《cart基础知识》课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,CAR-T,基础知识,向莉伟,CAR-T,细胞部,2019.07.27,CAR-T基础知识向莉伟 CAR-T细胞部,1,导言：,CAR-T（嵌合抗原受体T细胞）药物是一种有生命的药物，原理在于经,嵌合抗原受体,修饰的T细胞，可以特异性地识别,肿瘤相关抗原,，使效应T细胞的,靶向性、杀伤活性和持久性,均较常规应用的免疫细胞高，从而发挥抗癌作用。CAR-T细胞疗法在早期的临床试验中并没有表现出惊人的疗效，然而随着抗CD19

2、CAR-T细胞疗法在B细胞恶性肿瘤中显示出的巨大潜力，CAR-T产品一时间成了抗肿瘤领域的新星。,导言：,2,什么是,CAR-T,细胞,嵌合,抗原受体（,chimeric antigen receptor,CAR,）,T,细胞技术,；,是,过继细胞免疫治疗（,adoptive cellular,immunotherapy,，,ACI,),的一种,；,通过,基因改造技术，,让患者,T,细胞,表达嵌合抗原受体，使效应,T,细胞的靶向性、杀伤性和持久性均较常规应用的免疫细胞高，并可克服,肿瘤局部免疫抑制微环境,和,打破宿主免疫耐受状态,；,是,一种特异性的免疫细胞抗肿瘤治疗。,什么是CAR-T细胞嵌

3、合抗原受体（chimeric an,3,T,淋巴细胞是肿瘤细胞的天敌，在肿瘤免疫应答中起重要作用，对肿瘤细胞有极强的杀伤作用。,对,T,细胞进行基因工程处理，从而在其表面表达能够识别特异性肿瘤抗原的特殊受体称为,嵌合抗原受体（,CAR,），同时在受体的胞内段可加上引起,T,细胞活化的信号传递区域。,肿瘤对患者的免疫系统具有抑制作用，限制了自身免疫功能的诱导和激活，因此可以把患者的免疫细胞放到一种可以避开肿瘤抑制因素的环境中进行激活和扩增，然后再将扩增后的免疫细胞回输患者，从而使患者的免疫功能迅速增强，达到杀伤肿瘤细胞的作用，这种疗法就是,过继性免疫疗法,T淋巴细胞是肿瘤细胞的天敌，在肿瘤免疫应

4、答中起重要作用，对肿,4,CAR-T技术原理,：,嵌合抗原受体（CARs）是由一个,胞外抗原识别域,（通常是一个单链抗体，也可以是多肽或者其他蛋白质）和,一个胞内信号域,组成。CAR的,胞外部分,用来,识别特异性的肿瘤抗原,，随后,胞内信号域,会,刺激T细胞增殖,，并且通过,细胞溶解,和,细胞因子,释放来消除肿瘤细胞。,CAR-T技术原理：,5,第一代CARs的胞内信号域是CD3信号链（signal 1），这一代产品在临床试验中效果有限，可能由于移植T细胞的活化诱导细胞死亡（AICD）或者T细胞扩增的持续性不好所导致。,第二代CARs相比第一代CARs,增加了一个胞内共刺激信号域,（signa

5、l 2）。在过去的5年里，对于第二代含有CD28或者4-1BB(CD137)共刺激信号域的抗CD19 CAR-T，在治疗,B淋巴细胞白血病,的临床试验中都表现出优异的疗效，但是仍然需要寻找,更好的共刺激信号分子,，来解决第二代CAR-T产品作用不持久等问题。,第三代CARs不仅包含CD3信号域，还包括,两个共刺激信号分子,（图1），这些共刺激信号分子主要包括,CD28、4,-,1BB以及OX40(CD134),等，在临床前研究中发现第三代CAR-T细胞疗法效果要优于第二代产品,第一代CARs的胞内信号域是CD3信号链（signal 1,6,CAR,构成（,1,）,-scFV,（单链抗体）,识别

6、肿瘤表面抗原,特异性,CAR构成（1）-scFV（单链抗体）识别肿瘤表面抗原,7,CAR,构成（,2,）,-TCR/CD3/,产生信号，激活,T,淋巴细胞,有效性,CAR构成（2）-TCR/CD3/产生信号，激活T淋,8,CAR,构成（,3,）,-co-stimulator,增殖与存活,加入,CD28,，产生,IL-2,等,加入,CD137,（,4-1BB,），,增强多种能力,CD28,是,T,细胞表面的一个蛋白，能够为,T,细胞提供共刺激信号,，对,T,细胞的,活化和存活,具有重要作用。,T,细胞刺激信号通过,CD28,，能够促进多种白介素的分泌。,CD137,，又被称作,4-1BB,、,T

