CAR-T細胞免疫療法與PD-1抑制劑治療，可謂是腫瘤免疫中並駕齊驅的兩輛「馬車」，各有千秋，而CAR-T細胞治療以其「個體化定製」最為特異。
上一篇文章中，我們介紹了CAR的結構以及CAR-T細胞免疫療法的起源，CAR-T細胞根據其CAR的胞內段組成不同，主要可分為1-4代。值得注意的是，近期又出現了第5代CAR-T細胞——現貨型CAR，主要應用於因身體原因以及經過多次放化療導致免疫細胞活性很差，從而不適宜進自體CAR-T治療的患者。然而，現貨型CAR-T細胞目前尚處於實驗前階段，實現「現貨」這一概念困難重重，學術界多不看好。
CAR- T細胞免療治療是腫瘤細胞療法中的一種，目前還有多種細胞治療在腫瘤治療中獲得了成功，然而CAR-T細胞治療相較於其他的細胞療法存在什麼樣的優勢和劣勢？且看下文分解。
細胞治療的主要類型
細胞治療是一種利用免疫細胞來消除癌症的治療形式。根據腫瘤抗原的表達情況進行分析，通過對患者自身的（自源）或者捐獻者（異源）免疫細胞進行擴增及基因工程改造提高其抗腫瘤活性進行腫瘤治療。根據治療細胞的來源，我們大致可以分為自體型細胞和現貨型細胞，如圖1所示。
圖1：細胞治療主要類型
現階段的細胞免疫療法，主要以腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）療法、嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法、基因工程T細胞受體（TCR）T細胞療法為主，且都在不同的腫瘤類型中獲得了成功。各類細胞免疫療法都遵循相似的治療過程，如圖2所示。
圖2: 細胞治療的基本流程[1]
TIL細胞療法
作為能夠特異性殺傷腫瘤細胞的細胞，T細胞的過繼回輸治療開創了免疫細胞治療腫瘤的先河。早在1985年， 有學者就發現體內注射 IL-2和 LAK 細胞可以使某些轉移性黑素瘤維持長久地消退，提示有特異性的T細胞擴增。但由於全身性的毒性反應及Treg的擴增導致療效不佳，最終無法全身使用IL-2進行腫瘤治療[2]。進一步的體外實驗發現，從黑素瘤中提取出來的淋巴細胞 (TILs) 含有能識別自身腫瘤的特異性細胞。隨後臨床試驗結果發現，自身TILs可以介導轉移性黑素瘤的客觀消退[3]。
TIL是主要是存在於腫瘤組織的T淋巴細胞群，也包括白細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和肥大細胞等，具有與很強的識別TAA的能力，回輸後能夠準確遷移回到腫瘤原位。由於TIL能夠識別非特定多種癌細胞，因此與其它免疫療法相比，TIL可靶向多種癌症抗原，另外TIL細胞群間的協同相互作用能提高TIL對腫瘤細胞的清除能力，在實體瘤治療中有先天優勢。
目前，只有少數醫療機構將TIL療法作為一種漸進的晚期黑色素瘤治療方法。
表1: TIL療法的臨床應用現狀
需要注意的是，一系列原因阻止了 TIL 療法的廣泛應用：一是早期分離步驟需要新鮮的腫瘤組織；二是 TILs 擴增有難度；三是擴增後的 TIL 細胞功能受損；四是來自於腫瘤微環境的負向調節 (如PDL1的表達以及 Treg 的活化 ) 等。如何解決這些問題將成為日後研究的重點。
TCR-T細胞療法
TCR是一種T細胞的特異性受體，由α和β（90%以上的T細胞）或γ和δ鏈（1-10%的T細胞）組成的異二聚體，用於天然T細胞的抗原識別，只能夠識別MHC分子呈遞到細胞表面的肽段。但是，TCR的識別具有高度的簡併性，這意味著一個TCR可以識別多個抗原，一個抗原可以被多個具有廣泛親和力的TCR識別。
TCR-T細胞是指通過轉導嵌合抗原受體（融合抗原結合域及T細胞信號結構域）或者TCRα/β異二聚體，從而增強T細胞對腫瘤細胞的特異性識別和親和力，使得原來無腫瘤識別能力的T細胞能夠有效地識別並殺傷腫瘤細胞。
圖3: TCR-T結構解析[4]
TCR-T細胞的主要特點包括：腫瘤特異性靶點範圍廣，可以靶向大部分的腫瘤特異性抗原，尤其是能識別那些腫瘤細胞內抗原；TCR-T可針對胞內抗原（佔全部抗原的90%），不局限在表面抗原（僅佔10%），所以理論上講，在治療實體瘤方面TCRs與CARs相比有著明顯的優勢。
現階段研發的靶點包括CEA，Her-2，CD19，gp100, MART-1, MAGA-A3, NY-ESO-1等。實際上，TCR-T細胞在臨床上都還處於1、2期的研究狀態，但是它的適應症主要以實體瘤為主。
表2: 主要在研的TCR-T細胞
