原创翻译基础免疫学发现到肿瘤免疫治疗
医院订阅哦！原创翻译，转载请务必注明出处译者：叶真龙导读近年来肿瘤免疫治疗发展如此迅猛，当然离不开近50年免疫学基础和相关技术进步，这些进步使检验点抑制和T细胞修饰成为可能。在此，我们将重温并谈论一些推动肿瘤免疫治疗发展的重要研究成果。其中，胸腺功能、T细胞和免疫监视机制的发现都是如今靶向免疫治疗和嵌合受体发展的基石。机体的免疫系统是我们防御感染以及其它外源物质（移植物和肿瘤）的保护系统，维持着我们的完整性。免疫学和肿瘤学之间源远流长的关系，属于生物医学范畴。在过去50年里，两者不断相互交叉发展。在此，我们重数在T细胞的发现至肿瘤免疫治疗应用史上的重要事迹。对小鼠白血病的经典研究是后期胸腺淋巴细胞发现、成熟和分类的根基。接下来的一序列研究引出了免疫监视理论，另外免疫编辑学说让人们重新认识到免疫系统在肿瘤发生发展过程中的双重作用。随着对抗原识别、T细胞激活和共刺激分子信号的认识，科学家们渐渐开始尝试将这些知识转化应用到肿瘤治疗中。肿瘤浸润T细胞（TumorinfiltratingTcells）也被用于对一些黑色素瘤患者的过继细胞治疗（ACT,Adoptivecelltransfer）中。紧接着肿瘤疫苗也被研发出，用于增强患者本身的抗肿瘤免疫反应。近来热门的两种治疗方式都是通过改造共刺激信号调控T细胞活性发展而来。一种是采用单克隆抗体技术，通过检验点抑制或Treg细胞祛除对共刺激信号分子CTLA-4、PD-1进行抑制，从而使肿瘤浸润T细胞从中解脱。另一种是采用转基因技术，使患者T细胞重新靶向肿瘤抗原并增强T细胞活性，从而克服肿瘤细胞和肿瘤微环境形成的肿瘤免疫障碍。这两种技术被《科学》杂志评为年度技术突破，CTLA-4抗体Ipillimumab于年获得FDA批准，CD19-CAR也于年被授权用于ALL（Acutelymphoblasticleukemia）的临床治疗。本文将重温在肿瘤免疫治疗发展史中重要的基础研究成果。白血病引发的免疫学“血案”年以前，胸腺一直被认为是进化过程中残留的多余器官，仅仅是淋巴细胞的坟墓。直至年，Gowans等人发现再循环的淋巴细胞依然具有正常细胞免疫反应或体液免疫反应的能力，但胸腺淋巴细胞被认为不具有上述免疫能力，因为不进行再循环，因此也无法将免疫反应传输至适当的受体。再者，胸腺切除也未给成年动物免疫能力带来不利影响。尽管如此，-期间，由于发现Gross白血病毒会引起小鼠发生淋巴细胞白血病，因此很多实验用的是切除了胸腺的新生小鼠。为了在不容易患白血病的小鼠上研究白血病，小鼠在一出生就接种Gross病毒。接种病毒1月后进行胸腺切除可以有效防止白血病的发生，接种病毒的小鼠成年后，胸腺切除6月后再移植新生小鼠胸腺依然能患白血病。这试验清晰的说明，病毒一直潜伏在小鼠的非白血病相关的胸腺组织中，因为切除了胸腺。因此有人猜想，诱发不容易患白血病的小鼠患白血病的话，病毒必须在小鼠刚出生时接种，因为病毒要在仅存于新生胸腺中的一些细胞中进行复制。为了验证这一猜想，小鼠一出生就进行了胸腺切除，之后立马接种病毒。这些切除了胸腺的小鼠断奶后几周内还是好好的，可后来非常消瘦，病的病，死的死。这个现象在成年小鼠胸腺切除后不会发生。解剖发现这些小鼠肝脏由于感染HBV病毒严重受损，血液和淋巴组织中的淋巴细胞非常少。淋巴细胞在移植物排斥和其它一些免疫反应中发挥作用，因此切除胸腺的新生小鼠在出现断奶后消瘦之前用来研究对外源皮肤移植物的免疫反应。