01介紹

細(xì)胞免疫療法，如CAR-T，一種使用表達(dá)靶向腫瘤抗原的基于抗體的嵌合抗原受體的T細(xì)胞的療法，是針對(duì)不同類型的血液惡性腫瘤以及實(shí)體癌的有效療法。

CAR-T(最初稱為T體)是指表達(dá)抗原特異性或基于抗體的嵌合受體的T細(xì)胞，具有抗體特異性和T細(xì)胞效應(yīng)子或調(diào)節(jié)功能，由Eshhar和他在以色列魏茨曼科學(xué)研究所的同事于20世紀(jì)80年代首次描述。

CAR結(jié)合了抗體的單鏈可變片段(scFv),驅(qū)動(dòng)針對(duì)腫瘤抗原的特異性。一旦CAR-T結(jié)合腫瘤抗原，T細(xì)胞增殖和擴(kuò)增被激活，T細(xì)胞細(xì)胞毒性功能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡。

圖1嵌合抗原受體構(gòu)建體的結(jié)構(gòu)，顯示了第一代、第二代和第三代CAR結(jié)構(gòu)。第一代汽車只有一個(gè)激活域，第二代CAR有一個(gè)激活域和一個(gè)共刺激域，第三代CAR有一個(gè)激活域和兩個(gè)共刺激域。

最近的多項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了在CAR-T細(xì)胞免疫療法中，分析T細(xì)胞亞群的功能和個(gè)體患者的T細(xì)胞譜之間的差異的重要性。

T細(xì)胞亞群的多個(gè)方面，包括：CD4+和CD8+細(xì)胞亞群和分化；記憶和效應(yīng)T細(xì)胞功能；細(xì)胞外T細(xì)胞標(biāo)記物；T細(xì)胞的遺傳、表觀遺傳和代謝信號(hào)通路。作用于CAR-T細(xì)胞免疫治療中，提供改善CAR-T免疫治療的前景。

02CD4和CD8細(xì)胞亞群

T細(xì)胞在胸腺中成熟，表達(dá)TCR (T細(xì)胞受體)，在其表面表達(dá)CD8蛋白，稱為CD8+T細(xì)胞(細(xì)胞毒性)，在表面表達(dá)CD4蛋白的被稱為CD4+T細(xì)胞(輔助T細(xì)胞)。

2.1CD4+細(xì)胞亞群

CD4+細(xì)胞分化成不同的亞群:Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、Treg(調(diào)節(jié)性T細(xì)胞)和Tfh(濾泡輔助性T細(xì)胞)，如圖2所示 。

圖2不同的CD4+t細(xì)胞亞群。不同的CD4+不同的細(xì)胞因子從初始T細(xì)胞產(chǎn)生亞群，每個(gè)CD4+亞群產(chǎn)生不同類型的白細(xì)胞介素。

Th1細(xì)胞：

Th1細(xì)胞參與細(xì)胞免疫應(yīng)答以及抵御病原微生物感染，包括促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的增殖分化，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬功能。Th1細(xì)胞的特征性轉(zhuǎn)錄因子為T-bet，分泌IL-2, IFN-γ, TNF-α, LT-α。Th1的促炎特性使其具有清除病原微生物和抗腫瘤免疫力，但是另一方面Th1和IFN-γ會(huì)導(dǎo)致炎癥性疾病（如炎癥性腸?。┖妥陨砻庖咝约膊。ㄈ鏘型糖尿病和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎）。

Th2細(xì)胞：

Th2細(xì)胞參與體液免疫應(yīng)答以及抵御寄生蟲感染，包括促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化為漿細(xì)胞，產(chǎn)生抗體。Th1細(xì)胞的特征性轉(zhuǎn)錄因子為GATA3，分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13等細(xì)胞因子。過(guò)度的Th2反應(yīng)與過(guò)敏和哮喘有關(guān)。

Th9細(xì)胞：

Th9是一類輔助性T細(xì)胞，在抵御細(xì)胞外寄生蟲方面發(fā)揮作用。Th9分泌大量的IL-9和IL-10。新的研究發(fā)現(xiàn)Th9與腫瘤進(jìn)展有關(guān)，可能發(fā)揮抗腫瘤和促腫瘤雙重作用，Th9也與某些炎癥性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。

