CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，即嵌合抗原受體T細胞免疫療法。該療法是一種出現了很多年但近幾年才被改良使用到臨床中的新型細胞療法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著顯著的療效，被認為是最有前景的腫瘤治療方式之一。

正如所有的技術一樣，CAR-T技術也經歷一個漫長的演化過程，正是在這一系列的演化過程中，CAR-T技術逐漸走向成熟。

嵌合抗原受體（chimeric antigen receptors, CAR）T細胞（CAR-T）是對病人自己的T細胞經過基因修飾而構建出的，在治療血癌上取得成功，但是利用CAR-T治療實體瘤---是由異質的細胞群體組成的，這些異質的細胞具有不同的表面分子---并不那么成功，這是因為正常組織含有CAR-T靶向的蛋白，因而，CAR-T不僅攻擊腫瘤，也會攻擊正常組織。

一般而言，CAR-T免疫療法涉及通過一種類似于透析的方法從癌癥患者的血液中收集T細胞，然后對它們進行基因修飾，讓它們表達特定的CAR，而能夠識別癌細胞表面上的特異性分子。這些經過基因修飾的T細胞在灌注回患者體內后，能夠靶向殺死癌細胞。

2016年6月，來自美國賓夕法尼亞大學和丹麥哥本哈根大學的研究人員描述了他們經過基因修飾設計出一種識別一種組合物--由一種已知的癌癥相關表面蛋白和一種癌癥相關糖分子組成---的CAR能夠用于CAR-T免疫療法中以便治療一系列實體瘤。他們在胰腺癌模式小鼠體內證實了這種新的CAR-T療法的有效性。相關研究結果發表在Immunity期刊上，論文標題為“Engineered CAR T Cells Targeting the Cancer-Associated Tn-Glycoform of the Membrane Mucin MUC1 Control Adenocarcinoma”。

研究人員構建出表達特定CAR的CAR-T細胞，其中這種CAR特異性地識別粘蛋白1（MUC1）上截短的糖分子。MUC1蛋白在正常的細胞表面上并不存在，但在很多類型的實體瘤和白血病的癌細胞表面上大量存在。

當將這些CAR-T細胞注射回白血病或胰腺癌小鼠體內后，這些腫瘤都萎縮了，而且在大多數小鼠中被消除了，從而導致存活期增加。在接受CAR-T治療后，胰腺癌小鼠仍然活了113天；然而，在接受不能夠靶向識別具有截斷的糖分子的MUC1蛋白的CAR-T治療的小鼠當中，在這項實驗結束時，僅有三分之一的小鼠存活下來。重要的是，這些經過基因修飾的CAR-T不能夠傷害正常的人細胞，也不能夠傷害不具有這種異常糖分子的細胞。

此外，利用高性能顯微鏡證實正常的細胞僅在細胞內部表達不成熟的癌癥相關的MUC1蛋白版本，然而，癌細胞將這種異常的蛋白運送到它的表面上，因此，這有助解釋為何這些經過基因修飾的CAR-T僅能夠識別腫瘤細胞表面上的這種癌癥特異性的蛋白。

這些發現提示著靶向識別在正常組織和實體瘤中發現的蛋白上存在的異常的癌癥特異性糖分子可能成為一種治療實體瘤的新免疫療法。這種腫瘤組合識別能力可能導致人們在未來為癌癥患者開發出一種安全的有效的療法。

研究人員當前正在與哥本哈根大學同事Catharina Steentoft博士合作開發這種類型的新療法。Johnson說，“我們的研究證實這種新的癌癥靶向療法的安全性和有效性。我們正在其他的模型中繼續評估這種療法的安全性。一旦新的模型評估完畢，我們計劃將這種療法推向針對實體瘤患者的I期臨床試驗當中。”

而在最新的一項研究中，來自美國貝勒醫學院、德州兒童癌癥中心、貝勒細胞與基因療法中心、德州兒童醫院和休斯頓衛理公會醫院的研究人員發現一種基于靶向特異性表面分子的新策略能夠清除膠質母細胞瘤模式小鼠體內的大多數癌細胞、阻止腫瘤逃避免疫檢測、更好地控制腫瘤和改善小鼠存活。相關研究結果于2016年7月18日發表在Journal of Clinical Investigation期刊上，論文標題為“Tandem CAR T cells targeting HER2 and IL13Rα2 mitigate tumor antigen escape”。論文通信作者為貝勒醫學院和德州兒童癌癥中心兒科副教授Nabil Ahmed博士。

