 研 究 中 已 显 示 出 良 好 效 果 ， 尤 其 是 转 移 性 恶 性 黑 色 素 瘤 ， 提 示 其 可能 成 为 肿 瘤 治 疗 的 新 途 径 。 T细 胞 三 、 非 特 异 性

21、 免 疫 调 节 剂 治 疗（ 一 ） 效 应 细 胞 刺 激 剂 刺 激 活 化 免 疫 效 应 细 胞 （ 二 ） 免 疫 负 调 控 抑 制 剂 抑 制 免 疫 负 调 控 细 胞 或 分 子 干 扰 素 具 有 免 疫 调 节 、 抗 增 殖 、 诱 导分 化 、 促 凋 亡 、 抗 血 管 生 成 等多 种 作 用 ， 是 第 一 个 被 证 实 具有 抗 肿 瘤 活 性 的 细 胞 因 子咪 喹 莫 特 是 Toll样 受 体 7（ toll-like receptor 7，TLR7）的 激 动 剂， 能 增 强 固 有 免 疫 应 答 和 适 应 性免 疫 应 答 效 应 细 胞

22、 刺 激 剂 IL-2 是 调 控 T细 胞 和 NK细 胞 等 淋 巴 细 胞 生 长的 重 要 因 子卡 介 苗既 可 以 激 发 固 有 免 疫 应 答 ，又 可 以 激 发 适 应 性 免 疫 应答（ 一 ） 效 应 细 胞 刺 激 剂 Denileukin diftitox 由 IL-2的 受 体 结 合 片 断 与 具 有 酶 活 性 的 白 喉 毒 素 跨 膜 片 段 重 组 融 合 ，与 IL-2受 体 （ CD25） 结 合 后 ， 被 摄 取 进 入 胞 浆 ， 裂 解 释 放 白 喉 毒 素 A链 ， 持续 抑 制 蛋 白 的 合 成 ， 导 致 细 胞 死 亡 。 CT

23、LA-4单 克 隆 抗 体 Ipilimumab和 tremelimumab都 是 CTLA-4人 源 化单 克 隆 抗 体 ， 主 要 通 过 抑 制 活 化 T细 胞 的 CTLA-4与抗 原 递 呈 细 胞 的 B7结 合 ， 打 破 免 疫 耐 受 ， 增 强 T细胞 的 活 性 。 （ 二 ） 免 疫 负 调 控 抑 制 剂 PD-L1抗 体 PD-1是 程 序 性 死 亡 受 体 -1， 大 部 分 表 达 于 活 化 T细 胞 表 面 ， 为 免 疫 抑 制 性受 体 ， 与 其 配 体 PD-L1、 PD-L2相 互 作 用 传 递 抑 制 性 信 号 ， 在 免 疫 应 答

24、中 发 挥 负向 调 控 作 用 。 由 于 肿 瘤 细 胞 高 表 达 PD-L1， 故 阻 断 PD-L1与 PD-1的 结 合 可 阻 止 此种 机 制 介 导 的 免 疫 抑 制 作 用 。 （ 二 ） 免 疫 负 调 控 抑 制 剂 嵌 合 抗 原 受 体 （ chimeric antigen receptor, CAR） T细 胞 技 术 ； 是 过 继 细 胞 免 疫 治 疗 （ adoptive cellular immunotherapy， ACI)的 一 种 ； 通 过 基 因 改 造 技 术 ， 让 患 者 T细 胞 表 达 嵌 合 抗 原 受 体 ， 使效 应 T细 胞

25、 的 靶 向 性 、 杀 伤 性 和 持 久 性 均 较 常 规 应 用 的 免疫 细 胞 高 ， 并 可 克 服 肿 瘤 局 部 免 疫 抑 制 微 环 境 和 打 破 宿主 免 疫 耐 受 状 态 ； 是 一 种 特 异 性 的 免 疫 细 胞 抗 肿 瘤 治 疗 。 T淋 巴 细 胞 是 肿 瘤 细 胞 的 天 敌 ， 在 肿 瘤 免 疫 应 答 中 起 重 要 作 用 ， 对肿 瘤 细 胞 有 极 强 的 杀 伤 作 用 。 对 T细 胞 进 行 基 因 工 程 处 理 ， 从 而 在 其 表 面 表 达 能 够 识 别 特 异 性 肿瘤 抗 原 的 特 殊 受 体 称 为 嵌 合 抗

