年全球癌症细胞免疫治疗在研药物管线数据显示，相比年，各类细胞治疗药物的数量均有显著增加，其中CAR-T细胞治疗位于榜首。常用的细胞免疫疗法包括LAK、CIK和NK等非特异性免疫疗法以及TIL、CAR-T和TCR-T等特异性免疫疗法。今天开始，小谷博士就带大家了解一下各种CAR疗法。
嵌合抗原受体（CAR）是一种细胞表面受体蛋白，它赋予了免疫细胞靶向特定抗原蛋白的能力。从结构上看CAR是由胞外结构域、跨膜结构域和胞内结构域三个功能结构域组成。胞外结构域由负责识别并特异性结合抗原的单克隆抗体的单链可变片段（scFv）及铰链区（Hinge）构成。胞内结构域由共刺激结构域和信号转导结构域构成。
CAR结构介绍
鉴于CAR-T细胞疗法的飞速发展，目前也衍生出了CAR-NK、CAR-NKT、CAR-M、CAR-Treg、CAR-γδT等以CAR作为核心技术的一系列新型细胞疗法，共同引领CAR疗法成为肿瘤细胞免疫治疗的一大趋势。
CAR-T
CAR-T也叫嵌合抗原受体T细胞。从结构上看，CAR-T目前发展到了第五代：第一代CAR-T依赖CD3ζ来介导T细胞的激活，这类CAR-T由于缺乏胞内共刺激信号，并不能提供长时间的T细胞扩增信号，因此临床疗效有限；第二代和第三代CAR-T主要为了提高T细胞的增殖活性并进一步延长其存活时间，设计时在胞内信号转导区增加CD28、4-1BB或ICOS等一个或两个共刺激分子；第四代CAR-T主要目的是克服肿瘤免疫微环境的抑制，引入了促炎症细胞因子（IL-12、IL-15、IL-18等）和共刺激配体；第五代CAR-T在第二代的基础上添加了激活其它信号通路的共刺激结构域，比如IL2-2Rβ胞内结合SAAT3/5的结构域等。目前，大多数公司产品主要以第二代CAR-T技术为基础，在此之上进行探索开发。
第一代到第五代CAR-T细胞结构
CAR-T细胞治疗目前在血液瘤的治疗中取得了不错的效果，有6款CAR-T细胞治疗药物获得了FDA批准。但CAR-T在实体瘤中的疗效很有限，部分原因与其回输到患者体内后会经历一种叫“耗竭（功能障碍）”的过程有关。CAR-T细胞耗竭主要体现为持续抗原刺激、CAR结构的共刺激域或抑制性受体的持续性表达等。年底有研究报道，CAR-T耗竭过程的关键分子机制与SOX4和1D3等抑制性分子有关，抑制这些分子的表达可以一定程度上增强CAR-T的治疗效果[3]。此外，CAR-T细胞治疗目前也面临其他困境，如全身或者脱靶毒副作用，主要包括细胞因子释放综合症（CRS）、神经毒性和CAR-T细胞相关脑病综合症等。CAR-T治疗在实体瘤中的治疗目前还未成功，另外一个可能的原因就是肿瘤免疫微环境（TME）的抑制性，肿瘤微环境中浸润的免疫抑制性细胞如MDSCs、调节性T细胞（Tregs）、肿瘤相关巨噬细胞（TAM）等会影响CAR-T的治疗效果。从CAR-T本身来看，其制备过程相对耗时并且费用昂贵，也成为了患者可以接受CAR-T细胞疗法的一个重大挑战。
目前对于CAR-T细胞治疗面临的一些问题也有了一定的应对策略。通过在CAR结构中增加一些内在的“开关”来增强其在体内的调节,可以进一步减轻CAR-T细胞治疗产生的全身毒性作用。例如引入一些自杀基因如单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）到CAR-T结构中，如果CAR-T细胞治疗后出现毒性，可以在转染HSV-TK的细胞中应用特性小分子，通过激活HSV-TK最终引发细胞凋亡及快速终止CAR-T细胞治疗。另外，为了缓解CAR-T细胞治疗的脱靶毒性，可对CAR-T细胞进行改造，在T细胞上同时串联或并联相同或者不同的CAR，进一步加强CAR对抗原蛋白的识别，减小脱靶的可能。此外，除了常规自体CAR-T细胞，通用型CAR-T细胞的研发也有了一定的进展，旨在改善CAR-T细胞的生产失效，降低价格，增加CAR-T细胞的临床效果等。