Th17細(xì)胞：

Th17細(xì)胞參與炎癥應(yīng)答和抵御胞外病原微生物（尤其是在腸道、呼吸道黏膜）。Th17細(xì)胞的特征性轉(zhuǎn)錄因子為RORγt，分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22和IL-26。Th17與多種自身免疫性疾病有關(guān)，如多發(fā)性硬化癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，銀屑病，炎癥性腸病等。

Th22細(xì)胞：

Th22是一類參與皮膚免疫的輔助性T細(xì)胞，分泌IL-22、不產(chǎn)生IL-17，表達(dá)芳香烴受體（ARH）和CCR10。Th22與多種自身免疫性疾病有關(guān)，如包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、銀屑病、多發(fā)性硬化等。

Tfh細(xì)胞：

Tfh（濾泡輔助性T細(xì)胞）輔助B細(xì)胞在生發(fā)中心的存活與增殖，促進(jìn)B細(xì)胞向漿細(xì)胞分化、抗體類別轉(zhuǎn)換和抗體親和力成熟。Tfh表達(dá)Bcl-6和CXCR5。

Treg細(xì)胞：

Treg（調(diào)節(jié)性T細(xì)胞）是一類可對(duì)免疫應(yīng)答進(jìn)行負(fù)調(diào)控的細(xì)胞，其最突出的功能是維持自身耐受和免疫穩(wěn)態(tài)。Treg根據(jù)起源可分為nTreg（自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞）和iTreg（誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞）。Treg表達(dá)CD25、Foxp3，低表達(dá)或不表達(dá)CD127。Treg的功能異常會(huì)導(dǎo)致多種自身免疫和炎性疾病。

2.2CD8+細(xì)胞亞群

CD8+細(xì)胞隨著分化，形成不同亞群，顯示在下圖3。

圖3 CD8的分化細(xì)胞亞群：TN幼稚T細(xì)胞,TSCM記憶T細(xì)胞,TCM中央記憶T細(xì)胞,TEM效應(yīng)記憶細(xì)胞,TEFF效應(yīng)T細(xì)胞。

TN細(xì)胞：

TN細(xì)胞是指未經(jīng)分化的幼稚T細(xì)胞，通常是在胸腺內(nèi)產(chǎn)生的并且在進(jìn)入外周血液系統(tǒng)之前，這些細(xì)胞還不具備抗原特異性，尚未接受信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和增殖，無(wú)法進(jìn)行深刻的免疫反應(yīng)。TN細(xì)胞通常表達(dá)CD45RO的低水平，CD27 / CD28。它們的關(guān)鍵作用是為后續(xù)的T細(xì)胞分化和進(jìn)化做好準(zhǔn)備。

TSCM細(xì)胞：

TSCM細(xì)胞是一個(gè)全新的、相對(duì)成熟的T細(xì)胞亞群，有稱之為“免疫記憶一級(jí)細(xì)胞（Immunological Memory Stem cells）”。TSCM細(xì)胞表現(xiàn)出中等至高強(qiáng)度的表面CD45RA和CD62L，同時(shí)也表達(dá)了干細(xì)胞標(biāo)記物CD34和CD133。TSCM細(xì)胞有著高度的自我更新和自我擴(kuò)增能力，以及良好的免疫記憶能力。它們可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持著多能性，隨著身體的需要進(jìn)化為TCM、TEM、T effector和TN細(xì)胞。

TCM細(xì)胞：

TCM細(xì)胞是中央記憶T細(xì)胞，這類細(xì)胞主要存在于淋巴結(jié)和脾臟中。TCM細(xì)胞是具有記憶性的CD45RO、CD62L的T細(xì)胞亞群，其免疫學(xué)特征是表達(dá)CD62L / CCR7受體，是長(zhǎng)期外周循環(huán)的T細(xì)胞記憶池，在淋巴結(jié)中發(fā)揮重要作用，能夠快速定位全身各處的免疫受體抗原（antigen receptors）。

TEM細(xì)胞：

TEM細(xì)胞是效應(yīng)性記憶T細(xì)胞的重要組成部分，這類細(xì)胞是CD45RO高表達(dá)的T細(xì)胞，具有表面CD95、CD122、CD44、CXCR3、CCR5、CD11a、CD2、CD8α等特點(diǎn)。TEM細(xì)胞比TCM更容易穿過(guò)組織障壁，有著強(qiáng)大的遷移和棲息能力，特別是有較高的直接殺傷作用，從而有效對(duì)抗病原體。

