CAR 由胞外结构域(包括抗原结合域和铰链区)、跨膜结构域和胞内信号结构域构成。胞外抗原结合域负责识别和结合靶抗原,胞内信号结构域包含共刺激因子和激活域 CD3ζ。目前,已开发出双特异性 CAR、串联 CAR 等多种类型,根据细胞类型不同,还分为 CAR T 细胞、CAR 自然杀伤(NK)细胞等。
CAR T 细胞可特异性识别并杀伤肿瘤细胞,其发展迅速,已到第五代。第一代 CAR 仅含 CD3ζ 信号域,效果不佳;第二代添加共刺激域,治疗效果提升;第三代包含两种共刺激域,但未优于第二代;第四代修饰免疫调节剂增强 T 细胞功能;第五代即通用 CAR T 细胞,虽可现货供应,但存在引发移植物抗宿主病(GvHD)等问题 。
应用
自身免疫和炎症性疾病:免疫耐受的破坏是自身免疫性疾病的病理基础,现有治疗手段存在局限性。CAR T 细胞疗法可靶向特定细胞并发挥细胞毒性作用,CAR Tregs 则能发挥免疫抑制作用维持免疫稳态。
系统性红斑狼疮(SLE):SLE 是一种经典的自身免疫性疾病,抗 CD19 CAR T 细胞治疗在动物实验和临床试验中均取得良好效果,可降低双链 DNA 自身抗体水平,改善疾病症状。为解决抗 CD19 CAR T 细胞无法靶向 CD19 阴性浆细胞的问题,研究人员采用双 BCMA - CD19 复合 CAR T 细胞或联合疗法,显著提高了治疗效果。抗 CD19 CAR Tregs 在临床前研究中也显示出抑制 B 细胞增殖和自身抗体产生的潜力。
类风湿关节炎(RA):RA 是一种慢性自身免疫性疾病,有研究利用通用抗荧光素异硫氰酸酯(FITC)CAR T 细胞结合 FITC 标记的抗原肽来消除自身反应性 B 细胞,但该方法仅在体外有效,且存在一些问题。此外,抗 CD19 CAR T 细胞治疗 RA 合并重症肌无力(MG)的患者显示出一定疗效,针对瓜氨酸化波形蛋白(CV)的 CAR Tregs 在动物模型中的功能活性也在研究中。
干燥综合征(SS):SS 是一种慢性炎症性自身免疫疾病,抗 CD19 CAR T 细胞治疗可使患者病情缓解,针对 La/SSB 抗原的 CAAR NK 细胞能靶向相应的 B 细胞,为 SS 治疗提供了新方向。
脱髓鞘和神经退行性疾病:在多发性硬化症(MS)中,抗 CD19 CAR T 细胞治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)取得较好结果,针对 MBP/MOG 的 CAR Tregs 可抑制效应 T 细胞增殖,改善 EAE 症状。MG 是一种自身免疫性疾病,MuSK CAAR T 细胞可降低抗 MuSK IgG 水平,目前 CAR T 疗法主要针对 B 细胞,使用 CD19/BCMA 来 “重置” 抗体产生群体,临床治疗中患者症状得到改善。在视神经脊髓炎谱系障碍(NMOSD)中,抗 BCMA CAR T 细胞治疗使多数患者无复发,血清水通道蛋白 - 4 抗体减少。
特发性炎症性肌病(IIM):IIM 是一组异质性自身免疫性疾病,针对 ASS 的抗 CD19 CAR T 细胞治疗可使患者症状改善,通用抗 CD19 CAR T 疗法在治疗 IMNM 和弥漫性皮肤系统性硬化症方面也取得一定成果。
皮肤病:在寻常型天疱疮(PV)中,Dsg3 CAAR T 细胞可靶向自身反应性 B 细胞,但还需临床试验验证其疗效。白癜风是一种自身免疫性皮肤色素脱失疾病,GD3 特异性 CAR Tregs 治疗可延缓色素脱失。
