嵌合抗原受体

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[cite_start]嵌合抗原受体Chimeric Antigen Receptor,简称 CAR),是一种经基因工程重组的合成受体分子,旨在赋予免疫效应细胞(主要是 T细胞,近年扩展至 NK细胞 和巨噬细胞)以非 MHC(主要组织相容性复合体)限制性的方式特异性识别并杀伤肿瘤细胞的能力 [cite: 61, 62][cite_start]。CAR 分子通常由胞外抗原结合域(如 scFvVHH)、跨膜域及胞内信号转导域串联组成 [cite: 142][cite_start]。作为 过继性细胞治疗 (ACT) 的核心技术,CAR-T 疗法已在血液肿瘤中取得突破性进展,目前正通过引入纳米抗体等策略攻克实体瘤治疗瓶颈 [cite: 63, 72, 73]。

嵌合抗原受体 (CAR)
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合成生物学设计的受体
英文全称 Chimeric Antigen Receptor
核心功能 重定向免疫细胞特异性
关键组件 scFv/VHH, OX40/4-1BB, CD3ζ
识别机制 抗原-抗体结合 (非MHC依赖)
应用载体 T细胞, NK细胞

结构域详解 (Structure Modules)

[cite_start]CAR 的设计遵循高度模块化的原则,主要由以下三个部分串联组成 [cite: 142]:

1. 胞外抗原结合域 (Ectodomain)

负责识别肿瘤表面特定抗原,决定了CAR的特异性。 [cite_start]
传统设计: 使用单克隆抗体的单链可变片段(scFv)。由于其尺寸较大(结构复杂)且易聚集,可能在实体瘤基质中渗透受阻,并增加免疫原性 [cite: 72]。 [cite_start]
最新进展: 使用纳米抗体(VHH)。VHH 分子量仅约 15kDa,具有更强的组织穿透力、稳定性和低免疫原性 [cite: 73, 75][cite_start]。2026年的研究显示,基于人源化 VHH 构建的 CAR-T 细胞在胰腺癌模型中展现出优于 scFv 的疗效 [cite: 77, 81]。

2. 跨膜与铰链区 (Hinge & TM)

[cite_start]通常源自 CD8α 或 CD28 分子(例如 CD80 铰链和 CD8 跨膜区)[cite: 142]。它连接胞外和胞内域,提供受体在细胞膜上的柔韧性,直接影响 CAR 与抗原结合的构象和效率。

3. 胞内信号转导域 (Endodomain)

[cite_start]模拟 T 细胞活化的双信号系统 [cite: 142]:
信号 1 (激活): CD3ζ 链,提供 T 细胞活化的主信号。 [cite_start]
信号 2 (共刺激):4-1BB (CD137) 或 OX40 (CD134)。共刺激域对于 T 细胞的增殖、存活及细胞因子分泌至关重要 [cite: 787][cite_start]。最新 VHH-CAR 设计中通过引入 OX40 显著增强了抗肿瘤活性 [cite: 142]。

临床挑战与不良反应 (Challenges & Toxicities)

主要不良反应

  • 细胞因子释放综合征 (CRS): 由于 CAR-T 细胞大量激活释放 IFN-γ, TNF-α 等因子引起。轻者发热,重者可致多器官衰竭。
  • 神经毒性 (ICANS): 表现为意识混乱、失语等,机制尚不完全明确。

实体瘤治疗瓶颈

    [cite_start]
  • 物理屏障: 实体瘤(如胰腺癌)具有致密的纤维基质,传统 CAR-T 难以浸润 [cite: 72]。
  • [cite_start]
  • 免疫抑制微环境 (TME): 肿瘤微环境中的抑制性细胞和因子会耗竭 CAR-T 细胞的功能 [cite: 731]。
  • [cite_start]
  • 靶点选择: 缺乏肿瘤特异性靶点可能导致严重的“脱靶”毒性。CLDN18.2 因其高度的肿瘤特异性表达而被视为理想靶点 [cite: 65, 66]。

未来发展方向 (Future Directions)

为克服上述局限,下一代 CAR 技术正朝着以下方向发展:

    [cite_start]
  • VHH-CAR (纳米抗体CAR): 利用 VHH 小尺寸和高稳定性,增强对实体瘤的渗透。研究已证实靶向 CLDN18.2 的 VHH-CAR-T 疗效优异 [cite: 47, 56]。
  • [cite_start]
  • CAR-NK 细胞: NK 细胞具有非特异性杀伤能力且不引起 GvHD,适合开发“现货型”(Off-the-shelf) 通用产品 [cite: 641, 644]。
  • [cite_start]
  • 多靶点与装甲型 CAR: 串联双靶点或分泌 IL-15 等细胞因子(TRUCKs),以防止抗原逃逸并改善 TME [cite: 440, 652]。
       参考文献 (References)
       

[1] [Academic Review] Zhang X, Zhu L, Zhang H, et al. CAR-T cell therapy in hematological Malignancies: current opportunities and challenges. Front Immunol. 2022;13:927153. [cite_start] (关于CAR-T在血液瘤和实体瘤中的机遇与挑战的综述) [cite: 733]

[2] [Clinical Milestone] Maude SL, Laetsch TW, Buechner J, et al. Tisagenlecleucel in children and young adults with B-cell lymphoblastic leukemia. N Engl J Med. 2018;378:439-48. [cite_start] (CAR-T治疗ALL的里程碑式临床研究) [cite: 737]

[3] [Long-term Data] Cappell KM, Kochenderfer JN. Long-term outcomes following CAR-T cell therapy: what we know so far. Nat Rev Clin Oncol. 2023;20:359-71. [cite_start] (关于CAR-T疗法长期疗效和安全性的权威综述) [cite: 834]

[4] [Latest Research] Xing Y, Shi G, Li Z, et al. VHH-based CAR-T cells targeting Claudin 18.2 show high efficacy in pancreatic cancer models. Front Immunol. 2026;16:1638585. [cite_start] (本词条核心数据来源:VHH-CAR-T在胰腺癌中的最新应用) [cite: 25, 26, 27, 28]

           医学知识图谱 · 导航
上级概念 免疫疗法 (Immunotherapy) • 合成生物学
核心应用 CAR-TCAR-NKCAR-M (巨噬细胞)
下一代方向 VHH-CAR (纳米抗体CAR) • 通用型CAR (UCAR)