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肿瘤生物学基础:细胞疗法的原理

时间:2026-08-17 17:03来源:www.zljrlt.com 作者:杨宁肿瘤介入医学网
这张图片是一张专业的生物医学图解,展示了 过继性细胞免疫治疗(Adoptive Cell Therapy, ACT)的三种主要策略及其未来的演进方向。为了满足详尽专业的要求,我将从图a、图b、图c 三个部分,结合背后的生物学和临床医学逻辑为您进行深度解读。 图a:基于肿瘤







这张图片是一张专业的生物医学图解,展示了过继性细胞免疫治疗(Adoptive Cell Therapy, ACT)的三种主要策略及其未来的演进方向。为了满足“详尽专业”的要求,我将从图a、图b、图c三个部分,结合背后的生物学和临床医学逻辑为您进行深度解读。


图a:基于肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的自体细胞疗法

(侧重:个体化、天然多克隆免疫攻击)

·操作流程:


1. 手术切除与分离(Remove tumor and isolate TILs):从患者体内切除实体瘤组织。在实验室中,从肿瘤块中分离出肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor-Infiltrating Lymphocytes, TILs)。这些是患者自身免疫系统中已经深入肿瘤内部、识别到肿瘤抗原的T细胞。

2. 体外激活与扩增(Activate and expand TILs):使用高浓度的细胞因子(如IL-2)在体外激活这些T细胞,并将它们大规模增殖(扩增出数十亿个)。

3. 回输(Infuse TILs):在患者进行预处理(通常是清淋化疗,以去除体内抑制免疫的调节性T细胞)后,将这些扩增好的TILs回输回患者体内。


 

·专业点评:


1. 优势:识别的是肿瘤的多抗原,因此对于异质性强的实体瘤(如黑色素瘤、宫颈癌、肺癌)反应较好。它是“非基因改造”的,仅筛选并扩增了天然存在的战斗力。

2. 挑战:分离和扩增的工艺复杂、周期长;并非所有患者都能成功分离出足够有活性的TILs;且肿瘤微环境(TME)容易诱导回输的TILs发生耗竭(Exhaustion)。

 

图b:基于基因工程改造的自体T细胞疗法(CAR-T 与 TCR-T)


(侧重:基因工程、特异性强、针对特定抗原)

·操作流程:

 

1. 采集与分离:通过白细胞分离术(Leukapheresis)从患者外周血中收集并分离出外周血单核细胞(PBMCs),从中提取出T细胞。

2. 基因转导与激活(Activate T cells and transduce):利用病毒载体(如慢病毒或逆转录病毒)将**合成受体(Synthetic receptor)**的基因导入患者T细胞的基因组中。这一步是关键,图中分为两个分支:


 

 

 CAR T细胞(CAR T cell):转导嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor)。CAR由胞外单链抗体(识别肿瘤表面特定蛋白)、跨膜区和胞内共刺激信号域(如CD28或4-1BB)组成。其特点是识别肿瘤表面抗原,且不依赖MHC分子

 TCR T细胞(TCR T cell):转导经过优化的T细胞受体(T-cell Receptor)其特点是可以识别肿瘤细胞内部抗原经MHC分子递呈的肽段,这对于胞内抗原(如癌睾抗原)非常重要。
 

3. 扩增与回输:将改造后的细胞扩增到治疗剂量,回输给患者。

 

·专业点评:

 

1. CAR-T的局限与成就:对血液瘤(如B-ALL, DLBCL)效果极其卓越,但对实体瘤效果有限,因为实体瘤缺乏特异性的表面靶点,且存在“抗原逃逸”(肿瘤下调靶抗原)的风险。

2. TCR-T的潜力:能够攻克胞内靶点,是攻克实体瘤的重要工具,但其受限于人类白细胞抗原(HLA)分型,只能用于特定HLA亚型的患者。

图c:同种异体(Off-the-shelf)通用型细胞疗法的愿景

(侧重:现货型、大规模生产、降低成本)

这部分展示了细胞治疗从“自体(Autologous)”走向“同种异体(Allogeneic)”的未来发展蓝图,结合了图a和图b的技术以及多源细胞



·核心步骤:

 

1. 细胞来源(Cell source - 右侧):图右侧按时间轴(Current -> Future)标出了三种不同等级的细胞来源:
 
 
 健康供体细胞(Healthy donor cells):目前主流思路,通过白细胞分离术从健康人获取。

 脐带血(Cord blood):免疫原性较低,干细胞特性更好。

 诱导性多能干细胞(iPSCs):未来的终极来源。可以将体细胞重编程为干细胞,无限增殖并定向分化为T细胞。

 动物原代细胞(Animal primary cells,如猪):异种移植(Xenotransplantation)的前沿探索(如基因编辑猪),距离临床还有巨大鸿沟,但为终极无穷的细胞来源提供了可能。

2. 定向分化(In vitro differentiation):特别是针对iPSCs或脐带血,将其在体外化学诱导分化为功能性的T细胞祖细胞或成熟的T细胞。

3. 基因编辑与转导(Genetic manipulation & Transduce):这里出现了比图b更进化的步骤:

 
 TCR敲除(TCR knockout):在异体输注中,极其重要的一步!使用基因编辑技术(如CRISPR)敲除T细胞原有的内源性TCR,其目的是**消除移植物抗宿主病(GvHD)**的风险,即供体T细胞攻击患者正常组织的风险。

 转导合成受体:将CAR或特定TCR导入。


4. 扩增与冻存(Expand and cryopreserve):将基因改造完成、安全验证合格的细胞大量扩增,并制备成冻存制剂(Off-the-shelf)。

5. 输注(Infuse allogenic...):当患者需要时,直接解冻输注,无需等待长达数周的自体细胞制备周期。

 

综合专业总结



这张图完整地勾勒了肿瘤过继性细胞治疗的三阶段演进


 

1. 第一阶段(图a):自然免疫力的放大。利用患者自身已存在的抗癌细胞,不加修饰,直接扩增。

2. 第二阶段(图b):精准免疫力的定制。通过基因工程给T细胞装上“导航系统”(CAR或TCR),精准攻击特定靶点,是现今商业化最成熟的路径(如Kymriah, Yescarta等)。

3. 第三阶段(图c):工业化免疫力的制造。这是目前全球顶尖细胞治疗公司(如Allogene, Fate Therapeutics等)竞争的“圣杯”。通过利用iPSCs健康供体,结合多基因编辑(敲除TCR、敲除MHC等),制造**通用型(Universal)**细胞药物。
目前面临的核心瓶颈(图c尚未完全实现的难点):


 
 
· 免疫排斥:除了敲除TCR避免GvHD外,供体细胞还容易被患者自身的免疫系统清除(宿主抗移植物反应,HvGR),这需要进一步敲除MHC I/II类分子或引入“隐盾”分子(如CD47)。

· 持久性:体外分化(尤其是iPSC来源)的T细胞往往缺乏“记忆干细胞(Tscm)”特性,回输后体内持久性差。

· 安全性:基因编辑带来的脱靶效应(Off-target)以及细胞在体内过度活化引发严重CRS(细胞因子风暴)的风险。



 

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