结果发现，它们对外源皮肤移植物没有产生免疫排斥反应，尽管供体与受体之间存在显著的MHC-H2差异，上述小鼠对一些特定的抗原绵羊红细胞和伤寒沙门菌H等之类的也无法产生正常的体液抗体反应。胸腺移植能恢复免疫反应，但是对胸腺供体种属来源的皮肤移植物依然不排斥。这说明免疫耐受可能来源于胸腺：抗原物质与胸腺分化而来的一些细胞接触后通过某些机制抑制这些细胞成熟，因此无法正常免疫反应。该负选择假说在后期被超级抗原和转基因小鼠技术证实，同时揭示出胸腺细胞的正负双选择机制。胸腺细胞分化方面的事件综述近期已有发表。关于胸腺是否通过播种细胞至其它淋巴系统来执行功能的，这一点很重要。在那时还没有鉴定不同来源细胞的标记，因此选用T6品种小鼠，因为它的细胞由于在M期会出现两分染色体而被鉴定出。F1代小鼠双亲都在刚出生时进行了胸腺切除，其中一只是T6品种小鼠，两只小鼠均移植来源于另一F1代品系小鼠的胸腺并用不同品种供体来源的外源皮肤进行免疫刺激。根据M期细胞的染色体组成分析发现脾脏中约15-20%的细胞来源于移植的胸腺。这一现象证实了胸腺确实产生了迁移的细胞，这些细胞在迁移之前成熟或者在迁移至外周淋巴细胞库中成熟从而具有免疫功能。尽管成年小鼠进行胸腺切除对其免疫能力没有什么影响，但对小鼠本身肯定会带来一些问题，毕竟淋巴系统遭到如同全身照射后的破坏。小鼠进行局部照射或全身照射时骨髓对小鼠（ATxBM）具有保护功能就是这种情况。这一模型对于后期免疫功能研究来说非常有用。所有的这些成果起初或多或少都受人批评怀疑。模棱两可的批评更比比皆是，有人质疑说：小鼠的情况比较特殊，这些结果不能说明人体中的问题。这确实值得验证，用于试验的小鼠毕竟是关在普通笼子里的，新生胸腺切除带来的损伤使它们非常容易受感染。但当把试验小鼠在无菌环境饲养下并进行试验后，这种质疑的声音马上就被平息，因此这种小鼠在进行新生胸腺切除后并未出现异常消瘦，而且也还是无法对异源皮肤移植物产生排斥反应，尽管具有MHC-H-2差异。年，裸鼠问世，免疫学家们从此也不再怀疑胸腺的免疫功能了。胸腺先天萎缩的DiGeorge综合征儿童患者，进行胸腺移植后能重获免疫力。但主要的问题在于组织兼容性和供体来源。近期通过人工高表达Foxn1基因将小鼠胚胎成纤维细胞重编程至新生胸腺上皮细胞的重要研究成果又为胸腺组织制备迈出成功的第一步。小鼠T细胞和B细胞的鉴定如前所述，Gowans报道称再循环的淋巴细胞能产生细胞免疫反应和分泌抗体的体液免疫反应。Gowans还猜想这些细胞亦或者也参与了抗原刺激免疫反应过程。因为新生胸腺切除后的小鼠既不能产生细胞免疫反应，也不能产生一些体液免疫反应，因此迫切需要证实新生胸腺切除小鼠不但缺少血液淋巴细胞，同时还缺少再循环淋巴细胞。后来科学家通过对新生胸腺切除小鼠和照射小鼠模型插入胸管进行24-48小时时间段的淋巴收集。得出结论称绝大部分收集到的淋巴细胞（TDL）都来源于胸腺组织，并在后期试验中得到证实。那这些细胞是否也参与抗体产生和排斥反应呢？下面两个试验表明，答案有可能为否。Claman发现照射小鼠进行同源骨髓和胸腺细胞双重移植比单移植骨髓或胸腺细胞能产生更多的抗体。那时还没有抗体标记，因此产生抗体的细胞的来源很难鉴定。但Burnet实验室用鸟类进行上述试验得出不一致的结论，注射睾丸素对其法氏囊进行破坏后，试验鸟类无法产生抗体，胸腺的萎缩也使得试验鸟类无法产生排斥反应。