但是，TCR-T細胞還面臨著存在MHC限制性、療效與毒性反應之間難以權衡等問題，這些問題大大限制了TCR-T細胞等應用。
CAR-T細胞療法
CAR-T療法至今已有30餘年的發展歷程，是目前過繼性 T 細胞治療中發展最為成熟的技術之一，其主要的來源與結構，可詳見文章人人都能學懂CAR-T（一）丨CAR的前世今生。
CAR-T細胞同樣也是一類基因工程化細胞，將能識別腫瘤特異性抗原的 scFv 片段融合在由 CD28､4-1BB 和 CD3-ζ 等一系列參與 T 細胞激活的分子組成的跨膜鏈上，使 T 細胞能夠直接與腫瘤細胞表面的特異性抗原相結合而被激活，從而直接殺傷腫瘤細胞，CD19 是CAR-T細胞目前療效最明確治療靶點。市場上對 CAR-T 主要在於其靶點較少（多集中於 CD19、BCMA）且適應症較少（多集中在血液腫瘤疾病）。
1989年，第一代基於免疫球蛋白樣scFv和FcεRI受體(γ鏈)或CD3複合物(ζ鏈)胞內結構域融合的CAR-T細胞被發展出來。該CAR-T細胞雖然具有激活T細胞的能力， 但是只含有激活受體CD3-ζ，無法完全激活其活性。大多數試驗在細胞擴增、體內存活時間、細胞因子分泌等方面存在不足，治療效果不明顯。
2010年，在第一代的基礎上，第二代CAR引入一個共刺激受體結構域(包括CD28、4-1BB、DAP10等)，CD28對提高初始T細胞獲得持久的體外增殖和較強的細胞因子分泌非常重要，在臨床試驗中顯著改善了CAR-T免疫活性激活的問題，並提高了其作用持久性。
2012年，以逆轉錄病毒為載體構建了第三代CAR-T細胞，第三代CAR則包含兩個共刺激結構域，一個為CD28或4-1BB，另一個為OX40、CD28或4-1BB。相比於二代CAR，雖然在一些前臨床試驗數據中表現出更強更持久的作用活性，但也有報導指出，三代CAR可能會造成T細胞刺激閾值的降低，引起信號洩露，可能誘發細胞因子過量釋放。
第二代CAR-T細胞對於血液惡性腫瘤具有很好的療效，是CAR-T細胞治療領域的主流；有少量的三代已進入臨床，與二代相比的優越性有待評估。
各類細胞療法優劣勢大比拼
長期以來，細胞治療策略主要集中在應用自體T淋巴細胞進行免疫治療的技術上。如果能消除異體來源細胞等「MHC限制性」這一障礙，那麼異體來源或者「通用型」T淋巴細胞將成為新的T淋巴細胞來源，更加容易獲得和製備，從而可以為許多自身T淋巴細胞數量不能滿足ACT需要的患者帶來新的希望。CAR-T細胞療法相較於TCR-T細胞以及TIL細胞免疫療法最大的優勢在於——CAR-T細胞識別靶細胞不存在MHC限制性，且CAR的結構改造更為容易。因此，目前在研的CAR-T細胞可適用於各期的癌症患者，範圍更廣。
表3: TIL細胞、TCR-T細胞、CAR-T細胞、免疫檢查點抑制劑比較
參考文獻：
1. Leslie, M., New cancer-fighting cells enter trials. Science, 2018. 361(6407): p. 1056-1057.
2. Kaartinen, T., et al., Low interleukin-2 concentration favors generation of early memory T cells over effector phenotypes during chimeric antigen receptor T-cell expansion. Cytotherapy, 2017. 19(6): p. 689-702.
3. Bridgeman, J.S., et al., The optimal antigen response of chimeric antigen receptors harboring the CD3zeta transmembrane domain is dependent upon incorporation of the receptor into the endogenous TCR/CD3 complex. J Immunol, 2010. 184(12): p. 6938-49.
4. Chruściel, E., et al., Adoptive Cell Therapy-Harnessing Antigen-Specific T Cells to Target Solid Tumours. Cancers (Basel), 2020. 12(3).