免疫療法是當下腫瘤治療領(lǐng)域最具前景的發(fā)展方向之一。隨著PD-(L)1等免疫檢查點抑制劑應(yīng)用范圍逐漸擴大，CAR-T療法研究不斷出現(xiàn)新的進展，CAR-T療法作為有別于傳統(tǒng)藥物的“活藥”，不僅對復發(fā)、難治性腫瘤患者表現(xiàn)出了突破性療效，其生產(chǎn)體系和使用場景也有別于普通藥物。鑒于當下生物技術(shù)的更新速度，預(yù)計CAR-T療法還將帶給市場更多驚喜。本報告擬從CAR-T療法技術(shù)基礎(chǔ)入手，分析CAR-T療法的局限性及研發(fā)方向、行業(yè)發(fā)展情況、研發(fā)情況與如何選擇國內(nèi)標的、投融資情況及行業(yè)總結(jié)。

一、CAR-T療法是什么

CAR-T（Chimeric antigen receptor T cell，嵌合抗原受體T細胞）療法，是指通過基因修飾技術(shù)，將帶有特異性抗原識別結(jié)構(gòu)域及T細胞激活信號的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)入T細胞，使T細胞直接與腫瘤細胞表面的特異性抗原相結(jié)合而被激活，通過釋放穿孔素、顆粒酶素B等直接殺傷腫瘤細胞，同時還通過釋放細胞因子募集人體內(nèi)源性免疫細胞殺傷腫瘤細胞，從而達到治療腫瘤的目的，而且還可形成免疫記憶T細胞，從而獲得特異性的抗腫瘤長效機制。

CAR-T細胞的激活和對腫瘤的殺傷原理

資料來源：Int J Hematol-<Chimeric antigen receptors for the adoptive T cell therapy of hematologic malignancies>

CAR療法最早由Gross等于上世紀80年末提出，此前LAK、TIL、CIK等免疫細胞療法的出現(xiàn)，為CAR-T療法的研究奠定了基礎(chǔ)。至今除CAR-T療法外，DC-CIK、CTL等也是免疫細胞療法的研究方向，但從技術(shù)成熟度和應(yīng)用前景來看，目前學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注焦點仍是CAR-T療法。CAR-T療法在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上有著顯著的療效，在體外和臨床試驗中表現(xiàn)出良好的靶向性、殺傷性和持久性，展示了巨大的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。一個典型的CAR-T治療流程，主要分為以下五個步驟：

I.分離：從癌癥患者外周血中分離純化出自身T細胞；

II.修飾：T細胞激活后，利用基因工程將能特異識別腫瘤細胞的CAR結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)入T細胞；

III.擴增：體外培養(yǎng)，大量擴增CAR-T細胞至治療所需劑量，一般為十億至百億級別（根據(jù)患者體重和治療周期決定）；

IV.回輸：化療清淋預(yù)處理然后回輸CAR-T細胞至患者體內(nèi)；

V.監(jiān)控：觀察療效并嚴密監(jiān)測不良反應(yīng)。

整個療程持續(xù)3個星期左右，其中細胞“分離-修飾-擴增”約需要2個星期，花費時間較長。

資料來源：優(yōu)卡迪官網(wǎng)

二、CAR-T的結(jié)構(gòu)

CAR通常由一個胞外抗原結(jié)合域（如識別CD19的單鏈抗體序列scFv），一個鉸鏈區(qū)（促進抗原受體與腫瘤抗原的結(jié)合），一個跨膜區(qū)（用來固定CAR），一個T細胞激活結(jié)構(gòu)域（CD3 ζ，提供T細胞活化的第一信號）以及一個或多個胞內(nèi)共刺激結(jié)構(gòu)域組成（CD28/4-1BB，提供T細胞活化的第二信號）。CAR的胞外抗原結(jié)合域源于抗體的抗原結(jié)合基序，可以連接VH和VL序列構(gòu)建的單鏈可變區(qū)（single chain fragment variable, scFv），具有特異性識別某種特定腫瘤相關(guān)抗原的作用。CAR識別腫瘤相關(guān)抗原，隨后通過胞內(nèi)信號傳導結(jié)構(gòu)域活化T細胞，刺激T細胞進行增殖，并發(fā)揮免疫效應(yīng)，釋放細胞因子，溶解腫瘤細胞。

典型CAR的結(jié)構(gòu)

