细胞治疗研究现状

一、细胞治疗概述
细胞治疗（Cell therapy）是指将正常或生物工程改造过的人体细胞移植或输入患者体内，新输入的细胞可以代替受损细胞，或具有更强的免疫杀伤能力，从而达到治疗疾病的目的。按细胞种类可以分为干细胞治疗和免疫细胞治疗。用于临床治疗的干细胞种类主要有骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞、胰岛干细胞、脂肪干细胞等。干细胞治疗是利用人体干细胞的分化和修复原理，把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。免疫细胞治疗是采集人体的免疫细胞，经过体外培养，使其数量成千倍增多，或者对免疫细胞进行改造，使其成为靶向性杀伤功能增强的细胞，然后再回输到人体来杀灭血液及组织中的病原体、癌细胞、突变的细胞，打破免疫耐受，激活和增强机体的免疫能力。

二、免疫细胞治疗
免疫细胞治疗按照改造的免疫细胞类型的不同可分为以下几种：
（1）嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T-cell，CAR-T）：细胞免疫疗法中发展最快、应用最广泛的一个分支。这项最新技术迅速改变了血液系统恶性肿瘤的格局，并且占据目前正在开发或市场上细胞疗法的一半以上^{[1, 2]}。CAR-T，是指通过基因修饰技术，将带有特异性抗原识别结构域及T细胞激活信号的遗传物质转入T细胞，使T细胞直接与肿瘤表面的特异性抗原结合从而实现精准靶向治疗，是极具前景的肿瘤治疗手段^[3]。目前的主流技术是第二代CAR，在一代的基础上，在胞内添加了一个来自共刺激分子CD28或者CD137（4-1BB）的免疫受体酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）区，因此第二代CAR的活化能力与杀伤活性远远强于一代，同时也在临床治疗中展现了较好的治疗效果。三、四代CAR都在开发中，目前都属于临床前研究阶段，其疗效值得期待^[4]。尽管CAR-T细胞在治疗B细胞白血病和淋巴瘤方面表现出良好的效果，目前有6款CAR-T药物被美国食品和药物管理局(FDA)批准上市，有3款CAR-T产品被国家药品监督管理局批准上市；尽管CAR-T细胞药物在血液瘤中展示出极大优势，但也有其自身的局限性，主要表现为实体瘤治疗效果不佳、治疗后的耐药复发以及部分患者的副反应。研究人员也在致力于寻找新型靶抗原、优化CAR结构以及将CAR-T与其他治疗手段联合应用来进一步提高其疗效。
（2）CAR-NK：Natural Killer（NK）细胞是机体固有免疫的重要组成部分，相较于T细胞，NK细胞在CAR的应用方面优点很多。异体NK细胞不会引起移植物抗宿主病（GVHD）；NK细胞治疗不分泌炎症因子（IL-1、IL-6），几乎不会导致细胞因子释放综合症的发生；NK细胞具备更多的肿瘤杀伤途径，如执行细胞脱粒、激活凋亡途径和介导抗体依赖细胞介导的细胞毒性功能（ADCC）；异体NK细胞来源广泛，包括外周血、脐带血、NK细胞株（NK92）与诱导多能干细胞（iPSC-NK）等；NK细胞在体内存活周期短，不同于CAR-T细胞滞留期长易产生副作用攻击患者自身细胞；对实体肿瘤治疗具有明显优势，因为实体肿瘤对非修饰的NK细胞会表现出不同程度的耐受性，但却对抗原依赖型的NK细胞敏感。以上优势使得CAR-NK在肿瘤免疫治疗中具有巨大潜力与广阔前景^[5]。
（3）CAR-NKT：Natural Killer-T（NKT）细胞是先天性T淋巴细胞，与NK细胞不同的是，NKT细胞的靶点识别受到CD1d限制，类似于T细胞识别靶点受HLA限制。尽管大多数肿瘤为CD1d阴性，不能被NKT细胞直接靶向，但NKT细胞可响应肿瘤来源的趋化因子，迁移到肿瘤部位，在一些类型的肿瘤中，NKT细胞在原发性肿瘤中的存在与良好的预后相关。在肿瘤内，肿瘤相关巨噬细胞刺激血管生成，促进肿瘤生长和侵袭，并介导免疫抑制，NKT细胞能够杀伤这类细胞。此外，NKT细胞激活可间接促进NK细胞和T细胞介导的抗肿瘤反应。虽然NKT细胞在血液中的含量较少，但是基于NKT细胞以上优势，使其在癌症细胞治疗的开发中极具潜力^[6]。在公布的CAR-NKT治疗神经母细胞瘤的1期临床中期数据中，接受该疗法的3名患者，有1人获得客观缓解，并且骨转移病灶消退^[7]。
（4）CAR-M：在肿瘤微环境中，巨噬细胞（macrophage）是浸润率最高的天然免疫细胞，并且与肿瘤微环境中的几乎所有细胞成分（包括肿瘤细胞、免疫细胞如T细胞、NK细胞、DC和其他常驻非免疫细胞）存在相互作用^[8]。以上特性，使得研究人员对于CAR-M的开发也产生了极大的兴趣。巨噬细胞通常是最先被实体瘤吸收的免疫细胞，CAR能够帮助巨噬细胞准确识别肿瘤细胞，避免被吸收的命运，而且反过来吞噬肿瘤细胞。CAR-M还可以将癌细胞抗原碎片呈递给T细胞，激活T细胞，促进抗癌免疫^[9]。目前CAR-M的临床试验仍处于研发阶段，尚未有结果报告。
（5）T细胞受体T细胞（T cell receptor-T，TCR-T）：TCR-T细胞疗法将体外筛选出的肿瘤抗原特异性TCR基因经过基因工程手段导入离体T细胞中，通过给患者输注携带外源性TCR基因的TCR-T细胞，实现机体抗肿瘤免疫重建，从而达到肿瘤治疗目的。与CAR-T细胞治疗相比，TCR-T细胞治疗具有一定的独特性。首先，TCR能够募集T细胞中天然存在的CD3亚基产生免疫应答，CAR胞内激活一般依赖于CD3ζ的胞内结构域，有3个ITAM，而TCR/CD3复合物的胞内受体结构域有10个ITAM^[10]。其次，TCR-T细胞与靶细胞之间形成免疫突触能够募集多种分子产生协同作用。第三，TCR-T细胞对抗原的敏感性高于CAR-T细胞。由于TCR-T细胞疗法具有靶向肿瘤胞内抗原的独特优势，成为了实体瘤治疗的重要潜在手段。

