CAR-T 持续性

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CAR-T 持续性(CAR-T Persistence)是指嵌合抗原受体 T 细胞(CAR-T)在回输至患者体内后,能够存活、增殖并维持抗肿瘤效应的时间跨度。作为一种“活的药物”(Living Drug),CAR-T 细胞的持续性是决定血液肿瘤(如 B-ALL、NHL)能否实现长期缓解及防止复发的关键指标。持续性受多种因素驱动,包括 CAR 分子的结构设计(如 4-1BBCD28 的差异)、早期记忆表型的比例、体内的代谢状态以及 表观遗传学疤痕 的形成。在实体瘤治疗中,如何克服肿瘤微环境(TME)诱导的早期失能以增强持续性,是目前细胞工程领域的核心挑战。

CAR-T 持续性 · 核心概览
CAR-T Persistence Profile (点击展开)
                   核心逻辑:早期扩增能力 + 长期记忆表型 = 临床治愈
关键因素 共刺激域 (4-1BB/CD28), scFv 来源
理想细胞亚群 Tscm (干细胞样记忆 T), Tcm
监测手段 qPCR (CAR 拷贝数), 流式细胞术

影响持续性的核心机制

CAR-T 细胞在体内的“寿命”并非偶然,而是由其内在基因工程设计与外在环境共同决定的:


  • 1. 共刺激结构域的设计: CD28 结构域诱导强烈的、爆发式的 PI3K/Akt 激活,虽然早期杀伤力强,但易导致 T 细胞过早耗竭。相比之下,4-1BB 结构域更倾向于激活非经典 NF-kappaB 路径,促进线粒体生物合成和有氧磷酸化,使 T 细胞具有更长的寿命。
  • 2. 细胞表型与分化: 回输产品中原始 T 细胞(Naive)及干细胞样记忆 T 细胞(Tscm)的比例越高,体内扩增能力和持续性越强。终末分化的效应 T 细胞虽然杀伤力大,但在体内通常只能存活数周。
  • 3. 免疫原性(抗抗体反应): 使用鼠源单链抗体(scFv)的 CAR-T 可能会诱导人抗鼠抗体(HAMA)反应,导致机体主动清除 CAR-T 细胞。目前,全人源化 CAR 已成为提升持续性的主流趋势。
  • 4. 滋养信号与抗原载量: 适度的低水平抗原刺激有助于 CAR-T 细胞维持生存信号。若抗原完全消失,缺乏“燃料”的 T 细胞可能进入休眠或凋亡。
   [Image comparing 4-1BB and CD28 CAR signaling]

4-1BB vs. CD28 共刺激域对持续性的影响

对比项目 CD28 CAR-T 4-1BB CAR-T
扩增速度 极快 (1-2周达到峰值) 较慢且稳健
主要代谢路径 糖酵解 (Glycolysis) 脂肪酸氧化与氧化磷酸化
耗竭风险 高 (易形成 表观遗传学疤痕) 较低
持续时长 通常少于 30 天 可达数月甚至数年

增强持续性的前沿策略

目前,研究者正致力于通过“第四代”或“装甲化”CAR-T 技术来克服持续性瓶颈:

  • 细胞因子装甲(TRUCKs): 使 CAR-T 同时分泌 IL-15 或 IL-7。这些因子能够模拟天然免疫微环境,显著维持 T 细胞的增殖活力,防止其进入 免疫无反应 状态。
  • 表观遗传干预: 通过 CRISPR 技术敲除 TET2、DNMT3A 或 TOX,可以从根本上抹除 表观遗传学疤痕,使 CAR-T 即使在肿瘤压迫下也能维持干性表型。
  • 制造工艺优化: 缩短体外扩增周期(如 24 小时极速 CAR-T),减少 T 细胞在体外的过度分化和代谢应激。
  • 免疫检查点联用: 联合 PD-1 抑制剂或在 CAR 结构中内源性表达 PD-1 显性负性受体(DNR),保护 CAR-T 免受耗竭。
       参考文献与学术点评
       

[1] Maude S L, et al. (2014). Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. NEJM.
[学术点评]:该临床研究证实了 CAR-T 持续存在与慢性淋巴细胞白血病及急性淋巴细胞白血病长期生存之间的强相关性。

[2] Long A H, et al. (2015). 4-1BB costimulation ameliorates T cell exhaustion induced by tonic signaling of chimeric antigen receptors. Nature Medicine.
[学术点评]:揭示了 4-1BB 与 CD28 在缓解“基础信号(Tonic signaling)”诱导的耗竭方面的本质差异,为后续 CAR 设计提供了理论支架。

[3] Fraietta J A, et al. (2018). Determinants of response and resistance to CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy of chronic lymphocytic leukemia. Nature Medicine.
[学术点评]:通过对临床样本的单细胞分析,发现回输产品中含有 Tscm 亚群的多少是预测持续性和疗效的关键指标。

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