前  言

隨著CAR-T細胞療法在腫瘤治療領域的應用，其在腫瘤領域的優勢和潛能越來越受關注，但不斷深入的研究和應用，讓CAR-T細胞療法的局限性逐漸顯現，包括CAR-T細胞毒性、對實體瘤療效有限、抗原逃逸、持久性和有效性有限等。目前主要從CAR分子設計、轉導方法、選擇細胞類型等方面進行改善，其中，共刺激結構域是克服持久性和有效性有限的重要因素。

1共刺激結構域（CD）

嵌合抗原受體CAR的研發，是為了克服TCR在接受MHC呈遞的抗原需要充分共刺激信號才能激活的限制。CAR主要由胞外結構域、跨膜結構域和胞內結構域這三個功能域構成。胞外結構域主要包括抗原識別結構域（scFv）和鉸鏈區 (Hinge)，跨膜結構域將CAR的胞外結構域與胞內信號轉導結構域連接，胞內結構域由共刺激結構域（co-stimulatory domains，CD）和信號轉導結構域構成。

CAR分子結構[1]

第-一代CAR-T僅是為了克服MHC限制性，給T細胞裝上對應的scFv，但缺乏共刺激信號，因此T細胞往往未老先衰。第二代CAR-T以CD19為靶點，4-1BB做共刺激結構域，其衍生的CTL-019療法成為第-一個批準上市的CAR-T產品。第三代CAR-T細胞使用慢病毒作為轉染載體，可攜帶更大的基因片段進入T細胞，因此，CAR往往包含兩個共刺激結構域（如CD28+4-1BB）。第四代CAR-T主要是提供精準度，減少細胞毒性，比如添加細胞因子受體結構。第五代CAR-T為通用型設計，以期實現規模化生產和治療。

CAR-T演變歷程[1]

2 提高CAR-T細胞持久性和有效性

共刺激結構域對CAR-T細胞的持久性和有效性具有重要意義。共刺激結構域通常來自CD28受體家族（CD28、ICOS）或腫瘤壞死因子受體家族 (4-1BB、OX40、CD27)，可協同共刺激分子和細胞內信號的雙重活化，使T細胞持續增殖并釋放細胞因子，提高T細胞的抗腫瘤能力。其中CD28可使T細胞短時內具有很高殺傷活性，4-1BB傳遞活化信號更加持久。

ICOS是CD28家族的成員，與CD28具有獨-特和重疊的功能，協同調節T細胞分化，CAR結構中ICOS的存在比含有CD28更顯著增加T細胞的持久性。ICOS加強CD8+T細胞釋放細胞因子、體內持久性以及CD8+T細胞介導的抗腫瘤活性，其持久性和殺傷能力在實體腫瘤模型中得到驗證。含有ICOS的CAR重定向T細胞導致腫瘤特異性產生IL-17的效應細胞持久性加強，并保持TH17細胞的核心分子特征，增加IL-17A產量，減少IL-2分泌。

4-1BB是在免疫系統的多種細胞上表達的共刺激受體，在活化的CD4+和CD8+ T細胞上表達，4-1BBL或激活型4-1BB單抗激活4-1BB可刺激T細胞和抗原遞呈細胞增殖并分泌細胞因子，含有4-1BB的CAR重定向加強了CD8+T細胞的持久性，提高抗腫瘤活性，4-1BB可能通過改善CAR-T細胞衰竭的內部緊張性信號傳導而延長存活時間。

在第三代CAR-T細胞療法中，4-1BB和ICOS是加強持久性和有效性的重要因素。Guedan等人構建的多種組合的共刺激結構域CAR分子，結果發現ICOSBBz（ICOS+4-1BB）組合具有強大的抗腫瘤療效，在35天內導致全部的腫瘤消退，增強CAR-T細胞在體內的增殖，延長T細胞在體內存活，并在實體瘤模型中表現出更高的療效。

含有ICOS和4-1BB的第三代CAR增強抗腫瘤作用和T細胞持久性[2]

義翹神州CAR-T相關精品

共刺激分子能夠增強CAR-T細胞治療的持久性和有效性。義翹神州已成功開發共刺激分子和相關細胞因子的優質產品，具有高純度、高活性、高批間穩定性、低內毒素等特點，助力支持CAR-T細胞的研究和開發。

1. Human ICOS Protein, Cat: 10344-H31H  

具有ICOS配體結合活性

Immobilized human ICOS ligand (Cat: 11559-H08H) can bind human ICOS protein

2. Human 4-1BB/CD137 Protein, Cat: 10041-H08H  

具有4-1BB配體結合活性

Immobilized human 4-1BB can bind human 4-1BBL (Cat: 15693-H01H)

【參考文獻】

[1] Teresa, et al. Current challenges and emerging opportunities of CAR-T cell therapies. Journal of Controlled Release,2020.

[2] Guedan, et al. Enhancing CAR T cell persistence through ICOS and 4-1BB costimulation. JCI insight, 2018.

[3] Ying Wang, et al. Combined 4-1BB and ICOS co-stimulation improves anti-tumor efficacy and persistence of dual anti-CD19/CD20 chimeric antigen receptor T cells. Cytotherapy, 2021.

[4] Cheuk, Mufti, and Guinn. Role of 4-1BB:4-1BB ligand in cancer immunotherapy. Cancer Gene Therapy, 2004