▉ 导读
肿瘤，一种机体自身细胞失去调控而异常生长引起的疾病，随着科学的发展，采用不同的方法治疗。从手术切除，放、化疗，再到时下大热的，无一不展现着人类应对恶疾的智慧。在免疫学研究中，我们认识到T细胞的“杀手”功能。如今，我们通过各种技术手段对其进行改造，用以治疗人类疾病。
▉T细胞
T细胞起源于骨髓，成熟于胸腺，经过选择（包括阳性选择和阴性选择。T细胞在胸腺发育过程中根据表面CD4和CD8表达的不同，分为三个阶段：双阴性CD4-CD8-、双阳性CD4+CD8+、单阳性CD4+或CD8+。阳性选择是T细胞发展到双阳性阶段经历的特定检查点，TCR可与抗原肽-MHC结合的T细胞被保留，其余无法结合的双阳性T细胞发生凋亡，淘汰率95%以上。同时，阳性选择决定了T细胞的最初分化，TCR能识别胸腺上皮细胞表达的MHC II类分子，双阳性T细胞会分化为CD4+T细胞，能识别MHC I类分子,会分化为CD8+T细胞。阳性选择后，T细胞在胸腺髓质经历阴性选择，如果TCR与胸腺树突状细胞或胸腺髓质上皮细胞自身抗原肽-MHC高亲和力结合，会诱导凋亡；中等亲和力结合，会发育成具有抑制活性的天然调节性T细胞；低亲和力结合，才能成为最终存活并成熟的T细胞。），通过血液循环和淋巴循环进入外周。
T细胞在胸腺经历“阳性选择”与“阴性选择”
外周T细胞包括不同亚型，如初始T细胞（Naive T cells），具有与新抗原反应的能力；记忆T细胞（Memory T cells），源于历史抗原激活，可提供长期免疫；调节性T细胞（Treg），可分为天然Treg和诱导型Treg，负免疫调节作用。
免疫反应是这样发生的：初始T细胞与携带抗原的树突状细胞（DC）接触，TCR与抗原肽-MHC结合，引发T细胞分泌IL-2，IL-2促进T细胞增殖并分化为效应T细胞（Effector cells），效应T细胞迁移至不同位点清除靶抗原。活化的效应细胞寿命很短，一部分作为记忆T细胞留存下来，记忆T细胞具有迁移能力、定位点、自我更新能力差异，但其均可提供长期免疫，并在再次遇到相同抗原时，迅速启动免疫保护。
人类不同发育阶段T细胞功能变化
人类的成长发育过程中，T细胞的组成和功能也会发生变化。
婴儿期和童年，T细胞以源自胸腺的初始T细胞为主，同时伴有大量Treg。该阶段，当机体遇到大量新生抗原时，初始T细胞发挥重要功能，Treg则为普遍存在且无害的抗原提供耐受，同时记忆T细胞形成。记忆T细胞在童年积累，在青少年趋于稳定，并维持数十年。青年阶段，新抗原出现减少，免疫耐受不再普遍，T细胞的功能以维持稳态，发挥免疫调节、免疫监视作用为主（大量重复抗原、慢性疾病以及肿瘤监测）。老年阶段，免疫衰退，炎症增加，出现免疫失调。
不同年龄阶段，不同机体部位，T细胞组成区别
T细胞几乎存在于机体的每个器官和组织。
其中淋巴组织，如骨髓、脾脏、扁桃体最多，大约有500-700个淋巴结。粘膜部位，如肺、小肠、大肠和皮肤也很多。外周血T细胞仅占总体的2-3%。生命早期，初始T细胞和Treg主要存在于淋巴结和粘膜，记忆T细胞位于如小肠、肺等粘膜。童年以后，记忆T细胞作为主要T细胞亚群位于整个身体。与粘膜和屏障区相比，淋巴组织中记忆性T细胞较少，揭示不仅在生命不同阶段，而且在不同机体部位，T细胞也发挥不同功能。
▉肿瘤免疫逃逸
尽管免疫系统时时刻刻保护着我们的身体，避免外界和自身的伤害，可作为“敌方”的抗原也想摆脱免疫系统的攻击，实现自我的圆满。肿瘤免疫逃逸（Tumor immune escape）即是在这种“敌我较量”中，肿瘤细胞逃脱免疫监视的过程，其结果自然是肿瘤细胞的存活及无限增殖。
肿瘤细胞主要通过以下几个机制逃避免疫：
一、低免疫原性。也就是说，免疫细胞把它们当成正常细胞。Why？Because部分肿瘤细胞不表达正常细胞以外的蛋白肽。而另一些肿瘤则已失去一个或多个MHC分子，并且大多数不表达激活初始T细胞所需的共刺激蛋白。（肿瘤生态学，哈哈）
二、被识别为自体抗原。在没有共刺激信号的情况下，提呈的肿瘤抗原被T细胞应答后，T细胞发生免疫耐受。（这点更厉害）
肿瘤逃逸机制
三、抗原调整、变化作用。从这点来说，肿瘤好像孙悟空，他会72变。肿瘤最初表达的抗原其实是可以被免疫系统识别和攻击的。但随着肿瘤特异性抗体的出现，被抗体识别的肿瘤抗原发生诱导型内化，同时由于肿瘤细胞不断发生基因重排，其表达抗原也会发生变异，从而使这些抗原减少甚至消失，最后这些不表达该抗原的肿瘤细胞形成选择优势。
四、肿瘤诱导的免疫抑制作用。肿瘤通常产生免疫抑制分子，如TGF-β、IL-10，IDO（通常指IDO01，色氨酸双加氧酶，炎症反应中，干扰素γ可诱导IDO01的表达，作为免疫应答的一部分，通过消耗病原体生长所需的色氨酸，实现保护宿主免受病原体感染的作用。肿瘤组织中，肿瘤细胞通过该物质抑制机体免疫应答，同时促进肿瘤细胞血管生成。）或PD-L 1，可以直接抑制免疫应答，也可以招募Treg，发挥免疫系统抑制作用。
