这些年我们惊叹过的CAR（上）
肿瘤免疫疗法是指应用免疫学方法，通过激发和增强机体抗肿瘤免疫应答，并应用免疫细胞和效应分子输注宿主体内，协同机体免疫系统抑制或杀伤肿瘤，打破免疫耐受的治疗方法。肿瘤免疫疗法包括了免疫检查点抑制剂、细胞治疗、肿瘤疫苗以及免疫激动剂等。CAR-T细胞疗法因其治疗肿瘤的有效性成为了研究的热点，随着2017年两款CAR-T产品的上市，CAR-T的研究更是呈井喷式的发展，各式各样的变形让人目不暇接,惊叹与迷茫共存。接下来，小编就为大家盘点下这些年我们惊叹过的CAR。
CD19 CAR-T试验中B系急性淋巴细胞白血病复发，BCMA CAR-T治疗出现多发性骨髓瘤（MM）复发，说明单靶点的CAR-T存在一定的效力以及持久性不足的问题，因而双靶点复合CAR-T的设计旨在进一步提高T细胞的靶向性以及达到更强的持久力。
B细胞成熟抗原（BCMA）作为多发性骨髓瘤极具潜力的靶点，BCMA CAR-T展现出不俗疗效的同时也出现了BCMA+和BCMA-肿瘤细胞复发的情况。KH Chen等在《A compound chimeric antigen receptor strategy for targeting multiple myeloma》文中提出用CS1 (CD319，slamf 7)作为第二靶点，构建BC1cCAR-T（BCMA-CS1复合CAR-T）作为治疗MM的策略。BC1cCAR-T具有针对多发性骨髓瘤抗原BCMA和CS1的两种完整且独立的受体，与单靶点CAR-T细胞相比，在使用骨髓瘤和混合细胞群的多个小鼠模型中体现出针对多个群体的定向细胞毒性，进一步提高了效力以及体内的持续性。
黑线为对照组，蓝线为BCMA CAR-T治疗，红线为BC1cCAR-T治疗组
西雅图儿童医院开启了STRIvE-01 CAR-T临床试验，利用同时靶向EGFR和CD19 CAR-T细胞治疗患有复发或难治性非中枢神经系统表达EGFR实体瘤的儿童和青少年。希望利用CD19靶向性不断与血液中的B淋巴细胞相互作用，以促进EGFR定向的CAR-T细胞的扩增和持久性。除此之外，还有治疗胶母细胞瘤的EGFR-EGFRvIII 双靶点 CAR-T，治疗复发/难治急性髓性白血病的CLL1-CD33双靶点复合CAR-T，治疗胰腺癌的PSCA-TGF-IL4三靶点复合CAR-T等正在开发。
实体肿瘤在发展过程中会在体内形成一个免疫抑制的微环境。里面浸润了调节T 细胞、肿瘤相关巨噬细胞以及IL-10、TGF-β抑制性细胞因子等，从而很大程度上限制了CAR-T细胞对实体瘤的治疗，如何改善肿瘤微环境一直是研究者的关注点。
日本科学家Koji Tamada教授领导的研究团队开发了“7×19 CAR-T”，将IL-7以及CCL19基因转入CAR-T细胞，分泌IL-7和CCL19的CAR-T细胞能够召集T淋巴细胞以及树突细胞有效地浸润到肿瘤组织中，从而能够有效杀伤肿瘤。与常规CAR-T细胞疗法相比，“7×19 CAR-T”的抗肿瘤效力提高了4倍以上，荷瘤小鼠几乎100%存活。此外“7×19 CAR-T”治疗后能产生了大量的记忆T细胞，消除实体瘤100天后接种癌细胞，肿瘤无法形成。
黑线为对照组，绿线为环磷酰胺（CPA）治疗组，蓝线为环磷酰胺加常规CAR-T细胞治疗组，红线为环磷酰胺加7×19 CAR-T细胞治疗组
同样，Juno尝试开发了一款靶向卵巢癌细胞表面MUC16的产品JCAR020，利用IL-12分泌来刺激T细胞活化，以增强治疗效果。
免疫检查点调控药物的研发是近些年来的热点，免疫检查点抑制剂 PD-1单抗由于其适用性大、起效后可持续性较长以及副作用较小走上神坛。CAR-T与PD-1单抗之间是否能够结合起来，纪念斯隆-凯特琳癌症中心（MSKCC）的Renier Brentjens团队给出了肯定的答案。关于分泌PD-1抗体单链可变片段CAR-T细胞的研究发表在《Nature Biotechnology》上。
CAR-T细胞分泌PD-1抗体单链可变片段（scFv），能够阻断PD-1的免疫刹车机制，提高自身以及肿瘤微环境中其他旁观T细胞的抗肿瘤活性，比CAR-T与PD-1单抗联用的治疗效果更好。同时，新型CAR-T细胞比传统CAR-T细胞在体内留存时间更长，由于scFv分泌范围为肿瘤附近，不会进入血液循环而产生全身性副作用。这一思路也为CAR-T细胞疗法提供了新的策略，可以根据不同的需求开发分泌不同靶向性scFv的CAR-T细胞，例如LAG-3、TIM-3 、CLTA-4等。
分泌PD-1抗体单链可变片段CAR-T细胞作用示意图
自然杀伤细胞（NK）是抵御外部侵袭和抗癌的第一道防线，可以非特异性的直接杀伤肿瘤细胞。NK细胞依靠表达多种受体执行功能，其中NKG2D是NKG2家族成员，可识别MHC I类链相关分子。比利时细胞治疗公司Celyad利用其开发了独特的 NKG2D CAR-T细胞疗法（CYAD-01）。与目前开发的其他CAR-T细胞不同，NKG2D受体具有结合8种不同配体的能力，配体在绝大多数癌细胞中表达，覆盖了80％的血液和实体瘤。临床前研究的结果表明，NKG2D识别的配体也由供给肿瘤的血管以及帮助肿瘤逃避免疫系统的抑制细胞表达。这意味着CYAD-01不仅可以靶向并杀死肿瘤，还可以破坏整个微环境，诱导长期抗肿瘤特异性记忆免疫反应。
Celyad公司针对一系列血液瘤和实体瘤的CYAD-01临床试验正在开发。治疗血液瘤（AML和MM）患者时表现出了良好的安全性和耐受性。治疗转移性结直肠癌的三个临床试验暂时也都表现出良好的耐受性，完整数据预计2019年中期完成。
