CAR-T作为免疫疗法的明星产品之一,已经在血液癌症中展现出巨大的实力。2017年,美国FDA批准了2款CAR-T疗法( Kymriah和Yescarta)上市,用于治疗儿童和年轻成人B细胞急性淋巴细胞白血病,以及特定类型的非霍奇金淋巴瘤。
虽然已有产品上市,且潜力不容忽视,但是科学家们尚未彻底明确CAR-T细胞发挥疗效的具体机制,这会造成很多的不确定性。而且,对于实体瘤,CAR-T疗法一直未有大的进展。
何为CAR-T疗法?
作为一种“活的”药物,CAR-T疗法与传统药物有着很大的区别。首先,该疗法需要从患者体内分离出T细胞,在体外利用嵌合抗原受体(CAR,也就是插入CAR基因,使T细胞表达嵌合抗原受体)修饰T细胞,使其能够特异性识别癌细胞,然后再将改造后的T细胞扩增、回输至患者体内。

CAR-T疗法的作用过程(图片来源:UT Southwestern Medical Center)
“小车”CAR的设计对于免疫疗法对抗肿瘤的效果至关重要,它由两部分组成:T细胞表面的部分负责识别癌细胞,而位于T细胞内的部分由不同的部分组成,其中包括T细胞信号单元——共刺激结构域(a costimulatory domain)。
三代“小车”CAR
目前,CAR-T疗法已经历了三代发展:
第一代CAR-T,“小车”结构中没有共刺激结构域。这些T细胞在体内存活时间较短,且活性差。
第二代CAR加上了共刺激结构域,例如Kymriah的共刺激结构域是4-1BB,而Yescarta的共刺激区是CD28。
2018年,《Science Signaling》期刊上一篇文章比较了这两种结构,结果发现:CD28表现出更快、更强的信号活动,而4-1BB则相对更慢、更温和。但是,4-1BB有着“延长T细胞寿命并维持其抗癌作用”的潜在优势。(详细:影响T细胞!Science子刊封面:“小车”CAR的奇妙力量)
第三代CAR-T细胞含有不止一个共刺激结构域。已有一些研究表明,多个共刺激结构域可能并不会增强T细胞功效。
最新研究:二代强于三代
近日,同样是《Science Signaling》发表了一篇最新文章,揭示了三代CAR-T疗法各自的作用“细则”。

DOI: 10.1126/scisignal.aap9777
来自Lee Moffitt癌症中心的Daniel Abate-Daga团队基于蛋白质组学方法,比较了不同的CAR-T细胞(它们抗原一致,但是CAR的胞内结构和抗肿瘤活动不同)。
结果显示,只有二代CAR-T能够刺激类似于天然受体的CD3ζ的表达。而且,CD3ζ受体的活性取决于T细胞内结构域的大小,而不是依赖于共刺激分子的选择或者细胞外结构域的设计。
研究团队证实,相比于第三代受体,第二代受体更能有效地激活下游信号通路。
“这些结果表明,第二代CAR可以激活其他CD3信号,与第三代CAR相比,这可能有助于提供更强烈的信号传导和更高的抗肿瘤效果。”文章作者、Moffitt 免疫学研究成员Daniel Abate-Daga总结道。
研究团队希望,这些结果能够更好地了解CAR并改善CAR设计和抗肿瘤活性,有助于下一代CAR和联合疗法的设计。
参考资料:
Researchers characterize mechanism of action of CAR T cells
An immunoproteomic approach to characterize the CAR interactome and signalosome
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