資料來源：FDA，平安證券研究所

歷經(jīng)十余年，CAR-T經(jīng)歷了四代結(jié)構(gòu)，每一代結(jié)構(gòu)都是在各個細節(jié)上突破，使CAR-T往更為精準、更為高效、更為持久的方向發(fā)展。T細胞的完全激活一方面依賴于胞外抗原結(jié)合域與抗原的結(jié)合所傳遞的第一信號，另一方面也需要共刺激分子受體與其配體結(jié)合所傳遞的第二信號，而腫瘤細胞表面通常不表達這類共刺激配體。第一代CAR設(shè)計結(jié)構(gòu)相對簡單，且并未考慮到這一點，從而致使一代CAR-T細胞缺少必要的共刺激信號，無法完全激活其活性，表現(xiàn)為體內(nèi)擴增不良，在臨床試驗中的效果并不理想。在第一代的基礎(chǔ)上，第二代CAR引入一個共刺激結(jié)構(gòu)域CD28或者4-1BB，在臨床試驗中顯著改善了CAR-T免疫活性激活的問題，并提高了其作用持久性。

第三代CAR則包含兩個共刺激結(jié)構(gòu)域，一個為CD28或4-1BB，另一個為OX40、CD28或4-1BB。相比于二代CAR而已，三代CAR雖然在一些前臨床試驗數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出更強更持久的作用活性，但也有報道指出，三代CAR可能會造成T細胞刺激閾值的降低，引起信號泄露，可能誘發(fā)細胞因子過量釋放。2013年5月，美國貝勒醫(yī)學院發(fā)起了一項針對比較二代CD19 CAR-T（CD28）和三代CD19 CAR-T（CD28/4-1BB）在非霍奇金氏淋巴瘤、急性淋巴細胞白血病和慢性淋巴細胞白血病中的治療效果的臨床試驗，目前仍處于招募病人的階段（NCT01853631）。

由于腫瘤細胞具有異質(zhì)性，一部分腫瘤細胞不具有可被T細胞特異性識別的抗原，無法被傳統(tǒng)的CAR-T細胞識別并清除。這一問題或可通過四代CAR-T技術(shù)，募集除T細胞以外的免疫細胞至腫瘤所在區(qū)域來解決。四代CAR-T細胞又被稱為TRUCK T細胞 ( T-cells redirected for universal cytokine killing )，含有一個活化T細胞核因子（nuclear factor of the activated T cell, NFAT）轉(zhuǎn)錄相應(yīng)元件，可以使CAR-T細胞在腫瘤區(qū)域分泌特定的細胞因子（目前主要是IL-12），從而修飾腫瘤微環(huán)境，募集并活化其他免疫細胞進行免疫反應(yīng)。目前，四代CAR-T療法已經(jīng)在包括神經(jīng)母細胞瘤在內(nèi)的實體瘤治療的臨床試驗中開展。

第二代CAR-T有較多的臨床數(shù)據(jù)支持，穩(wěn)定性高且技術(shù)工藝較為成熟，是目前的主流技術(shù)。未來，隨著新結(jié)構(gòu)在臨床上的試驗推廣及生產(chǎn)工藝的改進，第三代、第四代CAR-T產(chǎn)品更為優(yōu)良的療效值得期待。

T細胞受體（TCR）和四代CAR-T的結(jié)構(gòu)T細胞抗原受體

（TCR是T細胞特異性識別和結(jié)合抗原肽-MHC分子的分子結(jié)構(gòu)，通常與CD3分子呈復合物形式存在于T細胞表面。大多數(shù)TCR由α和β肽鏈組成，少數(shù)T細胞的TCR由γ和δ肽鏈組成。ZAP70分子量為70kDa，是TCR的一部分。）

資料來源：EMBO Molecular Medicine-<Clinical development of CAR T cells >

三、CAR-T的優(yōu)勢

無MHC限制性：CAR結(jié)構(gòu)使T細胞越過MHC提呈機制直接識別腫瘤細胞，同時獲得共刺激信號，被“一鍵激活”；這是CAR-T細胞的最大優(yōu)勢，通過抗原抗體結(jié)合機制特異性識別腫瘤抗原，避免了腫瘤細胞通過MHC下調(diào)的逃逸機制；

CAR-T細胞利用抗原抗體機制直接識別腫瘤抗原

資料來源：華創(chuàng)證券

可識別的抗原種類多：MHC只能提呈蛋白質(zhì)片段（多肽），而CAR的抗原抗體機制可以識別細胞表面的蛋白質(zhì)、多糖以及脂類蛋白，應(yīng)用較為廣泛。

體內(nèi)繼續(xù)增殖“活的藥物”：CAR-T細胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后將有效識別腫瘤細胞，被激活并繼續(xù)增殖，形成持續(xù)的殺傷力，而且還將通過釋放細胞因子等方式召集數(shù)量更多、種類更全的免疫細胞來協(xié)同作戰(zhàn)。這些性質(zhì)使得CAR-T療法與傳統(tǒng)的藥物、單抗以及小分子靶向藥物等血藥濃度會隨時間下降的治療方式比起來，具有更大的優(yōu)勢。可以說CAR-T是一種利用人體自身免疫細胞而制成的“活的藥物”。