CART细胞治疗原理（专业版）

前文（如果要做CAR-T，患者和家属必须要知道（三））我们介绍了免疫细胞治疗的概括和研究现状。免疫细胞治疗包括：CAR-T、TCR-T、TIL、CAR-NK。

也就是说CAR-T细胞治疗是免疫细胞治疗的一种，主要应用在血液恶性肿瘤方面（包括：淋巴瘤、骨髓瘤、白血病等）

对于CAR-T细胞治疗的原理，我们之前的文章也做了很多讲解。但是讲的都不是非常具体和深入，目的是让更多的人理解这个技术，但也有很多学术性很强的病友追问，CAR-T细胞治疗的技术层面知识能不能讲解一下。接下来小李医师就为大家深入讲解一下，CAR-T治疗的原理和CAR-T的结构和组成元件。

CAR-T治疗原理简介

CAR-T（Chimeric antigen receptor T cell，嵌合抗原受体T细胞）疗法：是指通过基因克隆技术对具有免疫球蛋白（Ig）的抗原结合区的T细胞受体的进行基因改造，将带有特异性抗原识别结构域及T细胞激活信号的遗传物质转入T细胞，使T细胞直接与肿瘤细胞表面的特异性抗原相结合而被激活。

CAR-T杀伤肿瘤的机制：CAR识别肿瘤抗原后，激活T细胞的免疫通路，相关基因表达上调，分泌颗粒酶、穿孔素等物质直接介导肿瘤细胞溶解，同时也分泌粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、干扰素-γ (IFNγ)等炎症因子，招募巨噬细胞等固有免疫细胞杀伤肿瘤组织。

CAR-T结构及组成元件

1、抗原结合域

Antigen-bindingsite

抗原结合域是CAR的赋予靶抗原特异性的部分。历史上，抗原结合结构域衍生自单克隆抗体的可变重链（VH）和轻链（VL），它们通过柔性接头连接形成单链可变片段（scFv）。

除了简单地识别和结合目标表位外，scFv的几个特征还会影响CAR功能。例如，VH和VL链之间的相互作用方式以及互补决定区的相对位置会影响CAR对其目标表位的亲和力和特异性。

亲和力是一个特别重要的抗原结合结构域参数，因为它从根本上决定了CAR的功能。为了识别肿瘤细胞上的抗原，诱导CAR信号传导并激活T细胞，CARs的抗原结合亲和力必须足够高，但又不能高到足以导致激活诱导表达CAR的T细胞死亡并触发毒性。

此外，为了优化CAR与其靶抗原的结合，必须考虑其他因素，例如表位位置，靶抗原密度以及避免与配体非依赖性信号有关的scFv。

2、铰链区域

Linker

铰链或间隔区定义为从跨膜结构域延伸结合单元的细胞外结构区。铰链的功能是提供克服空间障碍的灵活性，并有助于长度，以允许抗原结合结构域进入目标表位。所选的铰链会影响CAR的功能：因为铰链区域长度和组成的差异会影响柔韧性，CAR表达，信号传导，表位识别，激活输出强度和表位识别。

原则上，“最佳”间隔区长度取决于目标表位的位置和目标细胞上的空间位阻水平，其中长间隔区可提供更大的柔韧性并允许更有效地接近膜近端表位或复杂的糖基化抗原，而短铰链更能成功地结合膜远端表位。然而，实际上，通常根据经验确定适当的间隔区长度，并且必须针对每个特定的抗原结合结构域对量身定制。

3、跨膜结构域

Transmembranedomain

在CAR的所有组件中，跨膜结构域可能是特征最少的区域。跨膜结构域的主要功能是将CAR锚定在T细胞膜上，尽管有证据表明跨膜结构域也可能与CART细胞功能相关。大多数跨膜结构域均来自天然蛋白，包括CD3ζ，CD4，CD8α或CD28。由于跨膜结构域经常根据细胞外间隔区或细胞内信号传导域的要求而变化，因此没有很好地研究一种跨膜与另一种跨膜对CAR功能的影响。

例如，CD3ζ跨膜可促进CAR介导的T细胞活化，因为CD3ζ跨膜结构域介导CAR二聚化并掺入内源TCRs。与具有CD28跨膜结构域的CAR相比，CD3ζ跨膜结构域的这些有益效果是以降低CAR稳定性为代价的。

4、细胞内信号传导域

Signaltransductiondomain

CAR工程中最受关注的焦点是理解CAR共刺激的效果：在1990年代后期设计的第一代CAR包含CD3ζ或FcRγ信号传导域。绝大多数CAR依靠CD3ζ衍生的基于免疫受体酪氨酸的激活基序激活CAR-T细胞。

然而，仅通过这些基序发出信号就无法产生有效的T细胞反应。这些第一代CAR的耐用性和持久性在体外并不牢固。这些发现与临床研究相呼应，临床研究表明疗效有限或没有疗效。使用B细胞恶性肿瘤的早期体内模型证明了共刺激在CD-19靶向的CAR-T细胞持久性中的重要性。通过添加共刺激结构域，可以改善反复暴露于抗原后IL-2的产生和增殖。

CAR-T专业团队介绍

上海市同济医院（同济大学附属同济医院）血液科是国家重点临床专项学科，目前是上海市血液学会候任主委单位。依托于同济大学血液研究所和同济大学血液肿瘤临床研究中心成立CAR-T治疗专业临床医疗团队，是国内CAR-T治疗开展最早、种类最全、临床积累最丰富的单位之一，是《CAR-T治疗淋巴瘤毒副作用临床管理路径中国专家共识》主编单位。

CAR-T治疗专业团队对多种CART产品的使用具有丰富管理经验，建立了完善的CART治疗全程管理体系。目前接受CAR-T细胞治疗的患者达近千例，首例在本中心接受CART治疗的淋巴瘤患者目前已存活近 7年。