TEFF細(xì)胞：

T效應(yīng)細(xì)胞是免疫系統(tǒng)最主要的細(xì)胞類型之一，主要負(fù)責(zé)發(fā)揮炎癥反應(yīng)和抗原特異性的功能。TEFF細(xì)胞被激活后，會(huì)立即向外分泌各種細(xì)胞因子，如細(xì)胞因子、趨化因子等，引起炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和傷害。

03不同T細(xì)胞亞群的作用

CAR-T療法是針對(duì)血液系統(tǒng)惡性腫瘤的非常有效的免疫療法，面臨的挑戰(zhàn)之一是如何設(shè)計(jì)T細(xì)胞，使其對(duì)Treg細(xì)胞具有抗性，并抑制抗腫瘤信號(hào)傳導(dǎo)，并增加T細(xì)胞效應(yīng)子和記憶功能，以增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

因此我們需要分析和研究個(gè)體患者的CD4/CD8比率及其亞群的T細(xì)胞譜，目的是改善效應(yīng)細(xì)胞和記憶功能，增加T細(xì)胞的持久性，以進(jìn)行有效的CAR-T細(xì)胞治療。

有多個(gè)途徑可以提高CAR-T細(xì)胞治療效果（如圖4），包括有：

圖4提高CAR-T細(xì)胞治療效果的不同潛在途徑

PART.1

選擇不同的T細(xì)胞亞群，尋找個(gè)體化的T細(xì)胞譜。根據(jù)患者的T細(xì)胞亞群分析，選擇最適合的T細(xì)胞亞群來(lái)制作CAR-T細(xì)胞。例如，在B細(xì)胞淋巴瘤患者中，CD8+ T細(xì)胞相對(duì)較少，因此需要使用CD4+ T細(xì)胞。

PART.2

增加對(duì)Treg細(xì)胞的抑制。Treg細(xì)胞可以抑制有效的免疫應(yīng)答，因此通過(guò)選擇破壞Treg細(xì)胞的CAR-T細(xì)胞，可以提高治療效果。

PART.3

抑制免疫檢查點(diǎn)，如PD-1和CTLA-4，可增強(qiáng)免疫應(yīng)答，從而提升療效。這是現(xiàn)代免疫治療的常用策略，可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞殺菌作用，同時(shí)減少其在體內(nèi)的耐藥性。

PART.4

調(diào)整T細(xì)胞代謝，可以增強(qiáng)細(xì)胞的存活能力、殺傷能力和治療效果。例如，在制作CAR-T細(xì)胞時(shí)，添加一些細(xì)胞增殖因子和抗氧化物，可以延長(zhǎng)CAR-T細(xì)胞的壽命，同時(shí)提高其殺傷基因改造的靶細(xì)胞的能力。

PART.5

不同細(xì)胞因子和共刺激CAR結(jié)構(gòu)域的組合可用于增加CAR-T細(xì)胞治療的功效。例如，通過(guò)結(jié)合CD28和4-1BB結(jié)構(gòu)域，可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的存活和殺傷基因改造的靶細(xì)胞的能力，同時(shí)減少CAR-T細(xì)胞的表觀耗損。

另外特別需要考慮的方面是，由于患者的T細(xì)胞譜與健康人的不同，并且在患者之間有所不同，這表明需要個(gè)體化的T細(xì)胞亞群譜和個(gè)體化的免疫治療來(lái)有效治療癌癥。

04結(jié)論和展望

上文顯示了T細(xì)胞分化的復(fù)雜性。

由于CAR-T療法核心就是從從癌癥患者血液中提取出用于擴(kuò)增的T細(xì)胞，因此應(yīng)當(dāng)分析CD4/CD8的比率，以及記憶標(biāo)記物如CD45RA、CD45RO和其它標(biāo)記物如CD26、CD95、CCR-7和CD62L，以選擇不同比率的不同T細(xì)胞亞群，在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究，以獲得更有效和個(gè)性化的治療。

應(yīng)分析分選的CD4或CD8細(xì)胞群和T細(xì)胞亞群，它們具有特定的記憶或干細(xì)胞記憶標(biāo)記以及遺傳、表觀遺傳和代謝特征，并結(jié)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑，用于調(diào)節(jié)CAR-T治療的療效。

只有這樣，才能在未來(lái)更有效地尋找并制備出臨床最佳CAR-T。

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