7、NFRSF9,等，它是,TNF,受体家族成员。,CD137,表达于活化后的,T,细胞，也表达于树突细胞，滤泡树突状细胞、,NK,细胞、粒细胞以及炎症位置的血管壁细胞等。,CD137,可以作为共刺激信号激活,T,细胞，能够增强,T,细胞的增殖、存活能力、细胞裂解作用以及,IL-2,分泌等。,CAR构成（3）-co-stimulator 增殖与,9,CAR-T,细胞的发展过程,第一代,CAR-T,细胞,发表时间：,1989,年；,嵌合受体的形成方法：,Eshhar,研究小组将免疫球蛋白样,scFv,和,FcRI,受体,(,链,),或,CD3,复合物,(,链,),胞内结构域融合形成嵌合受体；,激活方

8、式：表达,CAR,的,T,细胞以抗原依赖、非,MHC,限制的方式结合肿瘤抗原,启动并活化特异性杀伤肿瘤反应；,CARs,表达的稳定性依赖于所用的胞内信号域；,大多数试验在细胞扩增、体内存活时间、细胞因子分泌等方面存在不足，治疗效果不明显。,CAR-T细胞的发展过程第一代CAR-T细胞,10,cart基础知识课件,11,CAR-T,细胞的发展过程,第二代,CAR-T,细胞,发表时间：,2019,年；,嵌合受体的形成方法：,T,细胞的完全活化有赖于双信号*和细胞因子的作用。因此，依照,T,细胞活化的双信号学说,第二和第三代,CARs,在嵌合受体上加上如,CD28,、,CD134(OX40),和,C

9、D137(4-1BB),等共刺激分子,(costimulatory molecule,CM),，以提高,T,细胞的细胞毒性、增殖活性,维持,T,细胞应答,延长,T,细胞存活时间等（图,2,）；,CD28,、,CD134,对提高初始,T,细胞获得持久的体外增殖和较强的细胞因子分泌非常重要,；,在治疗慢淋中观察到：体内扩增,1000,倍以上,而且在血液和骨髓中存活的时间也超过,6,个月,分泌的细胞因子如干扰素,-,、,CXCL9,等较治疗前显著增高。,CAR-T细胞的发展过程第二代CAR-T细胞,12,T,细胞激活需要双信号,第一信号为,特异性信号,由,TCR,识别抗原递呈细胞表面的抗原肽,-MH

10、C,复合物所启动,;,第二信号为,协同刺激信号,通过,CD28/B7,等重要的共刺激分子,促进,IL-2,合成,并使,T,细胞充分活化及免于凋亡。,T细胞激活需要双信号第一信号为特异性信号,由TCR识别抗原,13,CAR-T,细胞的发展过程,第三代,CAR-T,细胞,发表时间：,2019,年；,嵌合受体的形成方法：,以逆转录病毒为载体构建第三代,CAR-T,细胞,(scFv CD20-CD28-CD137-CD3,）；,两个共刺激因子，进一步提高细胞增殖能力及细胞毒性,患者输注后,4,小时血液就检测出有高水平的,IFN-,、,GM-CSF,、,TNF-,和,IL-6,等细胞因子；,效应细胞在体

11、内存活的时间超过,12,个月；,由于目前第三代,CAR-T,细胞临床应用还比较少,故其安全性和有效性是否就一定优于第二代,CAR-T,细胞,以及选择怎样的共刺激分子组合,还需进一步观察。,CAR-T细胞的发展过程第三代CAR-T细胞,14,2,nd,&3,rd,generation CAR,结构示意图,2nd&3rd generation CAR结构示意图,15,cart基础知识课件,16,CAR-T,细胞的发展过程,第四代,CAR-T,细胞（展望）,整合自杀基因，精确调控，细胞因子释放（如,IL-12,）激活等,第五代,CAR-T,细胞（展望）,通用,CAR-T,CAR-T,高度个性化,不便

