引言：
2021年，中国药监局批准了2款CAR-T细胞疗法，用于治疗CD19阳性难治性B细胞淋巴瘤患者，价格分别高达120万元和129万元。
随着CAR-T技术不断更新迭代，CAR-T疗法未来必然会应用于更多恶性肿瘤的治疗，包括肝癌、肺癌等发病率高的实体肿瘤。
系统了解CAR-T疗法，将会让你对医疗新技术的现在和未来有更加深入的理解。
正文：
CAR-T，即嵌合抗原受体T细胞（Chimeric antigen receptor T-cell），是对T细胞进行基因改造，使其能够识别肿瘤抗原并大量增殖，进而高效杀灭肿瘤细胞，治疗疾病。
CAR-T技术正在彻底改变血液恶性肿瘤的治疗。
截至2021年，美国食品和药物管理局（FDA）已经批准5款，中国药监局（NMPA）批准2款CAR-T疗法，用于治疗急性白血病、非霍奇金淋巴瘤和多发性骨髓瘤的特定亚型。
数以百计的临床试验正在研究血液和实体恶性肿瘤的CAR-T疗法。
1. CAR结构长什么样？
CAR结构分为三个关键部分：
细胞外结构域、跨膜结构域和细胞内结构域，如下图：
(1) 细胞外结构域
CAR的细胞外结构域可以识别和结合肿瘤抗原，帮助精准杀灭肿瘤细胞。
目前，美国和中国已批准，或处于后期开发阶段的CAR-T产品，均针对CD19或B细胞成熟抗原（BCMA）阳性的恶性血液肿瘤。
通常，抗原识别结构域来自鼠类或人类抗体的单链可变片段（scFv）。有趣的是，南京传奇生物开发的CAR-T产品（cilta-cel）的CAR源自骆驼，针对BCMA分子的两个不同表位。
(2) 跨膜结构域
CAR的跨膜结构域将细胞外scFv区域固定在CAR-T细胞上。
跨膜结构域和间隔区（也称为铰链区）会影响CAR-T细胞表面CAR的密度，以及下游信号传导的难易程度。
(3) 细胞内结构域
CAR的细胞内结构域包括共刺激结构域和信号相关分子。
CAR-T技术的升级迭代，主要是细胞内结构域的改进。目前，已开发出4代CSR-T技术，具体见下图。
一旦CAR识别和结合肿瘤抗原，CAR-T细胞就会激活，大量增值，并攻击肿瘤细胞。
CAR-T使用的共刺激分子主要有CD28（如Yescarta）和4-1BB（如Kymriah或Breyanzi）。基于CD28的CAR在CAR-T扩增和毒性方面比基于4-1BB的CAR可能更"愤怒"。
这些同样以CD19为导向，但共刺激分子不同的CAR-T疗法，其疗效和安全性的差异，还没有在随机试验中进行过正面比较。
2. CAR-T细胞的生产和应用
（1）T细胞采集
用于制备CAR-T细胞的T细胞来自患者本人。
这类似于自体造血干细胞移植前的外周血干细胞采集，但涉及选择CD3（T细胞标记分子）而不是CD34（干细胞标记分子）。
由于大量T细胞存在于我们的血液循环中，因此不需要 "动员"药物，如粒细胞集落刺激因子（G-CSF）或Plerixafor，来采集T细胞。
然而，收集足够数量的T细胞对淋巴细胞计数低的患者或接受过苯达莫司汀的患者来说是一个挑战（苯达莫司汀可能导致的淋巴细胞耗竭）。
（2） CAR基因的转导
制备CAR-T细胞的第一步，是使用逆转录病毒或慢病毒载体，将CAR基因转导并整合到T细胞的DNA中。
除了病毒，也有使用基于转座子的技术进行CAR基因转染，如piggyBac7或SleepingBeauty。
（3） CAR-T细胞的扩增和冷冻保存
CAR-T细胞在体外扩增（刺激生长），冷冻保存，最后运回病房，输注到患者体内。
这一过程一般需要2-4个星期，具体时长取决于产品的生产情况。
