张 雷,徐 林,胡 威

    (1.遵义医科大学第二附属医院 胸部肿瘤科,贵州 遵义 563006;2.遵义医科大学 免疫学教研室,贵州 遵义 563099)

    嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)免疫疗法是通过基因工程等手段修饰T淋巴细胞,使其能够识别肿瘤相关抗原(tumor-associated antigen,TAA)的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR),从而特异性识别并杀伤肿瘤细胞的一种过继细胞疗法(adoptive cell therapy,ACT),被广泛应用于肿瘤靶向细胞治疗的研究。CAR-T是近年来癌症免疫治疗领域的重大突破之一,其在血液恶性肿瘤中的临床成功正推动着日益复杂的免疫细胞疗法的发展,并可能在未来几年应用于实体瘤和非恶性疾病的治疗[1]。

    目前,CAR-T疗法已经经历了四代技术革新,每一代的结构创新都使其更安全和高效。大量研究显示,CAR蛋白的活性因整体结构设计而有所不同,信号结构域的选择,也会显著影响治疗的结果,新的CAR-T的设计理念和方法仍在不断探索中,但尚没有标准的模式[2]。本文介绍了CAR的结构演变及CAR-T细胞治疗的临床前研究常用的设计和制备方法,并阐述当前该领域所面临的挑战,以期为CAR-T细胞治疗的基础研究及临床应用提供有价值的参考。

    1 CAR-T的结构组成及更新换代

    1.1 CAR-T的结构组成 CAR是一种人工设计合成的抗原受体分子,它可以赋予T细胞针对靶抗原的特异性特征,从而增强T细胞识别靶抗原信号和活化的功能。CAR的结构主要分为胞外结构域、跨膜结构域以及胞内结构域[3]。当CAR的抗原识别结构域与其靶抗原结合时,整个蛋白质都会发生构象变化,从而改变了胞内某些氨基酸的暴露和反应性,导致几种翻译后修饰的催化,启动细胞内信号级联,最终导致T细胞激活,然后释放穿孔素和颗粒酶直接杀伤肿瘤细胞或诱导细胞因子分泌、T细胞增殖等。

    胞外结构域主要由抗原识别结构域和铰链区组成。抗原识别结构域是CAR-T最重要的结构,最常采用的是单链可变片段(single-chain fragment variable,scFv),由抗体的重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)通过连接肽连接而成,是抗体活性的最小功能结构单位,CAR-T通过scFv特异性地识别肿瘤相关抗原,CAR-T细胞的肿瘤靶向性往往由scFv决定。

    铰链区大多是柔性链的结构,该区域主要负责调节scFv与靶抗原表位之间的生物物理相互作用,铰链区的长度决定了T细胞和肿瘤细胞之间的距离,适宜的长度赋予scFv灵活性,可以影响scFv功能的发挥以及T细胞的活化增殖,有助于提高疗效[4] ......