过继细胞疗法（Adoptive Cell Therapy, ACT）是一种基于细胞的免疫疗法，通过输注抗肿瘤T细胞来治疗疾病。史蒂文·罗森伯格（Steven Rosenberg）的早期研究表明，从切除的肿瘤中分离出的自体肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）在体外扩增后，对转移性黑色素瘤患者具有显著的治疗效果[1]。这一开创性工作促使美国食品药品监督管理局（FDA）于2024年批准了首个TIL疗法Lifileucel®，用于治疗无法切除或转移性黑色素瘤患者[5][6][7]。基于TIL的疗法在其他实体瘤中也显示出潜力，例如在非小细胞肺癌的临床试验中[8]。
随着CAR-T细胞技术的进步，即通过基因改造T细胞使其表达肿瘤靶向受体（无论是T细胞受体TCR还是嵌合抗原受体CAR），该疗法的应用范围得到了扩展，甚至可以用于免疫冷肿瘤（即对传统免疫疗法反应不佳的肿瘤）。2024年，FDA批准的第一个针对实体瘤的CAR-T疗法Afamitresgene autoleucel®表达了一种TCR，该TCR能够识别由特定人类白细胞抗原HLA-A*02:01呈递的MAGE-A4肽，用于治疗无法切除或转移性的滑膜肉瘤[9]。CAR-T细胞是合成杂合受体，结合了抗体衍生的结合域（通常是单链可变片段scFv）和细胞内共刺激分子（如CD28、4-1BB、ICOS或OX40受体家族）以及TCR衍生的激活结构（CD3ζ链）[11][12][13][14]。与TCR不同，CAR-T细胞能够独立于主要组织相容性复合体（MHC）介导的抗原呈递，将T细胞的活性重新定向至肿瘤目标[12][15]。多年来，已经开发出了不同代次的CAR-T细胞，其中第二代和第三代CAR-T细胞分别加入了共刺激结构，以提高其体内的细胞毒性和存活能力[14][16][17]。第四代CAR-T细胞还引入了额外的基因修饰，能够持续或诱导释放免疫调节因子（如促炎细胞因子[18]、酶[19]或抗体[21]）。最近，第五代CAR-T细胞设计加入了IL-2Rβ链的截短域和STAT3/5结合基序，从而在细胞内直接触发细胞因子信号传导[22]。
值得注意的是，针对B淋巴细胞抗原CD19的CAR-T细胞在多种复发性或难治性血液系统B细胞恶性肿瘤的临床试验中取得了优异疗效，完全缓解率高达50%至90%[23][24][25]。这些成果促使FDA在2017年批准了两种基于CAR-T细胞的疗法Tisagenlecleucel和Axicabtagene ciloleucel[25][26]。近年来，又有五种CAR-T细胞产品上市，它们也针对CD19，用于治疗多发性骨髓瘤（Lisocabtagene maraleucel[27]、Brexucabtagene autoleucel[28]和Obecabtagene autoleucel[29]），以及针对B细胞成熟抗原BCMA的Idecabtagene vicleucel和Ciltacabtagene autoleucel[30][31]。其中，后者含有两个结合域，分别识别BCMA上的不同表位，这种创新设计提高了抗原亲和力和肿瘤特异性，从而更有效地杀伤骨髓瘤细胞[32]。各产品的研发公司、CAR结构及临床适应症详见表1。
尽管CAR-T细胞疗法在血液系统癌症治疗中取得了突破，但在实体瘤中的疗效仍有限，尤其是在安全性和有效性方面存在问题。在B细胞恶性肿瘤中，靶向效应和非靶向效应（如B细胞衰竭）通常是治疗成功的标志。然而，这些疗法常伴随严重的免疫介导的毒性反应，如细胞因子释放综合征和免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS），这些现象在临床试验中较为常见[33]。CRS的严重程度与CAR-T细胞的扩增和抗肿瘤效果相关，表明免疫激活强烈。相比之下，ICANS与治疗反应的关联较弱。这些毒性可通过标准化评估系统、支持性治疗以及靶向干预（如IL-6通路阻断和皮质类固醇）来控制[34]。
在实体瘤中，CAR-T细胞的疗效受到肿瘤物理屏障和免疫抑制机制的严重影响。实体瘤内部的纤维化结构以及异常的细胞外基质（ECM）阻碍了CAR-T细胞的迁移和功能发挥。缺乏特异性肿瘤抗原和肿瘤异质性也增加了靶向效应和非靶向效应的风险，并可能促进肿瘤抗原的逃逸，进一步限制了CAR-T细胞的疗效[36][37]。在临床实践中，CAR-T细胞难以实现持续的高响应率或缓解。一项针对52项实体瘤临床试验的荟萃分析显示，血液系统癌症患者的总体响应率（ORR）和完全缓解率（CRR）显著高于实体瘤患者（分别为71% [95% CI: 62–79%] 和 60% [95% CI: 48–70%），而实体瘤患者的相应指标仅为20% [95% CI: 11–34%] 和 11% [95% CI: 7–19%][38]。近年来，人们致力于提高CAR-T细胞在实体瘤中的疗效，一些最新的临床试验在难治性肿瘤（如胶质瘤[39][40]、神经母细胞瘤[41]或晚期肉瘤[42]）中取得了积极结果，尤其是通过瘤内给药和重复给药的方式[42]。例如，在一项针对儿童神经母细胞瘤的I/II期试验中，第三代抗GD2 CAR-T细胞的治疗获得了63%的响应率[41]。
尽管如此，大多数CAR-T细胞疗法仍需多次输注（通常每位患者需超过两次），并且需要局部给药。此外，还采用了RNA疫苗增强细胞持久性或安全开关等辅助策略。这些结果表明，传统的CAR结构（包括第二代和第三代设计）不足以在实体瘤中实现持久疗效，因此需要更创新的策略。本文讨论了实体瘤微环境对CAR-T细胞活性的影响，包括目标抗原选择、迁移和肿瘤浸润、免疫抑制环境等挑战，以及为应对这些挑战而开发的新一代CAR-T细胞设计。