1 型糖尿病(T1D):T1D 是由于胰岛素缺乏导致的代谢紊乱综合征,有研究设计的 CAR T 细胞可延迟 T1D 发病,胰岛素特异性 CAR Tregs 可抑制 T 细胞增殖,但目前这些疗法仍存在一些问题。
炎症性肠病(IBD):IBD 是一种慢性胃肠道炎症性疾病,针对不同抗原的 CAR Tregs 在动物模型中显示出抑制炎症、促进组织修复的作用。
哮喘:哮喘是一种慢性呼吸道疾病,IL - 5 CAR T 细胞和 CEA 特异性 CAR Tregs 在治疗哮喘方面均有一定效果,可减轻气道炎症和高反应性。
病毒感染:在 HIV 感染治疗中,CD4 CAR T 细胞可降低直肠组织中的 HIV RNA 水平,但存在易受 HIV 感染的问题,为此研究人员采取多种策略进行改进。针对 HBV 感染,CAR T 细胞可靶向 HBsAg,消除感染细胞,但可能存在肝毒性。HCV 感染治疗中,抗 HCV/E2 CAR T 细胞可裂解被感染的肝细胞,但 HCV/E2 蛋白易突变,需探索其他保守抗原。HCMV 感染治疗中,抗 gB CAR T 细胞有靶向作用,但感染细胞存在抵抗。EBV 感染治疗中,抗 gp350 CAR T 细胞可减少 EBV 传播,但部分小鼠出现感染增加的情况。针对 COVID - 19,抗 Spike CAR NK 细胞等可发挥抗病毒作用。
真菌感染:在曲霉感染治疗中,dectin - 1 CAR T 细胞和抗 Af CAR T 细胞可抑制曲霉生长。隐球菌感染治疗中,抗 GXM CAR T 细胞可控制隐球菌生长。
纤维化:纤维化是组织修复异常导致的过程,CAR 免疫疗法在心脏和肝脏纤维化治疗方面展现出潜力。在心脏纤维化治疗中,FAP 靶向的 CAR T 细胞可减少心脏纤维化,改善心脏功能。在肝脏纤维化治疗中,uPAR 特异性 CAR T 细胞和抗 uPAR CAR 巨噬细胞可减轻肝纤维化,恢复肝功能,FAP 也可能是肝纤维化的治疗靶点。
血友病:血友病是由于凝血因子缺乏引起的疾病,研究人员利用 Tregs 和 CAR 技术促进对凝血因子的耐受性。FVIII CAR T 细胞可杀死 FVIII 特异性 B 细胞,抗 FVIII CAR Tregs 可抑制 T 效应细胞增殖,防止抗体产生。
衰老:细胞衰老会导致组织微环境改变,引发多种疾病。uPAR 和 NKG2D 配体(NKG2DLs)在衰老细胞中高表达,针对它们的 CAR T 细胞可清除衰老细胞,改善相关疾病症状,为治疗年龄相关疾病带来希望。
移植排斥和 GvHD:在器官移植中,CAR 免疫疗法逐渐从化学免疫抑制策略转向细胞疗法。针对 OX40 的 CAR T 细胞可选择性消除 OX40 + T 细胞,治疗 GvHD。抗 MHC I CAR Tregs 和 HLA - A2 特异性 CAR Tregs 可诱导免疫耐受,防止移植排斥。
挑战
CAR 免疫疗法在非肿瘤领域面临诸多挑战。安全性方面,存在短期(如细胞因子释放综合征 CRS、免疫细胞相关神经毒性综合征 ICANS)和长期(如复发、继发性恶性肿瘤、血液毒性)风险,虽然在非肿瘤性疾病中的副作用相对较轻,但仍需关注。靶向方面,治疗自身免疫性疾病时可能会影响正常生理细胞,且非肿瘤性疾病的抗原表达可能不稳定,需要寻找新的靶点。基因毒性方面,病毒基因转移方法虽能稳定表达 CAR 基因,但存在潜在风险,非病毒基因转移方法可能更具优势。此外,CAR 免疫疗法还面临成本高、可及性受限和生产规模难以扩大等问题,不过对于难治性感染等疾病,该疗法仍具有应用价值。