文章来源公众号：科学杂记 作者：梅子不甜
细胞治疗的发展经历了PD-1/PD-L1吹起的风，美国姑娘Emily掀起的浪，来到复星凯特/药明巨诺踩中的坑，又辗转于溶瘤病毒、NK、γδ-T、allogeneic T、iPSC与基因治疗之间，终于跌跌撞撞地走到了in-vivo CAR-T的门口，希望可以在中国这片血海中杀出一条生路。然而，无论技术路径如何变迁，实体瘤始终屹立不倒，成为所有细胞治疗皇冠上的明珠，绕不开的十万大山。相较于血液肿瘤的单一治疗环境，实体肿瘤细胞治疗面临的环境无疑更加复杂，难以克服。主要的因素包括：肿瘤免疫逃逸机制、肿瘤高度异质性、致密的外屏障与复杂的血管网络、高压缺氧酸性的理化内环境，以及免疫抑制的生化与细胞内环境。为了使CAR-T细胞能够有效在实体肿瘤内发挥效用，可以如下设计：
- 使CAR-T细胞可以响应肿瘤独特的趋化因子梯度，迁移至肿瘤病灶，并穿过肿瘤基质进入肿瘤内部；
- CAR-T细胞可以在肿瘤内部耐受免疫抑制微环境，存活、扩增并持续发挥杀伤作用；
- CAR-T细胞可招募体内肿瘤特异性T细胞，激活自体全身肿瘤免疫反应。
可知，若要达到上述治疗效果，需要赋予细胞多重特性，CAR的设计将不再是单一原件而是独立完整的、逻辑自洽的整条信号通路；然而，现有病毒与非病毒的基因操控技术，单次注入细胞内的元件大小有限，无法满足多组件基因整合。因此，根据基因组件的作用场景，将其分别构建到不同的细胞中，协同发挥作用，将会是一种潜在的解决方案。在本方案中，我设想构建了一个二级细胞治疗体系。其一，构建一级调控细胞leader cell。该细胞表达具有识别杀伤功能的肿瘤特异性CAR分子，表达肿瘤特异的趋化因子受体，表达血管生长阻断抗体，表达招募幼稚细胞的趋化因子。其二，构建二级效应细胞effector cell。该细胞表达第二种肿瘤特异性CAR分子，阻断PD1-PDL1信号通路，提供共刺激信号，表达有助于Th1类分化的细胞因子。在这个方案中，leader cell主要发挥肿瘤浸润与免疫细胞招募的作用。肿瘤特异的趋化因子受体，能使leader cell有效进入肿瘤部位；肿瘤血管生长阻断或正常化可活化内皮细胞，上调其选择素表达，利于血液中淋巴细胞的黏附与迁出血管，改善肿瘤免疫环境；而趋化因子的表达则可以招募更多血液中的naive T以及NK等进入肿瘤内部，另外当表型主要为naive T的effector cell回输后，也可被招募；最后，其CAR分子可优先使用CD28共刺激信号，便于leader cell激活后在肿瘤内大量扩增，增强其效力。可以看出，leader cell在整个二级系统中充当了一个特洛伊木马的角色。二级的effector cell则主要发挥肿瘤杀伤与自体肿瘤免疫认识的作用。PD1信号通路的阻断与共刺激信号的提供可同时进行，即可设计anti-PDL1-CD28的双特异性分子，由于肿瘤内的肿瘤细胞与MDSC等表达大量PDL1，双特异性分子结合PDL1分子时，effector cell与体内原有的肿瘤特异性T细胞就可以在识别靶抗原、MHC-mut_peptide的同时，接受由这些细胞提供的次级信号，原有的免疫抑制性肿瘤细胞、MDSC等此时就成为了APC，避免体内原生肿瘤特异性细胞的活化清除与耗竭，促进肿瘤内TLS的形成，并且leader cell或effector cell激活分泌的IFN-γ也具有上调MHC表达的作用，增强这一APC功能。另外，研究表明PD1-PDL1信号通路阻断与VEGF阻断具有协同效应，可激活肿瘤免疫。Th1类细胞因子的表达，可逆转细胞的耗竭状态，或增强先天免疫和获得性免疫的活化状态，帮助建立人体自身的肿瘤监控与免疫识别，降低复发；最后，其CAR分子优先使用41BB共刺激信号，识别第二种肿瘤相关或肿瘤特异抗原，有效避免肿瘤抗原丢失逃逸、延长细胞在体内的存活时长，增加建立自身肿瘤免疫识别的机率。最后，整个方案的设计就变成下面这样，实际执行中，也可根据具体情况对相关部件进行调整，毕竟，我的这个方案选择的适应症为肺癌，本身也是非常理想化的设计，实际实施难度比较大。
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