CAR-T疗法和关键原料

免疫细胞治疗主要包括了T细胞治疗、NK细胞治疗、淋巴细胞治疗、DC细胞治疗。在肿瘤治疗和自免疾病治疗领域，近些年来不断取得技术突破并走向商业化的产品，主要集中于免疫细胞治疗和以多能诱导干细胞为来源的免疫细胞疗法。包括了CAR-T疗法、TCR-T疗法、CAR-NK疗法等，其中一些已经走向临床IIb和临床III期，一些已经商业化。其中，上市产品最多的，集中于CAR-T疗法，自2017年上市以来，已有多款产品上市并取得超过了80%的完全缓解率。

CAR-T细胞治疗，即嵌合抗原受体T细胞治疗，是将人的T细胞经过基因工程手段体外修饰改造后，回输患者体内。改造后的T细胞，可识别体内肿瘤细胞，并通过免疫作用释放大量的多种效应因子，它们能高效地杀灭肿瘤细胞，从而达到治疗恶性肿瘤的目的。

对T细胞的改造主要是进行CAR分子的“安装”。CAR（嵌合抗原受体）是抗体的抗原结合区 scFv 与 CD3-ζ链或 FcεRIγ 的胞内部分进行融合形成，是 CAR-T 的核心部件。与TCR介导的抗原识别相比，CAR的抗原识别并不依赖于主要的组织相容性复合体（MHC），改造成功的CAR-T细胞可直接通过CAR分子识别特异性抗原。

CAR-T细胞（黄色）正在攻击乳腺癌细胞（粉色）

CAR-T细胞治疗全流程，包括采集病患或者健康供体的外周血单核细胞（PBMC）、T细胞分离激活，T细胞体外基因修饰，CAR-T细胞体外扩增，CAR-T细胞质量监控，CAR-T细胞回输病患体内这些主要步骤。

CAR-T Therapeutics

CAR-T细胞的产生始于通过单采或外周静脉血收集患者的外周血单核细胞（PBMC）。由于PBMC的组成差异很大，为保证尽量获得一致的CART细胞，需要利用基于磁珠的技术分离出特定的T细胞亚群，如CD4+、CD8+、CD62L+或CD45RO+ T细胞。

许多研究表明，T细胞亚群的选择是CAR-T细胞治疗效果的基础。在这方面，中央记忆T细胞（TCM）的CAR转导似乎对体内有效的细胞扩张、存活和持久性至关重要。此外，选择幼稚或分化程度较低的CD8+T细胞进行转导可以使输注后T细胞增殖和体内持久性增加。

无论是否采用了T细胞分离过程，都需要T细胞活化步骤来进行充分的转导和扩增。为了实现这一目标，使用抗CD3和CD28抗体或固定化的CD3和CD28抗体刺激激活T细胞。固定化的抗CD3抗体提供更好的T细胞交联和活化，而CD28抗体可激活靶细胞中的共刺激信号通路。

对T细胞进行体外基因修饰，常用的方法包括使用携带编码CAR受体序列的病毒载体，转座子，通过纳米颗粒、脂质体、电穿孔介导的mRNA转染方法或CRISPR/Cas9技术方法来实现T细胞的基因修饰。

慢病毒载体是目前最主流的改造技术路线，首先发酵大肠杆菌生产质粒，尔后通过质粒转染细胞（比如HEK293），生产大量病毒载体，以温和的纯化方式后用病毒载体感染并改造T细胞。

mRNA技术近几年得到了快速发展，除了在传染病疫苗领域的用途，mRNA技术在肿瘤治疗领域也逐渐凸显出其优势。通过体外转录修饰获得的转座子及CRISPR/Cas9系统等mRNA，已被成功用于T细胞基因编辑。这样的工艺相比病毒载体要简化不少。

不管是原代T细胞还是通过基因修饰获得的CAR-T细胞，都需要进行大规模的体外扩增，才能获得达到后续环节以及治疗所需剂量。已有大量文献指出，细胞因子IL-2/IL-7/IL-15在T细胞增殖、T细胞亚群的生长以及提高CAR-T产品疗效和持久性方面发挥重要作用。

Hopkins B等人进行了一项实验设计，研究不同组合IL-2、IL-7、IL-15对T细胞亚群生长的影响。结果表明，CD4+和CD8+ naïve T细胞分别在中等浓度的IL-2和IL-7组合以及IL-7作用下可以有效生长。CD4+和CD8+记忆细胞分别在中等浓度IL-2和IL-15组合以及中等浓度IL-7和IL-15组合中有利。Coppola C等研究结果表明IL-2和IL-7在促进活化的CD4+ T细胞的最佳增殖和存活方面存在协同作用。

在原代T细胞激活扩增、CAR-T细胞和TCR-T细胞的扩增，以及其他主要的细胞工艺，NK/CAR-NK细胞和TIL细胞疗法中，都不可或缺地需要使用细胞因子。