1

胞外结构域

(1)抗原识别结构域

结构组成：主要结构为scFv，由单克隆抗体的轻链（VL）和重链（VH）通过多肽连接而成。

功能：scFv赋予了T细胞特异性识别并结合靶抗原的能力。CAR-T细胞通过scFv对靶抗原的识别结合不依赖MHC抗原呈递，一方面避免了肿瘤细胞通过调节MHC分子发生逃逸，另一方面赋予了CAR-T细胞识别非肽抗原的能力。

(2)铰链区（Hinge）

结构组成：铰链区连接scFv和跨膜结构域，大多数CAR的铰链区由IgG的铰链或CD8α/CD28胞外区衍变而来。

功能：多项研究表明，CAR-T细胞活化与铰链区长度有关。调整铰链区的长度可以使CAR-T细胞和靶细胞处于最佳距离，使scFv克服空间位阻，有效结合抗原。

2

跨膜结构域

结构组成：常用的跨膜结构域来源于CD4，CD8α，CD28和CD3ζ。

功能：跨膜结构域将CAR的细胞外结构域与细胞内信号转导结构域连接，并将受体锚定到T细胞膜上。

3

胞内结构域

(1)共刺激域

结构组成：通常来自CD28受体家族(CD28，ICOS)或肿瘤坏死因子受体家族(4-1BB、OX40、CD27)。

功能：可实现协同刺激分子和细胞内信号的双重活化，使T细胞持续增殖并释放细胞因子，提高T细胞的抗肿瘤能力。

(2)信号转导域

结构组成：通常为T细胞受体TCR/CD3ζ链或免疫球蛋白Fc受体FcεＲIγ链。

功能：含有免疫受体酪氨酸活化基序（ITAMs），发挥着T细胞信号转导功能。

一旦scFv部分识别和结合抗原，共刺激域和CD3ζ链就发出信号。CD3ζ链包含三个免疫受体酪氨酸活化基序（ITAMs），在磷酸化（P）后，通过ζ相关蛋白（ZAP70）发出信号。下行信号传导导致T细胞效应功能，包括穿孔素和颗粒酶的释放，导致靶肿瘤细胞死亡。

图4. 信号转导作用图示

而CAR-T疗法运用于临床的具体步骤如下图所示：

图5. CAR-T临床具体步骤

标准的CAR-T治疗流程主要分为以下七个步骤进行：

1.评估病人是否符合CAR-T治疗的适应症。

2.分离T细胞：通过外周血血细胞分离机从肿瘤病人血液中分离出单个核细胞，进一步磁珠纯化T细胞。

3.改造T细胞：用基因工程技术，把一个含有能识别肿瘤细胞且激活T细胞的嵌合抗原受体的病毒载体转入T细胞，即把T细胞改造成CAR-T细胞。

4.扩增CAR-T细胞：在体外培养以大量扩增CAR-T细胞。一般一个病人需要几千万，乃至几亿个CAR-T细胞，体重越大，需要细胞越多。

5.CAR-T细胞回输入人体：把扩增好的CAR-T细胞通过静脉回输到病人体内，开始进行肿瘤细胞免疫治疗。

6.监控反应：严密监护病人身体反应，尤其是细胞输入体内后一至两周内可能发生剧烈不良反应。

7.评估治疗效果：多在回输CAR-T细胞后第15天和第30天评估对原发病的治疗效果。

随着时代和科技不断发展进步，CAR也在不断更新迭代。目前研究人员已开发出了五代CAR-T。

图6. 五代CAR-T的对比

03

CAR-T的应用

适用范围：Kymriah主要的适用人群是复发/难治性急性淋巴细胞白血病的儿童患者和年轻成年患者。以及复发或难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤成人患者。此外它在在治疗复发或难治性滤泡性淋巴瘤方面也已经获得了积极的结果。

适用条件：使用CAR-T治疗要求患者肿瘤标志物或免疫组化检测的某种或数种肿瘤相关抗原为阳性、肿瘤组织的HLA-Ⅰ类抗原阳性。停止化疗或放疗后，外周血细胞恢复至正常值或接近正常值（使用升白细胞药物达到的正常值除外）。还要求患者无重度贫血、全身器官衰竭和恶病质状态；肝肾功能正常，生命体征基本正常；无严重过敏体质。

技术优势：

多靶向、打击精准：它既可以利用肿瘤蛋白质抗原，又可利用糖脂类非蛋白质抗原，扩大了肿瘤抗原靶点范围，作用过程不受MHC的限制。也因此CAR-T细胞能克服肿瘤细胞通过下调MHC分子表达以及降低抗原递呈等免疫逃逸；

范围广：针对某一种肿瘤抗原的CAR基因构建一旦完成，便可以被广泛利用；

作用持久：现在新一代CAR-T结构中加入了促进T细胞增殖与活化的基因序列，能保证T细胞进入体内后还可以增殖，CAR-T细胞具有免疫记忆功能，可以长期在体内存活。

不良反应：主要是细胞因子释放综合征。此外还有低丙种球蛋白血症、出血发作、心动过速、腹泻、呕吐和谵妄等。细胞因子释放综合征的患者通常会经历不同程度的类似流感症状，有高烧、恶心、肌肉疼痛。不同的程度细胞因子释放综合征有不同的缓解治疗方法，比较严重的情况使用托珠单抗一般就能得到比较好的缓解治疗。

04

小结

“120万一针”的CAR-T药物在治疗癌症方面有着不俗的表现，引起人们关注的不仅仅因为其“天价”，更多是因为这样的药物为人类战胜癌症带来了曙光，接下来能否开发出疗效更强、成本更低的药物，让我们拭目以待。

参考文献：

[1] Batlevi Connie Lee,Matsuki Eri,Brentjens Renier J,Younes Anas. Novel immunotherapies in lymphoid malignancies.[J]. Nature reviews. Clinical oncology,2016,13(1).

[2] Teresa R. Abreu, Nuno A. Fonseca, Nélio Gonçalves, João Nuno Moreira,Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies,Journal of Controlled Release,Volume 319,2020,Pages 246-261.

[3] Larson RC, Maus MV. Recent advances and discoveries in the mechanisms and functions of CAR T cells. Nat Rev Cancer. 2021 Mar;21(3):145-161.

[4] Teresa R. Abreu, Nuno A. Fonseca, Nélio Gonçalves, João Nuno Moreira,Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies,Journal of Controlled Release,Volume 319,2020,Pages 246-261.

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