Burnet就上述现象解释道：哺乳动物没有法氏囊，在哺乳动物中，胸腺有可能也行使着鸟类法氏囊的功能，即将能产生抗体的细胞运输至机体。年和年，Miller和Mitchell采用CBA小鼠骨髓和胸管淋巴细胞（TDL）对新生胸腺切除的CBA照射小鼠进行胸腺重建试验，并用绵羊红细胞进行免疫刺激。结果发现试验中的ATxBM小鼠接受了TDL细胞注射后，能产生抗体分泌细胞并裂解绵羊红细胞。当绵羊红细胞和脾脏细胞进行共培养斑点试验时证实了上述现象。接下来就是证实TDL细胞是不是能产生抗体分泌细胞的时候。简单的将抗CBA品系小鼠抗原（致敏C57BL小鼠而来）的血清与CBA小鼠组织加至平板中或抗C57BL品系小鼠抗原（致敏CBA小鼠而来）的血清与C57BL加至平板中观察反应就能解开上述疑问。后者应该杀伤一切CBA与C57BL杂交子代小鼠TDL来源（即胸腺来源）的抗体分泌细胞（图1）。试验结果异常振奋人心，毫无疑问的证实了抗体分泌细胞并非来源TDL细胞而是来源骨髓。因此淋巴细胞也可以分为两类，一类胸腺来源的T细胞，不产生抗体，但对另一类B淋巴细胞从骨髓分化形成、产生抗原特异性抗体非常重要。同时也具有协助骨髓源性淋巴细胞产生抗体。因此，鸟类法氏囊相当于哺乳动物的骨髓。图1.图解T细胞和B细胞分别来源于胸腺和骨髓将淋巴细胞分为上述两类起初也遭到一些反对。在年举办的一次BrookLodge会议上，Good声称不能将胸腺源性细胞和骨髓源性细胞分开，因为胸腺源性细胞本身就来源于骨髓，他还说自己有证据能证明在兔子中，骨髓存在于髂淋巴组织和阑尾淋巴组织中。大会上，证实了再循环淋巴细胞免疫功能的Gowans说：“要不是Miller的试验，我可能会假设在我们所有的试验中都只存在一种淋巴细胞，但居然我们有两种淋巴细胞甚至相互协同作用，那我们就应当对其进行特性分类，一种胸腺源性淋巴细胞，另一种骨髓源性的淋巴细胞。问题就在于如何将两种细胞联合起来。联合会给相互之间带来什么问题？随机组合似乎解决不了问题。”接下来来自澳大利亚国立大学免疫学教授提出更简短的讽刺性批评，T细胞和B细胞那就是“bullshit”的起始字母。上述的一些简单试验，虽没有采用现代技术基因打靶、CD抗原分类、单抗和流式检测等，但依然改变并推动了免疫学的发展。要证实T细胞和B细胞的存在，就需要重复一序列的免疫学现象试验，包括免疫传递效应、免疫耐受、记忆性免疫、免疫缺陷、自身免疫和免疫反应中T细胞和B细胞的功能。后期还需要进行一序列试验对淋巴细胞进行亚类分群和功能鉴定。抗原识别受体是B淋巴细胞的Ig分子，但也有人反对称T细胞受体也能识别抗原。一些学者强烈声明说存在另一种Ig分子IgT。尽管如此，其他一些学者证实出T细胞的Ig分子来源于B细胞，与T细胞Fc受体结合上去的，Ig分子VH表达序列的RNA分子在T细胞中无法检测到。单抗的发现最终导致TCR结构的阐明，很快人源和鼠源单抗的编码序列就被克隆出。TCR链（α和β或γ和δ）和Ig分子高度同源，并且与T细胞膜上的CD3相互作用，形成由多肽链γ、ε、δ和二硫键连接的ζ-ζ同源二聚体或ζ-η异源二聚体组成的复合物。这些复合物不但调控TCR的表达与组装，还负责抗原结合后的信号传递。TCR能介导转基因小鼠的抗原特异性为20年后以TCR为基础的T细胞修饰做好铺垫。既然T细胞和B细胞采用不同的抗原特异性受体，那与抗原结合机制是不是也不同呢？