人類與腫瘤的抗爭有著漫長的歷史。從最早的手術治療,到放射、化學藥物治療,再到靶向藥物治療,直至現在的免疫治療,腫瘤的治療方法幾經變遷。CAR-T(嵌合抗原受體-T細胞)和免疫檢查點抑制劑(如PD-1/PD-L1抑制劑),是腫瘤免疫治療的兩大代表。其中,CAR-T更是在多種B細胞血液腫瘤的治療中,取得了重大的突破,這裡就簡單介紹一下CAR-T療法。
什麼是CAR-T呢?
想要了解CAR-T需要了解CAR-T,需要將它拆分成兩部分,即CAR與T。
T既是我們常常提及的T淋巴細胞。T淋巴細胞介導的細胞免疫,可以通過分泌穿孔素、顆粒酶等物質,誘導細胞破裂或自我凋亡、是一種強大的對細胞武器。它的通緝目標主要包括我們體內感染、癌變以及衰老的細胞。
而這位細胞中的「殺手」在大多數時候卻是安靜而沉默的,並不執行殺傷任務,只有當抗原提呈細胞(如DC、巨噬細胞等)將「目標」抗原提呈給它,一次暗殺任務才會開始。接受抗原刺激的T細胞會分化成為執行任務的「效應T細胞」與記錄信息的「記憶T細胞」,效應T細胞會開始在體內尋找那些帶有目標抗原的細胞,並毫不留情的清理掉它們。
作為T細胞通緝榜中的一員,癌細胞卻更為老道狡猾。為了在T細胞的眼下存活,癌細胞進化出了逃避免疫追殺的機制,包括低表達MHC類分子,以及提高細胞表面免疫檢查點的數量等,前者會讓T細胞無法識別出癌細胞,而後者更是會抑制T細胞的功能。
因此,大部分免疫療法都是圍繞著「如何使T細胞恢復對抗腫瘤的能力」這一主旨而設計的。目前國內臨床已開始應用的PD-1/PD-L1抑制劑,就是通過阻斷腫瘤表面的免疫檢查點,來恢復T細胞的功能,而且取得了極大進展,正向逐步向一線用藥進發。
第二個問題解決了,那麼第一個問題呢?如何讓T細胞識別出腫瘤細胞?
針對這個問題,研究者給出了很多的答案,包括DC疫苗、TCR-T、TIL(腫瘤浸潤淋巴細胞治療)、以及前面所提到的CAR-T。
CAR是Chimeric Antigen Receptor的縮寫,翻譯過來即是「嵌合抗原受體」,它是一種人為設計的、幫助T細胞識別腫瘤的裝置。
正常情況下,T細胞執行殺傷功能前,需要一套複雜的識別機制,來驗證所清除的「目標」不是我們的「自己人」。這種識別過程主要包括了TCR(T Cell Receptor,即T細胞表面受體)與MHC(Major Histocompatibility Complex、主要組織相容複合物)的結合,而腫瘤表面MHC表達降低,會影響這種識別過程。為此,人們也設計出了TCR-T,通過調整TCR的結構來增強腫瘤的識別效果。但相比而言,另一種方式似乎更為有效,即在T細胞表面安裝一個全新的受體,可以直接識別腫瘤表面的相關抗原,這便是嵌合抗原受體——CAR。
通過在基因層面的編輯,我們可以使T細胞在膜表面表達出我們所設的、腫瘤特異性的CAR。這種CAR的結構通常包括了三部分,胞外的抗原結合區、跨膜區、以及胞內的信號區。抗原識別區是根據腫瘤表面抗原設計的、可以與之特異性結合的抗體;跨膜區則負責將胞外結合區與胞內信號區相連接,並固定在細胞膜上;而胞內信號傳導區則負責將抗原識別的信息傳遞給胞內,引起T細胞產生相應的反應。而至今,根據胞內信號傳導區域的演變,CAR-T已經過了四代更迭,共刺激分子和促炎因子被引入,使其體內作用時間以及療效都得到了改善。
CAR-T目前的應用仍主要集中在某些血液腫瘤的治療,實體腫瘤表面相關抗原的複雜性,為我們設計出特異性的CAR帶來了巨大的挑戰。不過,單就血液腫瘤的治療,CAR-T的表現也是十分出眾的。根據Yescarta(一款在美國獲批上市的CAR-T產品)臨床實驗數據,對於瀰漫性大B細胞瘤等B細胞腫瘤,CAR-T治療的有效率達87%、患者的完全緩解率達58%;而普通放化療患者的有效率近33%、完全緩解率只有7%,這項結果令人驚喜,也期待有一天,實體腫瘤也會被CAR-T攻克,為患者治療增加一份選擇。