NKG2D CAR-T调节免疫抑制肿瘤微环境(TME)和诱导长期抗肿瘤特异性记忆免疫反应
自然杀伤细胞对肿瘤强大的杀伤能力，与T细胞相比有一些得天独厚的优势，那么经过CAR修饰后的NK细胞便能高效的识别肿瘤细胞，并通过释放杀伤介质、诱导凋亡等手段即时杀伤肿瘤细胞。根据这一设想Nantkwest建立了以NK细胞为核心的三大技术平台haNK、taNK以及t-haNK。haNK（high-affinity Natural Killer cell）是经过工程化改造的高亲和力受体NK细胞，旨在抗体介导增强癌细胞杀伤作用。taNK（Target-Activated Natural Killer Cell）是经过工程化改造嵌合抗原受体的NK细胞（CAR-NK），靶向癌细胞表面肿瘤特异性抗原。t-haNK是先天杀伤、抗体介导以及 CAR-NK的创新结合。
CAR-NK除了广谱肿瘤杀伤效果之外，其对肿瘤细胞的杀伤效果是即时的，杀伤后能够释放大量的肿瘤抗原从而刺激其他免疫细胞，起到长期免疫激活作用。同时，CAR-NK也打破了个性化制备的局限，质量均一和状态稳定的特性也使大规模生产成为可能。
加利福尼亚大学圣地亚哥医学院(UCSD)和明尼苏达大学研究者在《Cell Stem Cell》期刊上发表的一项研究，经过CAR修饰的衍生自人诱导多能干细胞(iPSC)的自然杀伤细胞(CAR-iPSC-NK cell)在小鼠卵巢癌模型中表现出了增强的抗肿瘤活性以及更低的毒性。
Nantkwest以NK细胞为核心的haNK、taNK以及t-haNK三大技术平台
haNK/taNK/t-haNK vs 自体型CAR-T
NKT（natural killer T)细胞是一类介于适应性免疫和固有免疫细胞之间的固有淋巴细胞，细胞表面既有T细胞受体TCR，又有NK细胞受体的特殊T细胞亚群。Cell Medica另辟蹊径的选择了NKT细胞作为改造对象，同时整合了IL-15以增强细胞的扩增能力与持久性。全球首例儿童神经母细胞瘤患者已经成功接受了该公司在研的自体CAR-NKT疗法CMD-501 (GD2-CAR NKT)，异体通用型靶向CD19的CAR-NKT也正在开发中。
γδT细胞同样也是介于适应性免疫和固有免疫之间的一类T细胞，占外周血T 淋巴细胞的1﹪-5﹪，主要分布在黏膜和上皮组织中。γδT细胞识别抗原无MHC限制，不仅可以通过多种方式杀伤肿瘤细胞，而且作为抗原提呈细胞（APC）发挥提呈抗原作用。γδT细胞通过自然归巢到各种组织进行免疫监视，与αβT细胞相比在实体瘤治疗上更具有潜力。
Adicet Bio将γδT细胞改造成CAR-γδT细胞，使其能够精准的识别特异性抗原，高效杀死肿瘤细胞，利用γδT细胞特性挑战实体瘤的治疗。
TC BioPharm以γδT细胞为核心开发了四大平台技术，OmnImmune、ImmuniCAR、OmmniCAR以及OmniCytex。OmnImmune 是未遗传修饰，同种异体，由健康供体提供的γδT细胞治疗平台。ImmuniCAR 是一种自体的CAR-γδT细胞治疗平台。OmmniCAR 是异体的CAR-γδT细胞治疗平台。OmniCytex是以干细胞作为丰富细胞源的细胞治疗平台。γδT细胞治疗乳腺癌、肾癌、结直肠癌等实体肿瘤和一些血液瘤中，已取得明显疗效，在治疗过程中常见不良反应为发热、乏力、流感样症状等，没有严重不良反应发生，CAR-γδT细胞疗法值得期待。
Adicet Bio公司CAR-γδT细胞生产平台
参考来源：
1.Chen K H, Wada M, Pinz K G, et al. A compound chimeric antigen receptor strategy for targeting multiple myeloma[J]. Leukemia, 2018, 32(2): 402. Adachi K, Kano Y, Nagai T, et al.
2.IL-7 and CCL19 expression in CAR-T cells improves immune cell infiltration and CAR-T cell survival in the tumor[J]. Nature biotechnology, 2018, 36(4): 346.
3.Rafiq S, Yeku O O, Jackson H J, et al. Targeted delivery of a PD-1-blocking scFv by CAR-T cells enhances anti-tumor efficacy in vivo[J]. Nature biotechnology, 2018.
4.Lonez C, Verma B, Hendlisz A, et al. Study protocol for THINK: a multinational open-label phase I study to assess the safety and clinical activity of multiple administrations of NKR-2 in patients with different metastatic tumour types[J]. BMJ open, 2017, 7(11): e017075.
5. https://nantkwest.com/technology/
6. https://www.adicetbio.com/science/
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