确实如此，B细胞能识别可溶性抗原，T细胞一般识别抗原递呈细胞（APC）或病毒感染的细胞表面的抗原分子。小鼠体内感染病毒后的细胞毒性T细胞分离出来在体外进行杀伤试验发现，T细胞只对和T细胞来源种属一样MHC分子分型的靶细胞有作用。这说明，在病毒产物和细胞表面MHC分子之间存在一种连接，TCR的特异性同时与MHC分子和病毒产物相关。这种现象后面被定义为MHC限制作用，MHC分子是限制作用的重要元素。T细胞实际只识别嵌入MHC分子的小段肽段。T细胞和B细胞对抗原的处理与肿瘤免疫和肿瘤细胞免疫逃逸密切相关。肿瘤细胞基因组不稳定从而突变导致细胞表面抗原或MHC分子的缺失因此能防止T细胞和B细胞的免疫反应。CARs有效的将两种免疫反应模式和IgVH基因的优势应用至T细胞中。后来T细胞亚群和功能也被鉴定出来，包括CD4、CD8T细胞、NKT细胞和CD4+CD25+FoxP3+表型的Treg细胞。自身免疫耐受，如前所述，主要是通过胸腺中自身反应的胸腺细胞负选择实现。尽管如此，有些自身免疫的T细胞（与自身抗原低亲和的T细胞）逃至外周，在外周中也有通过Treg细胞功能的防止自身免疫的耐受机制。Treg细胞要么由T细胞发育过程产生，要么经初始CD4+T细胞诱导分化形成（称为iTreg），并表达转录因子Foxp3标记物。这些细胞通过高亲和力的IL-2三聚体受体大量吸收IL-2，从而使得其它T细胞缺失IL-2生长因子，但肿瘤微环境中的Treg细胞抑制其它T细胞摧毁肿瘤细胞的具体机制尚不完全清晰。有可能与TGFβ、IL-10、IL-35等抑制性因子的产生有关。本文的目的不在于对T细胞和B细胞发展史中重要研究成果的具体描述，相关综述已有发表。但值得一提的是，有些T细胞发育或功能调控基因正用于免疫缺陷疾病的治疗，包括编码IL受体通用的γ链基因、编码Wiskott-Aldrich综合症蛋白的基因等等。免疫监视至肿瘤疫苗和过继T细胞疗法研究揭示新生胸腺切除小鼠比正常小鼠对致癌物质（比如3,4-苯并芘）和多瘤病毒更敏感，这为后期PaulEhrlich的免疫监视学说提供了实验基础。“我相信在发育过程中，经常会有细胞出现恶变的情况，但大多数都安然无恙因为免疫系统保护着我们。我也相信，这种先天免疫并不是抗菌体决定的，而是细胞层面的因素决定，这也就是为什么老年人群中癌症更普遍”Burnet在自己的肿瘤免疫机制文章中如此说。许多科学家在鉴定淋巴细胞在防御恶变细胞过程中的重要性方面做了很多工作。确信的是，这种淋巴细胞的功能缺失会造成细胞癌变频率变高，虽然强致癌物引起的细胞癌变免疫原性很强。尽管如此，试验用的胸腺缺失的裸鼠并没有更容易的自然患癌，因此未能验证上述结论。另外，同时缺失T、B、NKT细胞的RAG基因敲除小鼠在18周龄时候自发患上胃肠上皮癌症；免疫缺陷SCID小鼠患淋巴瘤的可能性更高，大约2%的老龄鼠患有各种非胸腺相关肿瘤。目前已经很明确了，就是免疫抑制人群，比如移植后免疫抑制治疗患者，更容易患皮肤癌、宫颈癌和淋巴癌等恶性肿瘤。关键问题就是：这是由于免疫监视缺失所致吗，还是更容易受各种致癌病毒（HPV,HCV,EBV,HIV）的攻击所致呢。自发肿瘤细胞抗原大多数都是自身抗原，靶向这些抗原的淋巴细胞在胸腺中就被去除了。但这些抗原低亲和力的一些特异性淋巴细胞有可能逃过胸腺去除过程迁移至外周，在外周中，这些细胞有可能被肿瘤细胞利用。一些自发肿瘤具有高突变频率，因此有可能产生在胸腺中不存在的一些外源性新抗原（比如：BCR-Abl，突变的P53）。