26、 原 受 体 （ CAR） ， 同 时 在 受 体 的 胞 内段 可 加 上 引 起 T细 胞 活 化 的 信 号 传 递 区 域 。 肿 瘤 对 患 者 的 免 疫 系 统 具 有 抑 制 作 用 ， 限 制 了 自 身 免 疫 功 能 的 诱导 和 激 活 ， 因 此 可 以 把 患 者 的 免 疫 细 胞 放 到 一 种 可 以 避 开 肿 瘤 抑制 因 素 的 环 境 中 进 行 激 活 和 扩 增 ， 然 后 再 将 扩 增 后 的 免 疫 细 胞 回输 患 者 ， 从 而 使 患 者 的 免 疫 功 能 迅 速 增 强 ， 达 到 杀 伤 肿 瘤 细 胞 的作 用 ， 这 种 疗

27、法 就 是 过 继 性 免 疫 疗 法 嵌 合 抗 原 受 体 （ CARs） 是 由 一 个 胞 外 抗 原 识 别 域 （ 通 常是 一 个 单 链 抗 体 ， 也 可 以 是 多 肽 或 者 其 他 蛋 白 质 ） 和 一个 胞 内 信 号 域 组 成 。 CAR的 胞 外 部 分 用 来 识 别 特 异 性 的肿 瘤 抗 原 ， 随 后 胞 内 信 号 域 会 刺 激 T细 胞 增 殖 ， 并 且 通过 细 胞 溶 解 和 细 胞 因 子 释 放 来 消 除 肿 瘤 细 胞 。 第 一 代 CARs的 胞 内 信 号 域 是 CD3 信 号 链 （ signal 1） ， 这 一 代

28、产品 在 临 床 试 验 中 效 果 有 限 ， 可 能 由 于 移 植 T细 胞 的 活 化 诱 导 细 胞 死亡 （ AICD） 或 者 T细 胞 扩 增 的 持 续 性 不 好 所 导 致 。 第 二 代 CARs相 比 第 一 代 CARs增 加 了 一 个 胞 内 共 刺 激 信 号 域 （ signal 2） 。 在 过 去 的 5年 里 ， 对 于 第 二 代 含 有 CD28或 者 4-1BB(CD137) 共刺 激 信 号 域 的 抗 CD19 CAR-T， 在 治 疗 B淋 巴 细 胞 白 血 病 的 临 床 试 验中 都 表 现 出 优 异 的 疗 效 ， 但 是 仍 然

29、 需 要 寻 找 更 好 的 共 刺 激 信 号 分 子 ，来 解 决 第 二 代 CAR-T产 品 作 用 不 持 久 等 问 题 。 第 三 代 CARs不 仅 包 含 CD3 信 号 域 ， 还 包 括 两 个 共 刺 激 信 号 分 子（ 图 1） ， 这 些 共 刺 激 信 号 分 子 主 要 包 括 CD28、 4 -1BB以 及 OX40 (CD134)等 ， 在 临 床 前 研 究 中 发 现 第 三 代 CAR-T细 胞 疗 法 效 果 要 优 于第 二 代 产 品 识 别 肿 瘤 表 面抗 原 特 异性 产 生 信 号 ， 激 活 T淋 巴 细 胞 有 效性 增 殖 与 存

30、活加 入 CD28， 产生 IL-2等加 入 CD137（ 4-1BB） ，增 强 多 种 能 力 CD28是 T细 胞 表 面 的 一 个 蛋 白 ， 能 够为 T细 胞 提 供 共 刺 激 信 号 ， 对 T细 胞 的 活化 和 存 活 具 有 重 要 作 用 。 T细 胞 刺 激 信 号通 过 CD28， 能 够 促 进 多 种 白 介 素 的 分 泌 。 CD137， 又 被 称 作 4-1BB、 TNFRSF9等 ，它 是 TNF受 体 家 族 成 员 。 CD137表 达 于 活化 后 的 T细 胞 ， 也 表 达 于 树 突 细 胞 ， 滤 泡树 突 状 细 胞 、 NK细 胞

