近年来,嵌合抗原受体(CAR)免疫疗法在癌症治疗中取得了令人瞩目的成果。CAR 免疫疗法通过基因改造患者的免疫细胞,使其能够特异识别肿瘤抗原或癌细胞,从而有效攻击癌症。这种疗法在血液系统肿瘤(如 B 细胞白血病和淋巴瘤)中已取得显著疗效,全球已有多款 CAR T 细胞疗法获批临床应用。
在 CAR 治疗中,医生首先从患者体内提取 T 细胞,然后通过基因工程手段将嵌合抗原受体(CAR)导入 T 细胞,使其能够识别癌细胞表面的特定抗原。改造后的 T 细胞在体外扩增到足够数量后,再输回患者体内,开始主动攻击癌细胞。CAR T 细胞能够精准锁定癌细胞,大幅提升治疗效果,部分患者甚至实现长期缓解。
然而,尽管 CAR T 免疫疗法疗效显著,其广泛应用仍面临多重挑战。首先,CAR T 细胞会产生大量细胞因子,快速扩增,可能引发严重副作用,如细胞因子释放综合征(CRS)和免疫细胞相关神经毒性综合征(ICANS)。CRS 是由于免疫细胞产生过多细胞因子引发的全身炎症反应,可导致发热、血压下降、器官功能障碍;ICANS 则可能引起头痛、神志改变、癫痫样症状等。其次,CAR T 细胞疗法在实体瘤中疗效有限,主要由于实体瘤的免疫抑制微环境复杂,肿瘤会分泌信号分子抑制免疫细胞浸润,甚至吸引调节性免疫细胞形成屏障,使 CAR T 细胞难以充分发挥作用。
此外,CAR T 细胞疗法的制备过程复杂,需从患者自身体内提取细胞、体外改造扩增,再输回体内。这种“个体化”疗法不仅耗时长、操作复杂,而且成本高昂,每位患者治疗费用可能高达数十万美元。此外,因副作用风险高,这类疗法通常只能在三级医院或专业免疫治疗中心进行,限制了其可及性。
NK 细胞:更安全、更可及的免疫选择
为解决 CAR T 细胞的局限性,科研团队逐渐将目光转向自然杀伤(NK)细胞。NK 细胞是人体天然的抗肿瘤免疫细胞,能够识别异常细胞或受应激信号影响的细胞,并进行直接杀伤。与 T 细胞相比,CAR NK 细胞具有多项优势:
副作用风险低:NK 细胞不会像 T 细胞那样大量克隆扩增,产生的细胞因子谱不同,因此引发 CRS 和 ICANS 的风险更低。同时,NK 细胞不会引起移植物抗宿主病(GvHD),可以开发为异体“现成”疗法,降低患者等待时间和治疗成本,使 CAR 免疫疗法在门诊或社区医院也能进行。
广谱识别能力强:NK 细胞可以识别多种细胞应激信号,如 DNA 损伤、代谢异常和表面受体异常,这些信号在大多数肿瘤细胞中普遍存在。相比 CAR T 细胞仅能识别单一抗原,CAR NK 细胞能够同时锁定多种肿瘤标志,减少肿瘤逃逸的风险。
适应性强:NK 细胞能够在复杂的肿瘤微环境中保持活性。实体瘤通常会吸引免疫抑制性细胞(如调节性 T 细胞、巨噬细胞),形成保护屏障,但通过优化 NK 细胞功能或联合溶瘤病毒、放疗等方法,可增强 NK 细胞浸润和杀伤能力。
潜在的全身性疗效:NK 细胞不仅可以在局部发挥作用,还能通过体内巡逻识别转移灶或微小残留病灶,实现全身性肿瘤控制。
目前,多项 CAR NK 细胞疗法针对血液系统肿瘤(如 CD19 阳性 B 细胞癌)已经显示出良好的疗效和安全性。这为未来开发异体、低成本的“现成”免疫细胞疗法提供了可能,使更多患者能够受益。
CAR 免疫疗法的开发难点
虽然 NK 细胞疗法前景广阔,但开发新型 CAR 免疫疗法仍面临一系列技术挑战:
抗原选择难题:在血液系统肿瘤中,B 细胞标志物等抗原清晰,易于靶向;但在实体瘤中,肿瘤相关抗原也可能在正常组织中存在,可能引发非靶向毒性,限制可用剂量。
抗原异质性与逃逸:肿瘤细胞抗原表达不均匀,一部分可能逃避免疫攻击。解决方案是设计多靶向 CAR 或联合疗法,但也可能增加潜在毒性。
CAR 智能化设计:为避免免疫细胞过度激活或自发低水平激活(称为 tonic 信号),CAR 细胞设计需考虑安全性,包括引入开关或可控调节机制,确保在不影响疗效的前提下,降低副作用。
生产与储存技术:NK 细胞在体外扩增和冷冻保存方面存在挑战。T 细胞疗法需要从患者体内提取、改造并扩增,而 NK 细胞更难以冷冻保存,这限制了其商业化和规模化生产。科研团队正在探索优化冷冻保护剂、改良培养条件等方法,以实现 NK 细胞的稳定储存与运输。
提升疗效的组合策略
单一免疫治疗往往难以完全消灭肿瘤,组合策略成为未来趋势:
CAR 细胞 + 溶瘤病毒:溶瘤病毒可以感染肿瘤细胞,改变肿瘤微环境,吸引 NK 或 T 细胞,从而增强 CAR 细胞的杀伤效果。
CAR 细胞 + 放疗:放疗不仅直接杀伤肿瘤细胞,还可通过诱导 DNA 损伤和细胞应激信号,吸引 NK 细胞,提高免疫治疗的局部效应。
多抗原联合治疗:同时靶向多种肿瘤抗原,减少单一抗原逃逸,但需平衡潜在毒性。
CAR 免疫疗法的未来发展方向
未来 CAR 免疫疗法的发展趋势包括:
异体“现成”产品:通过优化 NK 细胞底盘或工程 T 细胞,可实现批量生产、冷冻储存和即用即输,降低成本,提高可及性。
体内 CAR 编程:利用病毒载体、mRNA 或脂质纳米颗粒,在患者体内直接改造免疫细胞,无需复杂的体外扩增步骤,提高效率,降低治疗费用。
智能化 CAR 设计:内置安全开关或可调控基因编辑技术,实现治疗过程自我调控,降低副作用风险,提高安全性。
结合先进技术手段:联合溶瘤病毒、放疗或小分子药物,优化肿瘤微环境,提升免疫细胞渗透和杀伤能力,实现实体瘤疗效突破。
总结
CAR 免疫疗法正处于快速发展阶段,从血液系统肿瘤到实体瘤,从 T 细胞到 NK 细胞,从体外扩增到体内改造,从单药策略到组合疗法,科学家们正在不断突破疗效、安全性和可及性的三大难题。随着技术成熟、成本降低和治疗可及性的提升,CAR 免疫疗法有望成为更多患者的现实选择,为抗癌治疗带来革命性改变。
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