这种情况下T细胞和抗体免疫极有可能将其消灭。但不清楚这种点突变发生的概率多高。也有一些情况下，病原体诱导的特异性淋巴细胞也参与新型抗原免疫反应过程。免疫监视机制相关的一系列发现都表明T细胞和B细胞抗体能识别并消除肿瘤。肿瘤是怎么形成的呢，因此就产生了癌症免疫编辑学说。学说提出肿瘤发生的三个时期：消除期，平衡期和逃逸期。在第一个时期期间，肿瘤形成过程中被先天和后继性免疫机制消除。即使未能对突变型肿瘤细胞进行有效消除的话，后继免疫依然可能将这些肿瘤细胞控制着不生长甚至长达宿主一生的平衡期，而且不出现临床表现。但持续对基因组不稳定的肿瘤细胞进行免疫筛查，会导致突变体的形成，突变体通过下调抗原或MHC分子的表达、分泌免疫抑制细胞因子TGFβ和IL10、招募Treg细胞，而不再受效应T细胞识别控制。因此这些突变体细胞就发生逃逸并出现临床表现。肿瘤疫苗GVAX等被用于无或弱免疫原性肿瘤的治疗。GVAX同时表达肿瘤抗原和另外两种重要的辅助因子GM-CSF和PAMPs，辅助因子可以激活肿瘤细胞抗原低亲和力的T细胞。这种疫苗与靶向Treg等抑制性细胞的化疗药物cyclophosphamide联合，再结合CTLA-4和PD-1/PD-L1抗体，如果能有效诱导肿瘤特异性T细胞反应的话就有可能治愈肿瘤。但对低突变的肿瘤治疗就更艰难。对T细胞反应的研究产生了另一种肿瘤免疫治疗方式，Rosenberg和同事开辟性的利用患者自身的肿瘤浸润淋巴细胞TIL治疗肿瘤。在TIL治疗过程中，黑色素瘤患者肿瘤组织中的T细胞被分离并进行预处理后用IL-2因子进行刺激培养。但这种方法并不适用于所有黑色素瘤患者和其它一些肿瘤的治疗。对于EBV引起的淋巴增生（EBV感染的B细胞充当病毒性肿瘤抗原的APC细胞），肿瘤特异性T细胞已经成功从健康人外周血分离并用于兼容型患者受体的治疗。用于取代上述EBV感染的B细胞或DC细胞的人工APC系统被开发出并用于T细胞的筛选和扩增。T细胞激活机制成就检验点抑制和T细胞修饰免疫疗法绝大部分自发形成的肿瘤细胞都会表达自身抗原并使其递呈于MHC分子表面。具有这些抗原分子高亲和力TCR的T细胞在胸腺中负选择性的删除。在高突变率的黑色素瘤中，有些突变蛋白发生改变而作为非自身抗原表达于细胞表面，因此被CD8+T细胞识别。那为什么这些肿瘤细胞没有被激活的CD8细胞杀灭呢？对T细胞激活的分子机制的各种研究逐渐解开这个谜题并为增强或重获T细胞功能提供有力支点。T细胞激活起始需要两种信号，一种来源于MHC分子与APC细胞的相互作用，另一种来源T细胞共刺激分子CD28与APC细胞表面的CD80和CD86受体相互作用。还有一些共刺激分子受体对T细胞扩增和记忆性T细胞的维持很重要。激活信号分子和共刺激信号分子终将成就如今两种不同的抗癌武器，其一是以单克隆抗体技术为基础，另一种以基因改造技术为基础。扭转肿瘤保护性免疫抑制在正常情况下，T细胞反应会受到抑制性检验点的调控，包括CTLA-4（CD）、PD-1（CD）、BTLA（CD）等，防止细胞毒性效应细胞的过度增殖和杀伤以及自身免疫。CTLA-4分子通过与CD28竞争CD80和CD86配体机制调控初始T细胞和记忆T细胞的激活起始阶段，即抗原递呈后的24-48小时。CTLA-4通过剥夺CD28共刺激分子的胞外受体抑制共刺激信号。CTLA-4表达于T细胞表面，主要功能是下调CD4Th细胞活性和增强Treg细胞介导的免疫抑制作用。