疗效背后的CAR-T细胞特征：优化路径探索

嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞疗法是一种通过基因工程技术把CAR结构修饰于患者自身T细胞，然后回输至患者体内，以实现抗肿瘤效应的免疫治疗手段^[1,2]。CAR-T细胞作为一种新型治疗方式，经过科研人员的长期开发和应用，已逐渐成熟。近年来在血液学肿瘤领域获得了巨大成功，其良好的疗效与CAR-T细胞的设计密切相关。本文探索CAR-T细胞特征对疗效的影响，为进一步优化CAR-T细胞疗法提供理论基础和实践方向。

1. 优化CAR结构能够提高疗效

CAR分子由三个主要部分组成^[3]（图1）：

（1）胞外区：由可结合抗原的单链抗体可变区（scFv）和起连接作用的铰链区组成；

（2）跨膜区：将CAR分子锚定在细胞膜上，通常来源于CD28、CD8和CD4等跨膜蛋白分子；

（3）胞内区：由共刺激结构域和信号传导结构域组成。

CAR-T细胞通过CAR分子特异性识别肿瘤抗原后发生活化，释放穿孔素、颗粒酶B等实现对肿瘤细胞的特异性杀伤作用。

图1 CAR-T细胞结构

1.1 scFv

scFv三个重要特征是亲和力、低免疫原性和高特异性^[5]。其中，亲和力是一个特别重要的抗原结合区参数，过高可能导致严重毒性风险，过低则可能引起T细胞活化不足^[6]，因此选择合适范围的亲和力对于提高疗效至关重要。FMC63是一种CD19 scFv，已用于多个获批的CAR-T细胞产品^[7]，具有结构稳定性，在临床研究中显示出强大持久的抗肿瘤效果^[3]。

scFv的特异性识别是CAR-T细胞治疗成功的关键，因此选择合适的肿瘤靶点非常重要^[3]。当前获批上市的CAR-T细胞产品主要靶向白细胞分化抗原19（CD19）和B细胞成熟抗原（BCMA）。CD19是一种在B细胞成熟的各阶段均表达的细胞表面蛋白，95%以上B细胞恶性肿瘤表面均有表达，是治疗B细胞恶性肿瘤的理想靶点^[8]。目前CD19 CAR-T细胞疗法已在临床研究中显示出显著疗效。此外，靶向CD20、CD22以及双靶点的CAR-T细胞也在广泛研究和开发中^[3]。

scFv具有低免疫原性。CAR-T细胞疗法的不良反应之一可能是由CAR-T免疫原性引起的^[9]。目前大多数研究显示与免疫原性相关的不良反应较少^[5]，未来可以进一步采用人源化的scFv结构来降低免疫原性^[10]。

1.2 共刺激结构域

T细胞的完全激活依赖于两个信号：一是胞外T细胞抗原受体与抗原结合所传递的第一信号，二是共刺激分子受体与配体结合所传递的第二信号^[3]。第一代CAR-T细胞未包含共刺激分子，导致其激活不完全，在动物模型中表现为增殖和存活时间短、肿瘤杀伤效果不足。第二代CAR在第一代CAR基础上，增加了共刺激分子片段，这显著增强了二代CAR的活化能力，并在临床应用中显示了良好的治疗效果^[3]。当前常用的共刺激分子包括CD28家族（CD28 和 ICOS）和肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族（4-1BB、CD27和OX40）^[6]。

多项研究比较了携带4-1BB与CD28共刺激结构域的CAR-T细胞差异。结果显示，连接4-1BB的CD19 CAR-T细胞与连接CD28的CD19 CAR-T细胞在CD19 scFv表达水平及细胞杀伤活性上无显著差异^[3]。二者的起效方式不同：连接4-1BB的CAR-T细胞在肿瘤清除动力学较慢，但随着时间的推移，逐渐积累并最终展现出良好的抗肿瘤效果，这可能与其增强的氧化代谢能力有关；而连接CD28的CAR-T细胞则能诱导T细胞快速增殖并发挥强效功能，但持久性相对有限，这可能是因为其利用葡萄糖的能力增强，从而使其快速发挥作用^[6]。

第三代CAR-T细胞则是在第二代CAR-T细胞基础上再增加一个或多个共刺激分子片段，其中共刺激分子可为经典的CD28或4-1BB，也可由经典信号分子联合OX40、ICOS、CD27和CD40-MyD88等组成。相比于第二代CAR-T细胞，第三代CAR-T细胞在一些前临床试验数据中表现出更强效、更持久的作用活性。但也有研究指出，第三代CAR-T细胞可能会造成T细胞刺激阈值降低，T细胞过度活化，可能诱发细胞因子过量释放等风险^[3]。

2. 优化T细胞亚群能够提高疗效

CD4⁺ T细胞和CD8⁺T细胞在免疫应答过程中扮演重要角色。CD4⁺T细胞通过分泌细胞因子激活吞噬细胞，增强其清除细胞内病原体的能力，CD8⁺ T细胞则可直接杀伤肿瘤细胞或病毒感染的细胞^[3]。

CAR-T细胞中的T细胞亚群对疗效具有显著影响。研究表明，CAR-T细胞产品中高比例的初始T细胞与缓解率、无事件生存期、无进展生存期和持续缓解时间均呈正相关^[10]。CAR-T细胞产品中CD8⁺T细胞是实现持久临床缓解的关键，这可能源于CCR7⁺CD45RA⁺CD8⁺T细胞的存在^[11]。此外，CD4 : CD8比值也与持久缓解相关^[11]。未来研究将进一步探索各类T细胞亚群及组成比例对CAR-T细胞疗效的影响，有助于提高治疗效率，延长患者生存期。

结论

CAR-T细胞的结构设计对疗效具有显著影响。优化的CAR结构不仅能够增强T细胞对肿瘤抗原的识别和杀伤能力，还可以有效减少非特异性激活及相关副作用。此外，不同类型的T细胞亚群在CAR-T细胞疗法中扮演着不同的角色，平衡这些亚群的比例不仅可以提高治疗的整体效果，亦能降低T细胞耗竭和免疫抑制的风险，这对于维护T细胞的长期功能和持久抗肿瘤反应至关重要。因此，未来仍需对CAR-T细胞结构进行优化，以实现更好的临床疗效。