摘要:嵌合抗原受体(CAR)T 细胞疗法是癌症治疗领域的突破性免疫疗法。为克服当前体外 CAR-T 细胞疗法产品的复杂性和高成本问题,近年来开发了在体内直接产生 CAR-T 细胞的替代策略。本文全面概述了体内靶向 T 细胞的 CAR 生成的最新进展,分析了体内 CAR-T 方法面临的挑战及潜在应对策略。

一、癌症治疗与 CAR-T 疗法概述

癌症一直是全球性重大健康挑战,传统治疗方法如手术、放疗和化疗对晚期或耐药癌症效果有限。近年来,免疫疗法成为癌症治疗新策略,其中CAR-T 疗法通过改造 T 细胞诱导抗肿瘤免疫反应,展现出良好治疗前景。该疗法可在体外或体内诱导 CAR 在患者 T 细胞中表达,使 T 细胞精准识别并消灭癌细胞。不过,体外 CAR-T 方法在生产过程和成本方面存在显著问题,限制了其广泛应用,因此体内 CAR-T 细胞疗法的研究愈发受到关注。

二、CAR-T 疗法的技术特征

(一)CAR 结构

CAR 是模块化合成细胞受体,由四个主要区域组成:细胞外结构域负责识别和结合癌细胞,常由单链可变片段(scFv)构成,也可包含其他配体或短肽;铰链区连接细胞外和跨膜结构域;跨膜结构域将 CAR 固定在 T 细胞膜上;细胞内结构域包含多种信号转导组件,如 CD3ζ、CD28 等,负责触发 T 细胞激活和增殖的细胞内信号转导。目前,CAR 已发展至五代,各代基于细胞内结构域的不同,具有不同的抗肿瘤能力。

(二)基因编辑工具

多种基因编辑系统用于诱导 CAR 在 T 细胞中的稳定表达,包括转座子、锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活样效应核酸酶(TALENs)和 CRISPR 系统。这些工具各有优劣,例如转座子系统成本效益高但存在稳定性和脱靶风险,ZFN 和 TALEN 在基因编辑时面临技术挑战,而新兴的 CRISPR/Cas9 可实现 T 细胞的精确基因修饰,部分编辑工具适用于体内和体外 CAR-T 细胞的生成 。

三、当前体外 CAR-T 疗法的局限性

目前,大多数 CAR-T 细胞通过体外方法生成,该方法包括从血液样本中采集 T 细胞,进行基因修饰和扩增后回输到患者体内。此疗法虽在血液癌症治疗中取得一定成果,但存在诸多问题:一是可能引发细胞因子释放综合征和神经毒性等副作用;二是肿瘤细胞可能产生逃逸机制导致疾病复发;三是使用供体细胞(同种异体)存在移植物排斥风险;四是在实体瘤治疗中的疗效有限。此外,体外 CAR-T 疗法的生产过程复杂耗时,成本高昂,限制了其广泛可及性。

四、体内 CAR-T 癌症治疗策略

为解决体外 CAR-T 疗法的问题,体内 CAR-T 疗法应运而生,该方法通过载体将基因编辑工具递送至患者体内,直接将 T 细胞改造为 CAR-T 细胞。目前,用于体内 CAR-T 生成的递送系统主要包括病毒载体纳米载体

(一)递送系统

病毒载体如慢病毒、逆转录病毒和腺相关病毒(AAV),通过修饰可特异性靶向 T 细胞,但存在引发免疫反应等安全隐患。纳米载体包括聚合物纳米颗粒、脂质纳米颗粒和外泌体等,具有低脱靶毒性和可大规模生产等优势,但也面临转染效率低等问题 。

(二)T 细胞靶向递送进展

在 T 细胞靶向递送方面,研究人员通过改进病毒载体和纳米载体来提高靶向能力。例如,改造后的慢病毒载体可特异性识别并转染循环 T 细胞,纳米载体也能实现对 T 细胞的选择性靶向,在动物模型中展现出良好的抗肿瘤效果。

(三)产业发展

在产业发展方面,基于病毒载体和纳米载体的体内 CAR-T 疗法均取得了进展。一些公司开发出新型载体平台,在动物模型中展现出良好的治疗效果,为临床应用提供了可能。

五、体内 CAR-T 疗法发展面临的挑战

尽管体内 CAR-T 疗法前景可观,但仍面临诸多挑战。一是 CAR 转基因向靶向 T 细胞的有效递送困难,病毒载体存在靶向性有限和脱靶风险,纳米载体则需要提高稳定性和生物相容性;二是纳米载体的转染效率较低,影响基因表达;三是体内 CAR-T 细胞的持续功能和持久性难以维持;四是在实体瘤治疗中,肿瘤微环境的免疫抑制和抗原异质性限制了治疗效果;五是临床前研究中动物模型的临床相关性不足,影响疗法的评估和开发 。

六、体内 CAR-T 疗法的监管与审批

体内 CAR-T 产品从临床前研究走向临床应用,需要克服监管和转化障碍。监管机构对病毒和纳米载体的质量、安全和有效性有严格要求,同时关注基因编辑工具的安全性。在临床试验审批过程中,需要确定合适的患者入选标准,提供充分的疗效证据,进行长期随访,并选择合适的监管途径,这些都增加了开发的复杂性和时间成本 。

七、结论

体外 CAR-T 产品虽有一定疗效,但复杂的生产过程和高成本限制了其广泛应用。体内 CAR 疗法作为一种可行的替代方案,有望提高安全性和疗效,缩短治疗等待时间,为患者带来更多便利。尽管目前仍存在一些问题和挑战,但随着研究的不断深入和行业的持续投入,体内 CAR-T 细胞疗法有望在癌症治疗领域取得重大突破,造福更多患者。

识别微信二维码,添加生物制品圈小编,符合条件者即可加入

生物制品微信群!

请注明:姓名+研究方向!

本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。