（4） 产品放行测试和管理
CAR-T细胞回输给病人之前，必须对其进行放行检测。
放行检测包括确认产品的无菌性以及有活力CAR-T细胞的数量。
CAR-T的给药日是 "第1天"（化疗的记录方式），而不是 "第0天"（造血干细胞移植的记录方式）。
（5） 桥接治疗
从T细胞采集到CAR-T治疗，有一个4-8周的间隔期。在这个间隔期，可以为患者开展桥接治疗。
桥接治疗，即控制恶性肿瘤的化疗或放疗。
桥接治疗帮助患者度过几周的空白期，直到他们可以接受自体CAR-T细胞。
桥接治疗不是必须的。但对于疾病快速进展的患者，桥接治疗可以为患者争取等待CAR-T治疗的时间。
（6）清淋（淋巴细胞清除）
桥接治疗不是必须的，但清琳是必须的操作。
清林的作用是为CAR-T细胞腾出 "免疫空间"。
清淋的用药通常是氟达拉滨和环磷酰胺。
淋巴细胞清除能改变体内的细胞因子和免疫状态（例如，减少调节性T细胞的数量和免疫抑制性细胞因子的水平），有利于进入体内CAR-T细胞的扩增。
3. CAR-T治疗的毒副作用
CAR-T治疗需要住院进行，以密切监测与CAR-T有关的毒副作用。
CAR-T治疗的主要毒副作用如下：
（1）CRS（cytokine release syndrome，细胞因子释放综合征）
CRS是由单核细胞系细胞（如巨噬细胞、树突状细胞）释放的促炎症细胞因子（特别是IL-6）导致的，而不是CAR-T细胞本身。
发烧是CRS必然伴随的症状。在更严重的情况下，会发生低血压或缺氧。
托珠单抗作为IL-6受体拮抗剂，是CRS最重要的治疗药物。根据CRS严重程度的不同，其他治疗手段包括降温、升压、激素、吸氧、肺机械通气、支持治疗等。
（2）免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）
ICANS又被称为神经毒性。ICANS是由进入中枢神经系统的促炎症细胞因子驱动的，CAR-T细胞本身并不一定直接参与。
与ICANS相关的脑病表现为失语、意识水平改变、认知功能损伤、运动无力等，也可发展为脑水肿或癫痫发作。
皮质类固醇激素是ICANS治疗的主要手段，有时也使用左乙拉西坦进行预防。
（3）嗜血细胞性淋巴组织细胞增多症（HLH）
HLH的表现可能看起来像CRS（细胞因子释放综合征），但更可能出现高铁蛋白血症、凝血功能障碍和转氨酶升高。
阿那白滞素（Anakinra，一种IL-1拮抗剂）优先用于治疗HLH，同时使用大剂量皮质激素。
（4）全血细胞减少症
在CAR-T治疗后的几周内，全血细胞计数降低和频繁输血非常常见。其原因有很多：大剂量化疗预处理对骨髓的抑制、原发疾病、清淋性化疗、骨髓内CRS等。
然而，生长因子，特别是G-CSF（粒细胞集落刺激因子），在CAR-T治疗后的头1-2周内最好避免使用，以免增加CRS的风险。
（5）感染
接受CAR-T治疗的患者极易发生感染，一个重要原因是全血细胞减少伴随的免疫细胞减少。
低免疫球蛋白血症（靶向CD19和BCMA的CAR-T产品均会导致B细胞数量减少，进而导致免疫球蛋白的合成减少），以及使用托珠单抗和皮质类固醇激素，都会增加患者发生感染的风险。
为了预防感染，患者在CAR-T治疗后的几个月内往往要进行预防性抗菌治疗（包括对高危患者使用抗真菌药物），也可能需要静脉注射免疫球蛋白。
4. "下一代 "CAR-T：未来的CAR-T长什么样子？
CAR-T相关的科学技术仍在快速更新迭代， "下一代 "CAR-T技术和产品正在不断涌现，具体如下：
