免疫疗法是当下肿瘤治疗领域具有前景的发展方向之一。随着pd-(l)1等免疫检查点抑制剂应用范围逐渐扩大,car-t疗法研究不断出现新的进展,car-t疗法作为有别于传统药物的“活药”,不仅对复发、难治性肿瘤患者表现出了突破性疗效,其生产体系和使用场景也有别于普通药物。鉴于当下生物技术的更新速度,预计car-t疗法还将带给市场更多惊喜。
什么是car-t疗法--------------------------------------●
想要了解car-t,我们首先聊一聊普通t细胞是如何在免疫系统发挥作用的。在免疫系统中,t细胞需要借助抗原递呈细胞(apc)来杀死异常细胞。apc表面有许多用于识别细胞表面抗原的mhc(主要组织相容性复合体)分子,等apc识别到异常细胞之后,mhc就会和t细胞受体(tcr)结合,把信号传递给t细胞。在cd3、cd4和cd8等分子的帮助下,t细胞才能最终识别异常细胞并将其杀死。但是肿瘤细胞却把自己的这些“指纹”给毁了,导致apc细胞就无法识别它。
car-t(嵌合抗原受体t细胞)是通过基因改造技术,让患者t细胞表达嵌合抗原受体,使效应t细胞的靶向性、杀伤性和持久性均较常规应用的免疫细胞高,并能克服肿瘤局部免疫抑制微环境和打破宿主免疫耐受状态。
car-t的前世今生 --------------------------------------●
嵌合抗原受体(cars)是由一个胞外抗原结合域(通常是一个单链抗体,也可以是多肽或者其他蛋白质),一个铰链区(促进抗原受体与肿瘤抗原的结合),一个跨膜区(用来固定car),一个t细胞激活结构域(cd3 ζ,提供t细胞活化的第一信号)以及一个或多个胞内共刺激结构域组成(cd28/4-1bb,提供t细胞活化的第二信号)。car的胞外部分用来识别特异性的肿瘤抗原,随后胞内信号域会刺激t细胞增殖,并且通过细胞溶解和细胞因子释放来消除肿瘤细胞。
历经十余年,car-t经历了四代结构,每一代结构都是在各个细节上突破,使car-t往更为精准、更为高效、更为持久的方向发展。
1989年,第一代基于免疫球蛋白样scfv和fcεri受体(γ链)或cd3复合物(ζ链)胞内结构域融合的car-t细胞被发展出来。该car-t细胞虽然具有激活t细胞的能力,但是只含有激活受体cd3-ζ,无法激活其活性。大多数试验在细胞扩增、体内存活时间、细胞因子分泌等方面存在不足,治疗效果不明显。
2010年,在第一代的基础上,第二代car引入一个共刺激受体结构域(包括cd28、4-1bb、dap10等),cd28对提高初始t细胞获得持久的体外增殖和较强的细胞因子分泌非常重要,在临床试验中显着改善了car-t免疫活性激活的问题,并提高了其作用持久性。
2012年,以逆转录病毒为载体构建了第三代car-t细胞,第三代car则包含两个共刺激结构域,一个为cd28或4-1bb,另一个为ox40、cd28或4-1bb。相比于二代car,虽然在一些前临床试验数据中表现出更强更持久的作用活性,但也有报道指出,三代car可能会造成t细胞刺激阈值的降低,引起信号泄露,可能诱发细胞因子过量释放。
第四代car-t细胞,在保留了第三代两个共刺激和激活信号的基础上,还进一步引入了分泌细胞因子(主要是il-12)的基因,被称为truck t细胞(t cell redirected for universal cytokine-mediated killing)。trucks还可以用于病毒感染、代谢病与自身免疫病等领域。目前,四代car-t疗法已经在包括神经母细胞瘤在内的实体瘤治疗的临床试验中开展。
然而,对目前来说,第三、四代car-t细胞发展仍未完善,仍有诸多问题有待解决,第二代car-t细胞对于血液恶性肿瘤具有很好的疗效,是car-t领域的主流。
car-t细胞的制备及临床应用流程
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分离:从癌症病人身上分离免疫t细胞
修饰:用基因工程技术给t细胞加入一个能识别肿瘤细胞并且同时激活t细胞的嵌合抗体,也即制备car-t
扩增:体外培养,大量扩增car-t。一般一个病人需要几十亿,乃至上百亿个car-t(体型越大,需要细胞越多)
回输:把扩增好的car-t细胞回输到病人体内
监控:严密监护病人,尤其是控制前几天身体的剧烈反应
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