人体中CTLA-4的缺失或突变均会导致各种自身免疫疾病的发生。近期研究发现，在伴有低丙球蛋白血症、反复感染、多发性自身免疫的常见变异型免疫缺陷综合症的一种更常见的亚型中鉴定出CTLA-4基因exon1中存在杂合型无义突变。PD-1在T细胞激活和慢性抗原对T细胞持续刺激后表达，用于限制活性T细胞的活性。与CTLA-4不同，PD-1不但在所有T细胞中表达，同时也在活化的B、NKT细胞中表达。PD-1的主要功能体现在感染引起的炎症反应过程中。一些病毒感染引起的慢性抗原刺激会诱导抗原特异性活性T细胞疲态。另外，炎症组织会诱导PD-1配体分子（PD-L1，PD-L2）的表达，从而下调T细胞活性防止过度免疫和自身免疫。与CTLA-4相似，PD-1基因突变也会导致自身免疫疾病的发生。理论上，这些抑制性检验点的拮抗剂能使T细胞更有效的增殖并控制病毒感染和肿瘤的发生。但CTLA-4或PD-1的增强剂也有可能防止自身免疫、过敏和移植排斥反应的发生。在很多肿瘤中，肿瘤细胞会表达PD-L1与PD-1相互作用限制相应的T细胞反应。此外，肿瘤微环境中活性T细胞分泌的IFN-γ会上调肿瘤细胞和间质细胞中PD-L1的表达。专职抑制T细胞活性的Treg细胞也会被招募到肿瘤微环境中，对肿瘤浸润细胞毒性T细胞进行抑制。而Treg更是高水平表达CTLA-4和PD-1分子，这更加增强了Treg细胞对T细胞的抑制作用。因此这些受体也是抗体介导Treg细胞消除的靶点（图2）。小鼠Treg细胞CTLA-4基因的缺失会导致系统性淋巴增生、致死性自身免疫和IgE异常分泌等疾病的发生，但同时也促进了肿瘤免疫反应。另外，T细胞的Sema4a和Treg细胞的Nrp1互作会促进Treg细胞功能和存活。Nrp1是Treg细胞抑制抗肿瘤免疫反应的必需因子，因此Sema4a-Nrp1信号是消除Treg细胞介导的肿瘤免疫耐受的潜在靶点。抑制性髓源细胞在一些肿瘤中也会发生积累并抑制抗肿瘤免疫反应。图2.抗体介导的T细胞免疫反应中负调控因子的抑制作用示意图单克隆抗体技术衍生出了多种靶向细胞表面分子的免疫疗法。尤其是近期火热的CTLA-4和PD-1/PD-L1抗体，通过使T细胞挣脱增殖的限制，促进其对肿瘤细胞的杀伤。早在年，Allison首次用CTLA-4抗体在小鼠模型恢复了小鼠的抗肿瘤免疫能力。治疗转移性黑色素瘤的CTLA-4抗体主要有两种，ipilimumab和tremelimumab。PD-1/PD-L1抗体目前有八种在进行临床试验：靶向PD-1的nivolumab,pembrolizumab/MK-,pidilizumab和AMP-，以及靶向PD-L1的BMS-,MEDI,MPDLA和MSBC。另外，靶向其它检验点分子TIM3，LAG3，VISTA抗体以及T细胞共刺激分子OX40和CD增强剂也正被尝试用于肿瘤免疫治疗。同时靶向CTLA-4和PD-1的抗体治疗在一些黑色素瘤患者的治疗中，展现出更好的疗效。靶向Treg细胞高表达的趋化因子受体CCR4的单抗和PI3激酶抑制剂对检验点抑制抗体有协助功能，从而激活T细胞并用于癌症的免疫治疗。T细胞修饰的应用前景转基因技术的出现，尤其是采用γ-慢病毒载体对人T淋巴细胞进行基因改造，使得T细胞修饰相关的免疫疗法成为可能。患者T细胞，很容易从外周血中获得，进行TCR或CAR改造后可以重新靶向肿瘤细胞。