CAR结构是工程T细胞或NK细胞疗法的关键。针对靶向实体瘤的痛点,逐渐发展出了百花齐放的局面。整体来说CAR-NK的CAR结构主干和CAR-T的是相似的,只是在跨膜和ICS结构域方面有更多变化,例如采用aNKR的胞外结构域替换scFv等(17个NK细胞抗肿瘤靶点),在靶向性抗原的选择上也有重合(4类表达“NK细胞受体”的T细胞)。克服实体瘤逃逸的CAR策略Nat Immunol.(一)克服功能障碍(1)过表达TGF-β或PD-1/DN-PD-1的显性失活受体(DNR),或者敲除阴性CAR细胞调节因子基因例如,NIH目前正在进行一项使用辐照PD-L1 CAR-NK细胞疗法联合帕博丽珠单抗及IL-15超激动剂治疗胃癌或头颈癌的2期临床。(NCT04847466)其PD-L1 CAR-NK具有3种适应性修饰:①表达靶向PD-L1的CAR②表达CD16a的高亲和力变体(158V)③表达保留内质网特性的IL-2(erIL-2)。此外,在CAR-T中,显性阴性TGF-βRII的共表达也会通过蛋白质相互作用,从而能够促进PSMA CAR-T增殖增加、细胞因子分泌增强、抵抗衰竭能力提高,并维持更长的体内持久性。 Mol Ther.也有研究通过TGF-βR/IL-15Rα复合物HCW9218来中和体内TGF-β活性,从而提高由NK细胞和CD8+ T细胞介导的强抗肿瘤活性,并增加了它们对肿瘤的浸润。(2)正交和/或膜结合细胞因子或其受体受体Front Immunol.整合细胞因子的方法有多种,例如:工程化CAR T细胞释放的细胞因子(细胞因子“TRUCK”);锚定在CAR T细胞膜上的细胞因子;细胞因子整合到CAR细胞外部分;组成型活性细胞因子受体;细胞因子受体信号转导结构域与CAR细胞内部分相连。活化的T细胞本身会分泌一定水平的IFN-γ和IL-2,而一些维持其免疫效力的第三信号细胞因子则并不分泌或者分泌水平较低。因此,IL-7,、IL-12、IL-15、IL-18、IL-21和C7R等通常是更常见的靶标。进展较快的临床项目例如:CAR-NK的细胞因子工程改造则与IL-15相关的较多。Blood. 例如M.D.安德森癌症中心目前有一项2023年展开的CAR.70工程化IL-15转导的脐带血来源的NK细胞联合淋巴细胞清除化疗治疗晚期肾细胞癌、间皮瘤和骨肉瘤的1/2期研究(NCT05703854)。(二)增强针对实体瘤和相关抗原异质性或缺失的功效:多靶向和串联靶向CAR。多靶向CAR是CAR-T和CAR-NK常见的迭代思路。CAR-T中已有使用柔性接头连接CD3和TAA的scFv,以形成双特异性T细胞接合器(BiTE)。使用接头构建通用CAR T细胞可以靶向多个TAA。还有一些是针对特定实体瘤进行多靶向CAR改造,例如靶向EGFRvIII和IL-13Rα2治疗胶质母细胞瘤等。CAR-NK方面,例如阿思科力曾展开过ROBO1双特异性CAR-NK靶向实体瘤的1/2期临床(NCT03931720、NCT03941457)。但是多靶向往往并不像预想的那样获得“1+1>2”的结果。越复杂的结构在体内就会有更无法控制的结合反应。良好的临床前设计并不代表就存在突出的临床数据(“三重编辑”通用型CAR-T细胞),即使在机制更清晰的抗体药物上也是如此。(三)改善CAR-T或CAR-NK细胞通过基质屏障运输和浸润:过表达趋化因子受体、成纤维细胞激活蛋白(FAP)等。鉴定靶向肿瘤中分泌最频繁的趋化因子,并在CAR-T/CAR-NK细胞上过表达相应的趋化因子受体,可以提高其向肿瘤部位的运输能力(免疫细胞进入实体瘤关键趋化因子)。例如,被修饰为表达CXCR6的整合素αvβ2 CAR-T细胞更有效地向肿瘤产生的IL-8迁移;CXCR1或CXCR2表达则可以显著降低肿瘤负荷;CXCR3已被证明对过继转移的CD8 T细胞的血管内粘附和渗透至关重要;化疗药物增加CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达增强了T细胞向TME的运输,等等。但是趋化因子不仅募集效应T细胞,还募集抑制性T细胞。同时,还需要筛选实体瘤上高水平表达的特异性趋化因子。成纤维细胞激活蛋白调节也可改变免疫细胞迁移和肿瘤浸润。FAP存在于肿瘤基质成纤维细胞中,在细胞表面发挥作用,而肿瘤相关成纤维细胞正是“冷肿瘤”的罪魁祸首。(冷肿瘤罪魁祸首:癌症相关成纤维细胞)。著名的肝癌特异性靶点GPC3目前认可的作用中就存在结合成纤维细胞生长因子的作用。但几款GPC3抗体的效果都未能满足需求,目前在CAR-T细胞和CAR-NK细胞疗法开发中等待新的结果。参考文献:1.Dagher, O.K., Posey, A.D. Forks in the road for CAR T and CAR NK cell cancer therapies. Nat Immunol 24, 1994–2007 (2023). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41590-023-01659-y2.Liu, B. et al. Bifunctional TGF-β trap/IL-15 protein complex elicits potent NK cell and CD8+ T cell immunity against solid tumors. Mol. Ther. 29, 2949–2962 (2021).3.Kloss CC, Lee J,et al. Dominant-Negative TGF-β Receptor Enhances PSMA-Targeted Human CAR T Cell Proliferation And Augments Prostate Cancer Eradication. Mol Ther. 2018 Jul 5;26(7):1855-1866. doi: 10.1016/j.ymthe.2018.05.003.4.Thomas S, Abken H. CAR T cell therapy becomes CHIC: "cytokine help intensified CAR" T cells. Front Immunol. 2023 Jan 9;13:1090959. doi: 10.3389/fimmu.2022.1090959. 5.Berrien-Elliott MM, Jacobs MT, Fehniger TA. Allogeneic natural killer cell therapy. Blood. 2023 Feb 23;141(8):856-868. doi: 10.1182/blood.2022016200.6.Tian Y, Li Y, Shao Y, Zhang Y. Gene modification strategies for next-generation CAR T cells against solid cancers. J Hematol Oncol. 2020 May 18;13(1):54. doi: 10.1186/s13045-020-00890-6.