（1）"装甲车” 型CAR-T
装甲车型CAR-T细胞就像是汽车安装了盔甲，可以增强在恶劣肿瘤微环境中的存活和增殖能力。
例如，"装甲车” 型CAR-T细胞能够分泌IL-12，增强CAR-T细胞在遭遇肿瘤细胞后的自我增殖能力。
（2） "旁观者"效应 CAR-T
这是基于"TRUCKs"技术（T cells redirected for antigen-unrestricted cytokine-initiated killing），即“非抗原限制的细胞因子启动的T细胞杀伤”。
基于这一技术，CAR-T细胞能够释放转基因合成的细胞因子，使其他免疫细胞产生 "旁观者"效应，杀死肿瘤细胞。例如，巨噬细胞的 "旁观者"效应。
装甲车CAR-T和TRUCK技术正在用于实体肿瘤的治疗研究。
（3）"Tandem CARs"（串联车）、"Dual CARs "（并联车）和 "CAR-Pools"（多车联合）
这些都是汽车双关语。汽车的英文单词CAR，与CAR-T治疗的CAR拼写完全相同。
这些CAR-T技术均能做到同时针对一个以上肿瘤抗原。
例如，淋巴瘤中的CD19和CD22，或多发性骨髓瘤中的BCMA和CS1/SLAMF7。
串联车CAR-T（Tandem CARs），是在一个CAR分子上同时靶向一个以上的肿瘤抗原。
并联车CAR-T（Dual CARs），指一个CAR-T细胞上有两个独立CAR结构，每个CAR分子靶向不同的抗原。
多车联合CAR-T（CAR-Pools），是将采集到的免疫T细胞分为不同的批次，分别制备针对不同肿瘤抗原的不同克隆CAR-T细胞。制备完成后将这些不同克隆的CAR-T细胞一起注入病人体内，杀灭肿瘤细胞。
（4）"现货型" CAR-T
"现货型" CAR-T，又称为通用型CAR-T，即提前制备好的异体CAR-T，可以在患者需要的时候随时进行注射。
也就是说，你随时可以 "从货架上 "拿起"现货型" CAR-T为患者输注，而不用等待2-4周的生产期。
由于可以批量生产，"现货型" CAR-T成本也更低。
"现货型" CAR-T的原材料T细胞不是来自患者自身，而是来自健康供者。
输注异体T细胞的最大问题是移植物抗宿主疾病和免疫排斥反应。
其解决途径，是利用基因编辑技术，从CAR-T细胞中去除T细胞受体（TCR）和MHC-I类分子。有些CAR-T产品将CD52从异体CAR-T细胞敲除，以便在不影响CAR-T功能的情况下，可以用阿仑珠单抗（靶向CD52的药物）进行淋巴细胞清除。
（5）携带"安全开关"的CAR-T
科学家设计了一个分子"安全开关"，可以暂停CAR-T杀伤信号的传递，甚至可以在接收到外部信号（如药物）后启动CAR-T细胞凋亡。
这项技术的目标是，在CAR-T细胞的毒副作用威胁患者生命时，启动“分子开关“，迅速“关闭”CAR-T细胞。
总结
CAR-T疗法在恶性血液病领域正迅速得到推广。目前，世界上只有针对CD19或BCMA的自体CAR-Ts获批上市。未来几年的持续研究和创新将扩大CAR-T疗法的范围，尤其是实体肿瘤的治疗，为难治性恶性疾病的治疗发挥越来越大的作用。
此外，还有许多其他先进的细胞疗法（CAR-NK细胞、CAR-NKT细胞、γδ CAR-T细胞等等），也都在研发之中。
ps: 本篇文章整理至美国血液学协会发布的一篇医学教育文章“Chimeric Antigen Receptor T-cell Therapy”，我将其翻译并做了删减和调整。