三、病毒载体的选择
细胞治疗的关键是基因转导载体的设计。病毒具有传送其基因组进入受体细胞进行感染的功能，因此可作为递送载体将目的基因带入目标细胞。常见的病毒载体包括逆转录病毒载体、慢病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒和非病毒载体等，其中在细胞治疗中以逆转录病毒载体、慢病毒载体的使用最为广泛。慢病毒载体是一种单链RNA病毒，可以将外源片段随机插入宿主细胞的基因组，慢病毒载体具有瞬时转染包装周期短，能够感染分裂期和非分裂期细胞等优点。逆转录病毒载体是一种有包膜的球形病毒，也是以RNA的形式携带其遗传物质，并随机整合到宿主细胞的基因组中，可以感染分裂期细胞，能够携带较大的基因片段，且感染T细胞、NK等细胞效率高。在工业化生产方面，慢病毒载体采用瞬时包装系统、质粒用量大、纯化过程复杂、病毒载体滴度较低（需要复杂的纯化浓缩），而逆病毒载体工业化生产可制备稳定的产毒细胞系、质粒用量少、杂质含量低、病毒载体滴度高。由于上述优势，全球范围内，目前在细胞基因治疗领域使用逆病毒载体的研发管线数量已经大幅度超过使用慢病毒载体的研发管线数量。中国当前各类研发管线以运用慢病毒载体为主，预计未来逆病毒载体在中国也将被普遍运用^{[11, 12]}。
目前全球上市了9款CAR-T产品，其中6款是运用慢病毒载体技术，3款运用逆转录病毒载体技术

四、小结
随着CAR-T细胞治疗的上市与应用，免疫细胞治疗依靠着其独特的优势逐渐在肿瘤治疗中发挥出不可替代的作用。CAR-NK细胞疗法可以克服CAR-T的一些局限，例如移植物抗宿主病和细胞因子释放综合症等。CAR-NK疗法由于其毒性降低和易制备通用型产品等优势，是细胞产品的后起之秀。CAR-M细胞疗法通过结合先天免疫系统和适应性免疫系统，从而对肿瘤发起多管齐下的攻击^[13]。同时，TCR-T细胞疗法已经在实体瘤中显示出非常令人鼓舞的结果^[14]。综上，免疫细胞治疗作为肿瘤治疗的热门领域，彰显出巨大潜力与光明前景，有望为更多的肿瘤患者带来福音。
参考文献
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