31、、 粒 细 胞 以 及 炎 症位 置 的 血 管 壁 细 胞 等 。 CD137可 以 作 为 共 刺 激 信 号 激 活 T细胞 ， 能 够 增 强 T细 胞 的 增 殖 、 存 活 能 力 、细 胞 裂 解 作 用 以 及 IL-2分 泌 等 。 第 一 代 CAR-T细 胞 发 表 时 间 ： 1989年 ； 嵌 合 受 体 的 形 成 方 法 ： Eshhar研 究 小 组 将 免 疫 球 蛋 白 样 scFv和 Fc RI受体 ( 链 )或 CD3复 合 物 ( 链 )胞 内 结 构 域 融 合 形 成 嵌 合 受 体 ； 激 活 方 式 ： 表 达 CAR的 T细 胞 以 抗 原

32、依 赖 、 非 MHC限 制 的 方 式 结 合 肿 瘤 抗 原 , 启 动 并 活 化 特 异 性 杀 伤 肿 瘤 反 应 ； CARs表 达 的 稳 定 性 依 赖 于 所 用 的 胞 内 信 号 域 ； 大 多 数 试 验 在 细 胞 扩 增 、 体 内 存 活 时 间 、 细 胞 因 子 分 泌 等 方 面 存 在 不 足 ，治 疗 效 果 不 明 显 。 第 二 代 CAR-T细 胞 发 表 时 间 ： 2010年 ； 嵌 合 受 体 的 形 成 方 法 ： T细 胞 的 完 全 活 化 有 赖 于 双 信 号 *和 细 胞 因 子 的作 用 。 因 此 ， 依 照 T细 胞 活 化

33、 的 双 信 号 学 说 , 第 二 和 第 三 代 CARs 在 嵌合 受 体 上 加 上 如 CD28、 CD134(OX40)和 CD137(4-1BB)等 共 刺 激 分 子(costimulatory molecule, CM)， 以 提 高 T细 胞 的 细 胞 毒 性 、 增 殖 活 性 , 维 持 T细 胞 应 答 , 延 长 T细 胞 存 活 时 间 等 （ 图 2） ； CD28、 CD134对 提 高 初 始 T细 胞 获 得 持 久 的 体 外 增 殖 和 较 强 的 细 胞 因 子分 泌 非 常 重 要 ； 在 治 疗 慢 淋 中 观 察 到 ： 体 内 扩 增 10

34、00倍 以 上 ,而 且 在 血 液 和 骨 髓 中 存 活的 时 间 也 超 过 6个 月 , 分 泌 的 细 胞 因 子 如 干 扰 素 - 、 CXCL9等 较 治 疗 前显 著 增 高 。 第 一 信 号 为 特 异性 信 号 , 由 TCR识 别 抗 原 递 呈 细胞 表 面 的 抗 原 肽-MHC复 合 物 所 启动 ; 第 二 信 号 为 协 同刺 激 信 号 , 通 过CD28/B7等 重 要的 共 刺 激 分 子 , 促 进 IL-2合 成 , 并 使 T细 胞 充 分活 化 及 免 于 凋 亡 。 第 三 代 CAR-T细 胞发 表 时 间 ： 2012年 ；嵌 合 受 体

35、 的 形 成 方 法 ： 以 逆 转 录 病 毒 为 载 体 构 建 第 三 代 CAR-T细 胞(scFv CD20-CD28-CD137-CD3 ） ；两 个 共 刺 激 因 子 ， 进 一 步 提 高 细 胞 增 殖 能 力 及 细 胞 毒 性患 者 输 注 后 4小 时 血 液 就 检 测 出 有 高 水 平 的 IFN- 、 GM-CSF、 TNF- 和IL-6等 细 胞 因 子 ； 效 应 细 胞 在 体 内 存 活 的 时 间 超 过 12个 月 ；由 于 目 前 第 三 代 CAR-T细 胞 临 床 应 用 还 比 较 少 , 故 其 安 全 性 和 有 效 性 是否 就 一