两种方法在靶向CD19治疗急性淋巴细胞白血病和靶向NY-ESO1治疗黑色素瘤中都取得成功。CARs是人工将组合抗原受体与B细胞和T细胞抗原识别机制整合形成。突破HLA限制的CAR具有极其诱人的应用前景，可以用于所有HLA型的患者，与TCR不同，CAR同时还能克服肿瘤细胞下调的HLA分子使得T细胞胞内TCR配体缺失障碍。CARs的核心功能在于，不仅介导T细胞靶向肿瘤抗原，还增强T细胞的功能。因此，与共刺激分子整合借助共刺激分子信号来增强T细胞功能能有效提高CARs的效果。二代CARs在B细胞恶性肿瘤的临床治疗中展现了良好的效果，命名为第二代CAR是为了强调其CD3ζ链融合的共刺激分子受体。这些分子的进化主要有三个阶段。当Weiss等人克隆出了CD3ζ链时候，新发现的T细胞特异性链缺少胞外区域，因此与CD8、CD4或CD25进行融合表达，从而使得抗体介导的交叉ζ链融合受体成为可能。这些研究使用的是白血病T细胞，并发现ζ链具有激活功能。后来Eshhar等人首次报道Ig源性的scFv片段的添加赋予了这种融合受体不同的结合能力，从而使转染的杂交瘤T细胞获得新的特异性。有了这些技术之后，我们就可以检测ζ链CAR的临床功能特性。我们发现这些ζ链CAR即使受到抗原刺激也无法介导T细胞的扩增，这也符合T细胞激活需要两种信号刺激理论和一代CAR在小鼠模型上得出的结论。这促使我们将T细胞共刺激分子与CAR联合，缔造双重信号的受体，我们发现双重信号的CAR在抗原反复刺激的情况下能增强外周血T细胞的增殖和功能。当时的这些研究为后期功能性T细胞的修饰成功铺垫（图3）。新型二代CAR具有令人兴奋的肿瘤免疫治疗前景。近期也有文章对CD19CAR进行了综述。CAR治疗目前正指向其他血液疾病和实体瘤，包括没有新抗原的恶性肿瘤，希望能更有效的抑制肿瘤生长。图3.T细胞修饰和CAR的改造原理示意图CAR也还可以与共刺激分子配体、嵌合共刺激受体或细胞因子IL-15、IL-2等联合使用，进一步增强T细胞的功能、特异性和安全性。与CAR不同，CCR不是通过激活T细胞，而是打破凋亡机制使T细胞更长时间生存，起到靶向抗原的作用。抗原特异性抑制受体，比如CTLA-4和PD-1相关的iCAR进一步为重组受体治疗拓宽视野。将来有可能将胸腺相关机制和细胞修饰更好的联合，体外重建胸腺成熟技术、多能干细胞诱导分化形成T细胞技术等都将为多功能、兼容性更强T细胞的产业化打下坚实的基础。展望转化医学领域科学家们已经成功的将基础研究成果转化应用于各种疾病，尤其是癌症的临床治疗中。当初没人想得到，对病毒感染引起的白血病的研究会揭示出新生小鼠胸腺的免疫功能。后来，全球性的研究对我们如今了解到的T细胞激活调控机制及其临床应用都有重要的推动作用。单克隆抗体和转基因技术的诞生使得T、B细胞抗原识别、T细胞激活、T细胞共刺激信号相关机制应用于检验点抑制和CAR-T细胞疗法成为可能。尽管一些重要的分子信号通路和细胞间的相互作用已经清晰明了，但还需要更多的探索发现，还需要进行更多的免疫研究。免疫学孕育了免疫治疗，免疫治疗也将继外科手术、放射治疗、化学药物治疗之后在肿瘤的治疗大殿中占有重要的一席之地。原文检索信息标题：
Thejourneyfromdiscoveriesinfundamentalimmunologytocancerimmunotherapy
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