以下文章来源于BiG生物创新社 ，作者BiG专栏
 

 
图1 2020年中国癌症新发病例数前十的癌症类型

 

令人期待的是，CAR-T疗法不仅开始尝试CAR-NK、CAR-NKT、CAR-Treg等其他类型免疫细胞的工程化改造。另外，由于受限于肿瘤抗原的异质性，单靶点CAR-T也逐步开始向多靶点CAR-T细胞疗法进行转变，并获得了不错的抗肿瘤治疗效果。本文将梳理近期有关多靶点CAR-T细胞疗法的进展，以飨读者。

01 多靶点CAR-T作用机制

首先, 让我们简单回顾下CAR-T疗法的作用机制， CAR（嵌合抗原受体）是一种基因工程技术制造的人工受体分子，它可以赋予免疫效应细胞（如T淋巴细胞）针对某个靶点抗原表位的特异性，从而增强T淋巴细胞识别抗原信号与活化的功能，继而回输淋巴细胞以实现抗肿瘤的作用。

 

图2 CAR结构 ^[1]

而所谓的多靶点CAR-T细胞，主要是设计用于靶向不同的肿瘤抗原，包括具有两个CAR的双CAR-T细胞或具有多个单链抗体（scFv）的串联CAR-T细胞。这种多靶点CAR-T, 理论上能够克服肿瘤抗原异质性与肿瘤抗原逃逸

 

图3 多靶CAR-T, 克服肿瘤抗原逃逸 ^[2]

02  CD19/CD22 CAR-T
   
   CAR-T在临床应用中同样存在耐药现象。

以B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)为例，接受CD19靶向CAR-T细胞治疗的患者中，多达25%的患者复发，表现为CD19阴性或低CD19。这种现象被称为抗原逃逸。主要原因就在于单靶点存在下调或丢失，治疗效果并非如预期所想，而如若设计可以靶向CD19和CD22的双重定向CAR-T，理论上能够有效解决单靶点耐药的弊端。这种设想在临床上已经得到了验证。

2021年10月12日，Nature Medicine期刊上公布了抗CD19和抗CD22 CAR的自体转导T细胞（AUTO3）在复发性或难治性B-ALL（n=15）的儿童和年轻成年患者中的I期试验，以评估AUTO3的疗效。

研究结果表明：AUTO3具有良好的安全性，没有剂量限制性毒性或AUTO3相关的严重细胞因子释放综合征或神经毒性病例报告。在治疗后1个月时，缓解率（即完全缓解或完全缓解但骨髓恢复不完全）为86%（15名患者中的13名）。1年总生存率和无事件生存率分别为60%和32%。

 

图4 AUTO3的结构与流式细胞结果 ^[3]

 

其实，早在2019年，AUTO3就获得了治疗ALL的孤儿药物资格。良好的疗效和前景来源于AUTO3是一种自体富集T细胞，经单个逆转录病毒载体修饰表达2个独立的嵌合抗原受体（CAR），分别靶向B淋巴细胞抗原CD19和CD22，并且每个CAR都针对单个靶点活性进行了独立优化。通过同时针对2种B细胞抗原，AUTO3旨在减少B细胞恶性肿瘤患者因单一抗原丢失导致的复发。

通过解决抗原逃逸（这类患者复发的一个常见原因），AUTO3有机会成为治疗儿科ALL的同类最佳疗法。与目前已上市销售的CAR-T疗法相比，AUTO3还可以提供更好的安全性，在临床研究中观察到低水平的严重细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性。


03  多靶向CAR-T与实体瘤
 

与单靶点抗原逃逸导致的耐药相比，由于物理屏障和/或免疫抑制肿瘤微环境(TME)所导致的耐药或者药物不响应问题则是临床上较为棘手的瓶颈。因此，CAR-T细胞成功治疗实体肿瘤至少需要确定合适的靶抗原，使CAR -T细胞能够进入肿瘤的所有部位，并克服肿瘤微环境(TME)的免疫抑制作用。 

而在实体瘤中，最为棘手的应该是胶质母细胞瘤（GBM），由于肿瘤细胞异质性高和血脑屏障通透性低等特征，治疗药物鲜有进展。值得期待的是，2021年9月的一项来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究，结果令人兴奋。研究人员发现一种新开发的使用经过基因改造的T细胞来锁定和攻击癌细胞上的两种抗原的（CD28和4-1BB）CAR-T细胞免疫疗法，对植入人类神经母细胞瘤组织的小鼠非常有效。这种双重靶向限制了肿瘤的重新生长，并防止神经母细胞瘤细胞躲避这些攻击性的T细胞。

 

图5 共聚焦显微镜成像示意图 ^[4]

 

在共聚焦显微镜成像显示CARs在表达GFP标记的GD2.28ζ（绿色）和B7-H3.BB（红色）的T细胞中聚集，能够靶向神经母细胞瘤细胞，并观察杀伤效果。在随后植入了神经母细胞瘤的小鼠上，也验证了双靶向CAR-T细胞疗法的优异抗肿瘤结果。

图6 三种多靶向CAR的设计策略 ^[5]
 

 但我们也知道，人体的肿瘤微环境和异质性，要远高于小鼠。可能即使采用双靶向 CAR-T也无法覆盖足够的靶抗原。

因此，结合多个靶抗原的CAR-T细胞疗法才有可能在胶质母细胞瘤（GBM）上有所突破。有研究团队，针对GBM患者开发了三价的CAR-T细胞（同时靶向HER2、IL13Rα2和EphA2），最终癌细胞的清除率接近100%。Trivalent CAR之所以具有如此强大抗肿瘤活性，是由于可以覆盖多个靶抗原并具备三条信号转导通路可高强度激活T细胞，以及Trivalent CAR与靶抗原结合时形成的三价免疫突触提高了抗肿瘤活性。

总结

尽管多项研究数据显示，多靶向CAR-T治疗多种恶性肿瘤的疗效显示积极，成为预防抗原逃避的有效手段，但这种类型的CAR-T细胞可被多个靶抗原识别并高强度激活T细胞，容易引起细胞因子风暴，并对低表达靶抗原的正常细胞过度杀伤。

因此需要在结构设计和功能上进一步的优化，在确保安全的情况下有效发挥肿瘤杀伤作用。我们衷心期待CAR-T疗法能够实现实体瘤领域的新突破。

参考文献

[1]Gill, S., M.V.Maus, and D.L. Porter, Chimeric antigen receptor T cell therapy: 25years in the making. Blood Reviews, 2016. 30(3): p. 157-167.

[2] Abreu, T.R., et al., Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies. Journal of Controlled Release, 2020. 319: p. 246-261.

[3] Nature Medicine | VOL 27 | Octob er2021 | 1797–1805 |.

[4] Koichi Hirabayashi et al. Nature Cancer, 2021, doi:10.1038/s43018-021-00244-2.

[5] Han X, Wang Y, Wei J, Han W. Multi-antigen-targeted chimeric antigen receptor T cells for cancer therapy. J Hematol Oncol. 2019;12(1):128.