36、定 优 于 第 二 代 CAR-T细 胞 , 以 及 选 择 怎 样 的 共 刺 激 分 子 组 合 , 还 需进 一 步 观 察 。 第四代CAR-T细胞（展望）整 合 自 杀 基 因 ， 精 确 调 控 ， 细 胞 因 子 释 放 （ 如 IL-12） 激 活 等第五代CAR-T细胞（展望）通 用 CAR-T CAR-T高 度 个 性 化 不 便 于 cGMP管 理 成 本 非 常 高 TAA（ Tumor-Associated Antigen， 肿 瘤 相 关 抗 原 ） ： 即 肿 瘤 所 表 达 的 抗 原 ， 是 scFV的 结 合 抗 原 ， 对 CAR-T起 定向 作 用 。

37、Perfect TAA： 1. 仅 存 在 于 肿 瘤 表 面 ， 不 在 任 何 正 常 组 织 中 表 达 ； 2. 为 肿 瘤 生 长 所 必 需 ， 能 产 生 强 大 的 效 力 ； 3. 不 能 通 过 免 疫 编 辑 和 肿 瘤 逃 逸 而 逃 脱 。 TAA基 本 要 求 ： 1. 抗 原 必 须 表 达 在 细 胞 表 面 ； 2. 肿 瘤 之 外 的 抗 原 表 达 绝 对 不 能 在 重 要 脏 器 或 者 细 胞 类 型 上（ 例 如 造 血 干 细 胞 ） ； 3. 为 了 防 止 抗 原 逃 逸 ， 所 有 的 肿 瘤 细 胞 都 必 须 表 达 这 个 抗 原 ，

38、换 句 话 说 ， 抗 原 对 于 肿 瘤 维 持 其 肿 瘤 特 性 来 说 是 必 需 的 。 CAR-T细 胞 治 疗 采 用 的 是患 者 自 体 来 源 的 细 胞 回 输 技 术 ，避 免 了 移 植 物 抗 宿 主 病 等 疾 病 。近 年 来 ， 美 国 多 项 临 床 试 验 数据 证 实 ， 恶 性 肿 瘤 的 CAR-T细胞 治 疗 是 一 项 安 全 有 效 的 生 物治 疗 技 术 。 针 对 CAR-T细 胞 所用 载 体 长 达 192人 年 的 安 全性 观 测 结 果 显 示 ， 载 体 是 非 常安 全 的 。 未 名 CAR-T技 术 全 程 处 于GMP

39、标 准 洁 净 车 间 ， 严 格 质 量控 制 ， 全 流 程 检 查 ， 全 部 合 格后 才 放 行 ， 安 全 性 绝 对 可 靠 。安 全 性 高 CAR-T细 胞 治 疗 技 术的 精 髓 就 是 为 T细 胞 装 上“ 精 确 导 航 系 统 ” ， 对 肿瘤 细 胞 进 行 靶 向 “ 定 点 清除 ” ， 成 功 避 免 了 对 正 常组 织 和 细 胞 的 伤 害 。 这 个“ 精 确 导 航 系 统 ” 就 是 位于 嵌 合 抗 原 受 体 上 的 scFv片 段 ， 它 能 准 确 识 别 肿 瘤细 胞 表 面 的 肿 瘤 相 关 抗 原 ，然 后 激 活 CAR-T细

