摘要:嵌合抗原受體(CAR)T 細胞療法是癌癥治療領域的突破性免疫療法。為克服當前體外 CAR-T 細胞療法產品的復雜性和高成本問題,近年來開發了在體內直接產生 CAR-T 細胞的替代策略。本文全面概述了體內靶向 T 細胞的 CAR 生成的最新進展,分析了體內 CAR-T 方法面臨的挑戰及潛在應對策略。
一、癌癥治療與 CAR-T 療法概述
癌癥一直是全球性重大健康挑戰,傳統治療方法如手術、放療和化療對晚期或耐藥癌癥效果有限。近年來,免疫療法成為癌癥治療新策略,其中CAR-T 療法通過改造 T 細胞誘導抗腫瘤免疫反應,展現出良好治療前景。該療法可在體外或體內誘導 CAR 在患者 T 細胞中表達,使 T 細胞精準識別并消滅癌細胞。不過,體外 CAR-T 方法在生產過程和成本方面存在顯著問題,限制了其廣泛應用,因此體內 CAR-T 細胞療法的研究愈發受到關注。
二、CAR-T 療法的技術特征
(一)CAR 結構
CAR 是模塊化合成細胞受體,由四個主要區域組成:細胞外結構域負責識別和結合癌細胞,常由單鏈可變片段(scFv)構成,也可包含其他配體或短肽;鉸鏈區連接細胞外和跨膜結構域;跨膜結構域將 CAR 固定在 T 細胞膜上;細胞內結構域包含多種信號轉導組件,如 CD3ζ、CD28 等,負責觸發 T 細胞激活和增殖的細胞內信號轉導。目前,CAR 已發展至五代,各代基于細胞內結構域的不同,具有不同的抗腫瘤能力。
(二)基因編輯工具
多種基因編輯系統用于誘導 CAR 在 T 細胞中的穩定表達,包括轉座子、鋅指核酸酶(ZFNs)、轉錄激活樣效應核酸酶(TALENs)和 CRISPR 系統。這些工具各有優劣,例如轉座子系統成本效益高但存在穩定性和脫靶風險,ZFN 和 TALEN 在基因編輯時面臨技術挑戰,而新興的 CRISPR/Cas9 可實現 T 細胞的精確基因修飾,部分編輯工具適用于體內和體外 CAR-T 細胞的生成 。
三、當前體外 CAR-T 療法的局限性
目前,大多數 CAR-T 細胞通過體外方法生成,該方法包括從血液樣本中采集 T 細胞,進行基因修飾和擴增后回輸到患者體內。此療法雖在血液癌癥治療中取得一定成果,但存在諸多問題:一是可能引發細胞因子釋放綜合征和神經毒性等副作用;二是腫瘤細胞可能產生逃逸機制導致疾病復發;三是使用供體細胞(同種異體)存在移植物排斥風險;四是在實體瘤治療中的療效有限。此外,體外 CAR-T 療法的生產過程復雜耗時,成本高昂,限制了其廣泛可及性。
四、體內 CAR-T 癌癥治療策略
為解決體外 CAR-T 療法的問題,體內 CAR-T 療法應運而生,該方法通過載體將基因編輯工具遞送至患者體內,直接將 T 細胞改造為 CAR-T 細胞。目前,用于體內 CAR-T 生成的遞送系統主要包括病毒載體和納米載體。
(一)遞送系統
病毒載體如慢病毒、逆轉錄病毒和腺相關病毒(AAV),通過修飾可特異性靶向 T 細胞,但存在引發免疫反應等安全隱患。納米載體包括聚合物納米顆粒、脂質納米顆粒和外泌體等,具有低脫靶毒性和可大規模生產等優勢,但也面臨轉染效率低等問題 。
(二)T 細胞靶向遞送進展
在 T 細胞靶向遞送方面,研究人員通過改進病毒載體和納米載體來提高靶向能力。例如,改造后的慢病毒載體可特異性識別并轉染循環 T 細胞,納米載體也能實現對 T 細胞的選擇性靶向,在動物模型中展現出良好的抗腫瘤效果。
(三)產業發展
在產業發展方面,基于病毒載體和納米載體的體內 CAR-T 療法均取得了進展。一些公司開發出新型載體平臺,在動物模型中展現出良好的治療效果,為臨床應用提供了可能。
五、體內 CAR-T 療法發展面臨的挑戰
盡管體內 CAR-T 療法前景可觀,但仍面臨諸多挑戰。一是 CAR 轉基因向靶向 T 細胞的有效遞送困難,病毒載體存在靶向性有限和脫靶風險,納米載體則需要提高穩定性和生物相容性;二是納米載體的轉染效率較低,影響基因表達;三是體內 CAR-T 細胞的持續功能和持久性難以維持;四是在實體瘤治療中,腫瘤微環境的免疫抑制和抗原異質性限制了治療效果;五是臨床前研究中動物模型的臨床相關性不足,影響療法的評估和開發 。
六、體內 CAR-T 療法的監管與審批
體內 CAR-T 產品從臨床前研究走向臨床應用,需要克服監管和轉化障礙。監管機構對病毒和納米載體的質量、安全和有效性有嚴格要求,同時關注基因編輯工具的安全性。在臨床試驗審批過程中,需要確定合適的患者入選標準,提供充分的療效證據,進行長期隨訪,并選擇合適的監管途徑,這些都增加了開發的復雜性和時間成本 。
七、結論
體外 CAR-T 產品雖有一定療效,但復雜的生產過程和高成本限制了其廣泛應用。體內 CAR 療法作為一種可行的替代方案,有望提高安全性和療效,縮短治療等待時間,為患者帶來更多便利。盡管目前仍存在一些問題和挑戰,但隨著研究的不斷深入和行業的持續投入,體內 CAR-T 細胞療法有望在癌癥治療領域取得重大突破,造福更多患者。
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