科學家們想要了解當一種療法靶向單個表面分子時，腫瘤會發生什么。論文第一作者、貝勒醫學院兒科助理教授Meenakshi Hegde博士在實驗室利用人膠質母細胞瘤細胞和膠質母細胞瘤模式小鼠開展研究。她利用嵌合抗原受體（CAR）T細胞（CAR-T）靶向腫瘤細胞上的單個表面分子。CAR-T是T細胞經基因改造后，通過在其表面上表達CAR來識別和殺死表面上攜帶一種特異性抗原的腫瘤細胞。

Hegde想知道當利用CAR-T靶向腫瘤細胞表面上的單個抗原時，腫瘤會如何應對。CAR-T清除表面上攜帶靶分子的細胞，同時留下表面上未攜帶靶分子的細胞。當在模式小鼠體內開展這項實驗時，她觀察到盡管部分腫瘤被CAR-T及時地清除了，但是腫瘤還是會復發。這些復發的腫瘤細胞并不攜帶CAR-T識別的靶分子，相反會攜帶其他的表面分子。

Ahmed說，這些結果教導科學家們“靶向腫瘤上的一種表面分子僅殺死攜帶這種抗原的腫瘤細胞。那些不攜帶這種表面分子的腫瘤細胞不被殺死，而且能夠繼續生長。它們變成能夠導致腫瘤復發的細胞。”

為此，在這項新的研究中，研究人員測試了如果他們利用CAR-T靶向兩種不同的腫瘤表面分子將會發生什么。Ahmed說，他們發現“如果我們靶向不止一種抗原，那么我們有更好的機會阻止腫瘤逃避免疫檢測”。

研究人員選擇的兩種抗原---HER2和IL13Rα2---是抗腫瘤療法的良好候選分子，這是因為它們在大多數膠質母細胞瘤細胞表面上表達，但是體內正常組織中非常低水平地表達。這對于讓CAR-T靶向和殺死正常細胞的副作用最小化是比較重要的。

研究人員確定了如果T細胞表面上的單個雙價CAR分子能夠同時結合HER2和IL13Rα2，那么將會發什么。Ahmed說，當CAR-T通過這種雙價CAR分子同時識別HER2和IL13Rα2時，它的抗腫瘤“活性要比使用各自的單價CAR分子高很多”。

CAR-T同時識別HER2和IL13Rα2的效應要高于單個識別的累加效應，即具有超加性（superadditive），其中這種同時識別HER2和IL13Rα2的CAR-T也被稱作二價CAR-T。

接下來，Hegde和Ahmed想要可視化觀察二價CAR-T和膠質母細胞瘤細胞之間到底發生什么。

Ahmed說，“首先，我們試著解決大分子成像問題，因此我們與貝勒醫學院生物化學與分子生物學助理教授Matthew Baker博士合作。利用這種大分子成像技術，我們模擬了HER2、IL13Rα2和同時靶向這兩種分子的雙價CAR之間的組裝。我們確定這種三組分組裝在能量上是可行的。這種雙價CAR很可能以串聯的形式將HER2和IL13Rα2結合在一起。我們因此稱它為串聯CAR（Tandem CAR），或者說TanCAR。”

接下來，研究人員想要觀察TanCAR T細胞（TanCAR-T）與膠質母細胞瘤細胞之間如何相互作用。利用一種分辨率在150nm以下的受激輻射耗盡（Stimulation Emission Depletion, STED）顯微技術，研究人員吃驚地發現當TanCAR-T與膠質母細胞瘤細胞相互接觸時，它們產生一種表面分子聚集圓盤結構，即免疫突觸（immunological synapse）。一旦TanCAR與膠質母細胞瘤細胞表面上的抗原HER2和IL13Rα2結合在一起時，這會觸發T細胞內部的激活，從而導致膠質母細胞瘤細胞死亡。

研究人員期待利用TanCAR-T治療實體瘤能夠在臨床試驗中取得不錯的結果。Ahmed說，“當我們靶向腫瘤中的單個組分時，腫瘤有辦法繼續存活。但是當我們利用TanCAR-T同時靶向兩個組分時，我們能夠讓TanCAR-T更加特異性地和更加高效地殺死腫瘤細胞。同時靶向兩個組分要比靶向單個組分好。”（生物谷 Bioon.com）