40、 胞 ， 对肿 瘤 细 胞 进 行 杀 伤 。靶 向 性 强 CAR-T细 胞 治 疗 技 术 ，除 了 靶 向 性 强 之 外 ， 还 实现 了 T细 胞 体 内 增 殖 以 及 长时 期 存 活 ， 并 能 形 成 中 枢记 忆 T细 胞 。 嵌 合 抗 原 受 体中 包 含 的 肿 瘤 相 关 抗 原 单链 抗 体 、 细 胞 激 活 信 号 以及 共 刺 激 信 号 ， 为 T细 胞 精准 有 效 的 杀 伤 作 用 提 供 了强 有 力 的 支 持 。 目 前 对 某些 类 型 肿 瘤 的 治 愈 率 （ CR）超 过 60%， 部 分 类 型 的 肿 瘤治 愈 率 （ CR） 甚

41、至 超 过 90%。临 床 效 果 好 副 作 用 小 CAR-T细 的 低 烧 、 乏 力等 症 状 ， 完 全 可 控 胞 整 个 治疗 全 程 ， 只 需 抽 血 与 回 输 即可 ， 几 乎 无 创 ， 对 患 者 正 常生 活 的 影 响 很 小 。 CAR-T细胞 对 肿 瘤 细 胞 的 精 确 杀 伤 ，极 大 地 避 免 了 对 身 体 正 常 组织 和 细 胞 的 损 害 。 CAR-T细胞 治 疗 的 临 床 副 作 用 很 少 ，主 要 为 CAR-T回 输 之 后 ， 可能 会 出 现 短 时 间 内 。 适 用 范 围 广适 用 CAR-T细 胞 治 疗 的 肿 瘤呼

42、 吸 系统 肺 癌 （ 小 细 胞 肺 癌 、鳞 癌 、 腺 癌 ） 、 鼻咽 癌 等消 化 系统 肝 癌 、 胃 癌 、 结 直肠 癌 等泌 尿 系统 肾 癌 、 肾 上 腺 癌 及其 转 移 癌 等血 液 系统 急 慢 性 淋 巴 细 胞 白血 病 、 淋 巴 瘤 （ T淋巴 瘤 除 外 ） 等 其 他 肿瘤 恶 性 黑 色 素 瘤 、 乳腺 癌 、 前 列 腺 癌 、舌 癌 等 CAR-T细 胞 治 疗还 适 用 下 述 患 者手 术 切 除 原 发 灶 ， 但 免 疫力 低 下 、 恢 复 慢 的 患 者肿 瘤 已 广 泛 转 移 、 无 法 进行 手 术 的 患 者对 放 化 疗 毒

43、 副 作 用 较 大 或对 放 化 疗 不 敏 感 的 患 者经 手 术 及 放 化 疗 治 疗 后 ，需 预 防 肿 瘤 复 发 的 患 者 CAR-T细 胞 疗 法 的 治 疗 过 程CAR-T细 胞 的 生 产 和 治 疗 主 要 有 以 下 几 个 步 骤 ：（ 1） 白 细 胞 分 离 ： 将 病 人 的 T细 胞 从 外 周 血 中 分 离 出 来 ；（ 2） T细 胞 活 化 ： 使 用 抗 体 包 被 的 磁 珠 （ 人 工 树 突 状 细 胞 ）来 激 活 T细 胞 ；（ 3） 转 染 ： 在 体 外 对 T细 胞 进 行 基 因 改 造 ， 使 其 表 达 嵌 合 抗原 受

44、 体 ；（ 4） 扩 增 ： 基 因 修 饰 过 的 T细 胞 在 体 外 扩 增 ；（ 5） 化 疗 ： 在 T细 胞 回 输 之 前 对 病 人 进 行 化 疗 预 处 理 ；（ 6） 回 输 ： 将 基 因 修 饰 过 的 T细 胞 回 输 入 病 人 体 内 （ 图 2） 。 基 因 导 入 的 载 体 主 要 分 为 病 毒 类 和 非 病 毒 类 ; 病 毒 载 体 的 转 移 效 率 高 , 培 养 T细 胞 到 达 临 床 数 量 的 时 间 相对 较 短 , 且 不 同 病 毒 载 体 具 有 不 同 表 达 特 点 ， 故 在 基 础 研 究和 临 床 试 验 中 应 用