12、于,cGMP,管理,成本非常高,CAR-T细胞的发展过程第四代CAR-T细胞（展望）,17,CAR-T,技术中,TAA,概念,TAA,（,Tumor-Associated Antigen,，,肿瘤相关抗原）,：,即肿瘤所表达的抗原，是,scFV,的结合抗原，对,CAR-T,起定向作用。,Perfect TAA,：,1.,仅存在于肿瘤表面，不在任何正常组织中表达；,2.,为肿瘤生长所必需，能产生强大的效力；,3.,不能通过免疫编辑和肿瘤逃逸而逃脱。,TAA,基本要求：,1.,抗原,必须表达在细胞表面；,2.,肿瘤之外的,抗原,表达绝对不能在重要脏器或者细胞类型上（例如造血干细胞）；,3.,为了防

13、止抗原逃逸，所有的肿瘤细胞都必须表达这个,抗原,，换句话说，,抗原,对于肿瘤维持其肿瘤特性来说是必需的。,CAR-T技术中TAA概念TAA（Tumor-Associ,18,CAR-T,细胞治疗技术的五大优势（,1,）,CAR-T,细胞治疗采用的是患者,自体来源,的细胞回输技术，避免了移植物抗宿主病等疾病。近年来，美国多项临床试验数据证实，恶性肿瘤的,CAR-T,细胞治疗是一项安全有效的生物治疗技术。针对,CAR-T,细胞所用载体,长达,192,人,年的安全性观测结果显示，,载体是非常安全,的。,未名,CAR-T,技术全程处于,GMP,标准洁净车间，严格质量控制，全流程检查，全部合格后才放行，安

14、全性绝对可靠。,安全性高,CAR-T细胞治疗技术的五大优势（1）CAR,19,CAR-T,细胞治疗技术的五大优势（,2,）,CAR-T,细胞治疗技术的精髓就是为,T,细胞装上“,精确导航系统,”，对肿瘤细胞进行,靶向“定点清除”,，成功,避免,了对,正常组织和细胞的伤害,。这个“精确导航系统”就是位于嵌合,抗原,受体上的,scFv,片段，它能准确识别肿瘤细胞表面的肿瘤相关抗原，然后激活,CAR-T,细胞，对肿瘤细胞进行杀伤。,靶向性强,CAR-T细胞治疗技术的五大优势（2）CAR,20,CAR-T,细胞治疗技术的五大优势（,3,）,CAR-T,细胞治疗技术，除了,靶向性强,之外，还实现了,T,

15、细胞体内增殖,以及,长时期存活,，并能,形成中枢记忆,T,细胞,。嵌合抗原受体中包含的肿瘤相关抗原单链抗体、细胞,激活,信号以及共刺激信号，为,T,细胞精准有效的杀伤作用提供了强有力的支持。目前对某些类型肿瘤的治愈率（,CR,）超过,60%,，部分类型的肿瘤治愈率（,CR,）甚至超过,90%,。,临床效果好,CAR-T细胞治疗技术的五大优势（3）CAR,21,CAR-T,细胞治疗技术的五大优势（,4,）,副作用小,CAR-T,细胞整个治疗全程，只需抽血与回输即可，,几乎无创,，对患者正常生活的影响很小。,CAR-T,细胞对肿瘤细胞的精确杀伤，极大地避免了对身体正常组织和细胞的损害。,CAR-T

16、,细胞治疗的,临床副作用很少,，主要为,CAR-T,回输之后，可能会出现短时间内的低烧、乏力等症状，完全可控。,CAR-T细胞治疗技术的五大优势（4）副作用小,22,CAR-T,细胞治疗技术的五大优势（,5,）,适用范围广,适用,CAR-T,细胞治疗的肿瘤,呼吸系统,肺癌（小细胞肺癌、鳞癌、腺癌）、鼻咽癌等,消化系统,肝癌、胃癌、结直肠癌等,泌尿系统,肾癌、肾上腺癌及其转移癌等,血液系统,急慢性淋巴细胞白血病、淋巴瘤（,T,淋巴瘤除外）等,其他肿瘤,恶性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、舌癌等,CAR-T,细胞治疗,还适用下述患者,手术切除原发灶，但免疫力低下、恢复慢的患者,肿瘤已广泛转移、无法进行手术的患者,对放化疗毒副作用较大或对放化疗不敏感的患者,经手术及放化疗治疗后，需预防肿瘤复发的患者,CAR-T细胞治疗技术的五大优势（5）适用范围广适用CAR-,23,CAR-T细胞疗法的治疗过程,CAR-T细胞的生产和治疗主要有以下几个步骤：,（1）,白细胞分离,：将病人的T细胞从外周血中分离出来；,（2）,T细胞活化,：使用抗体包被的磁珠（人工树突状细胞）来激活T细胞；（3）,转染,：在体外对