45、广 泛 ， 是 目 前 主 要 的 基 因 治 疗 载 体 。 约70%的 治 疗 方 案 采 用 病 毒 载 体 。 目 前 最 常 用 的 主 要 是逆 转 录 病 毒 、 腺 病 毒 和 腺 相 关 病 毒 载 体 等 ； 非 病 毒 载 体 有 裸 DNA、 脂 质 体 、 多 聚 物 分 子 耦 联 体 等 ； 近 年 来 ,， 微 环 DNA被 认 为 是 最 好 的 非 病 毒 载 体 之 一 , 在 基 因治 疗 中 已 被 广 为 应 用 。 CAR-T细 胞 临 床 应 用 中 的 问 题CAR-T细 胞 的 脱 靶 效 应 (OFF-TARGET EFFECT)是 细 胞

46、 对 设 计 之 外 的 额 外 靶 点 的 作 用 ， 导 致 针 对 正 常 组 织 的 自 身 免 疫 病 反 应 。原 因 ： 除 了 前 列 腺 特 异 性 膜 抗 原 （ PSMA） ， 表 皮 生 长 因 子 受 体 （ EGFRv 等 肿 瘤 特 异 性抗 原 外 ， 大 多 数 靶 点 是 针 对 肿 瘤 相 关 抗 原 。 这 些 抗 原 只 是 重 要 组 织 不 表 达 或 是 损 耗 组 织 表达 。CAR-T细 胞 的 细 胞 因 子 风 暴 （ CYTOKINE STORM）体 液 中 多 种 细 胞 因 子 如 TNF- 、 IL-1、 IL-6、 IL-12、

47、 IFN- 、 IFN- 、 IFN- 、 MCP-1和IL-8等 迅 速 大 量 产 生 的 现 象 ， 是 引 起 急 性 呼 吸 窘 迫 综 合 症 和 多 器 官 衰 竭 的 重 要原 因 。 原 因 ： CAR-T细 胞 更 强 的 亲 和 力 和 信 号 传 导 功 能 使 其 结 合 相 关 抗 原 后 ， 能 大 量 释 放细 胞 因 子 ， 引 起 炎 症 反 应 。CAR-T细 胞 的 插 入 突 变 （ INSERTION MUTATION)一 个 基 因 的 DNA中 如 果 插 入 一 段 外 源 DNA片 段 ， 那 么 其 结 构 便 被 破 坏 而 导 致 突

48、变 ， 称为 插 入 突 变 。 原 因 ： CAR-T技 术 是 在 T细 胞 中 插 入 一 段 外 源 DNA片 段 ， 理 论 上 说 其 结 构 已被 破 坏 ， 存 在 一 定 的 致 瘤 风 险 。 首 先 , 很 多 临 床 试 验 采 用 了 剂 量 爬 坡 的 治 疗 方 法 。 在 同 一 代 次 的 治 疗 中 , 把 细 胞 剂 量 由 小 到 大 分 散 到 几 次 回 输 中 , 并 不 断 监 测 细 胞 毒 性 ; 或 是 应用 第 一 或 者 第 二 代 CAR没 有 观 察 到 毒 性 后 , 再 开 始 下 一 代 CAR-T细 胞 的 治疗 , 防 止

49、 可 能 诱 发 大 规 模 不 良 反 应 。 其 次 , 可 以 引 入 自 杀 基 因 的 人 工 调 控 开 关 , 通 过 自 杀 基 因 系 统 删 除 识 别靶 抗 原 的 剩 余 CAR-T细 胞 。 第 三 , 可 以 把 CAR中 信 号 结 构 域 分 裂 到 两 个 不 同 CAR(信 号 一 CAR和 信 号 二CAR), 只 有 当 两 个 CAR与 肿 瘤 表 面 的 靶 抗 原 都 结 合 以 后 , 才 能 完 全 激 活 应答 。 第 四 , 除 了 激 活 受 体 外 , 还 可 以 引 入 抑 制 性 CAR。 最 后 , 还 可 以 根 据 靶 抗 原 表 达 水 平 , 微 调 CAR亲 和 性 。 谢 谢 ！