五、肿瘤诱导产生豁免区域，即肿瘤细胞瘤通过分泌如胶原蛋白等大分子，在肿瘤周围形成物理屏障，阻止淋巴细胞、APC抗原提呈细胞等进入肿瘤区。
总结肿瘤逃逸机制通俗版：我是好人，把我当成好人，我藏起来，看我的厉害，我有保护罩。
然而，尽管肿瘤细胞通晓“72变”，依然逃不过“如来佛祖”科学家们的法宝，其中就包括CAR-T和TCR-T。
▉CAR-T VS TCR-T
然而，尽管肿瘤细胞通晓“72变”，依然逃不过“如来佛祖”科学家们的法宝，其中就包括CAR-T和TCR-T。
CAR-T就是时下国内大热的嵌合抗原受体T细胞疗法，在血液性肿瘤领域疗效显著。凭借着CD19靶点，在临床试验中获得了亮眼的数据。CAR-T简单来说，就是在T细胞上嵌合抗原受体。靶点的选择最为关键（需要靶向性好，在正常组织几乎不表达），靶点选择好后，通过筛选该抗原特异性单克隆抗体，获得scFv编码基因序列。在该序列中添加铰链区，跨膜结构域，胞内信号传导结构域基因序列构成CAR基因（具体可参考该链接：）。CAR基因通过病毒或非病毒载体形式导入T细胞（外周血分离病人特异性T细胞），在T细胞内表达，形成CAR-T细胞。
CAR-T细胞之CAR结构
CAR-T细胞与TCR-T细胞最大的区别在于前者不受MHC限制，只要scFv与靶抗原结合即可激活T细胞功能。在实体瘤治疗方面，可用于CAR-T细胞制备的靶点筛选困难，几乎找不到仅在肿瘤组织表达，而在正常组织不表达的靶点。由于肿瘤细胞具有免疫逃逸机制，即便筛选到合适靶点，肿瘤细胞也会在CAR-T杀伤过程中，出现抗原丢失或调节。同时在肿瘤细胞表面表达受体促进CAR-T细胞凋亡。CAR-T细胞在实体瘤领域最大的致命伤为仅可与细胞表面抗原结合，面对实体瘤构建的层层壁垒，CAR-T细胞发挥不了任何作用。
针对上述CAR-T面对实体瘤的尴尬，科研人员也提出一些方法供实验参考。
1、一些细胞因子受体可以识别上调的肿瘤微环境（TME）中的细胞因子，通过构建装载这些细胞因子受体的CAR-T细胞，增加CAR-T细胞的浸润能力。同时，也可设计可解离TME中胞外基质的CAR-T细胞用以清除物理屏障。
2、可以构建既可靶向肿瘤细胞，也可靶向免疫抑制因子或免疫抑制细胞的CAR-T细胞，以对抗肿瘤免疫抑制效应。
3、通过加强胞内信号传导结构域信号传导功能，降低T细胞耗竭。
与CAR-T相比，TCR-T更类似于人体中天然的T细胞，实际上，TCR-T构想最初源于TIL（肿瘤浸润T淋巴细胞），一种天然存在于肿瘤组织中的T细胞。由于TIL数量较少，不是任何肿瘤组织中都存在，于是科学家们想到了制备工程化TIL，也即是当前TCR-T的前身。与CAR-T相比，TCR-T不仅能够靶向细胞表面蛋白质，还可以靶向细胞内蛋白质。正是这点，使TCR-T更适合应用于实体瘤治疗（扩大靶点选择范围）。
CAR结构和1-4代CAR区别
肿瘤抗原包括TAA和新抗原两类，TAA为肿瘤相关抗原，在肿瘤组织中大量表达，在正常组织表达受限；新抗原为仅在肿瘤组织表达的抗原，是细胞基因变异的结果。关注新抗原是癌症免疫治疗的有效选择，由于新抗原不会传递给胸腺细胞，因此T细胞不会经历阴性选择，提高了筛选高亲和力TCR的机会。然而，新抗原往往具有患者差异，使临床开发受限。其次，新抗原在整个肿瘤组织中，可能是异质的，存在不均一性。而且，不同肿瘤的突变率差异大，不是所有肿瘤都存在新抗原。
图源 National Cancer Institute
TCR-T在工程免疫学发展史上早于CAR-T，CAR-T在临床开发上比TCR-T成熟，相比于CAR-T，TCR-T在临床开发上设计的环节更多，譬如靶点选择，TCR中α、β链匹配，TCR亲和力调整等，而且受到MHC限制。
毫无疑问，CAR-T的成功应用必定推动细胞治疗领域的发展，TCR-T的开发必定在实体瘤治疗领域掀起一番波澜。未来，随着溶瘤病毒的开发，多技术的合作，必将给人类肿瘤治疗带来更多福祉。
参考文献：
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5. Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy: The Light of Day for Osteosarcoma.Cancers (Basel). 2021 Sep; 13(17): 4469.
6. TCR Redirected T Cells for Cancer Treatment: Achievements, Hurdles, and Goals.Front Immunol. 2020; 11: 1689.
7. TCR-based Immunotherapy for Hematologic Malignancies.Cancer J. 2019 May-Jun; 25(3): 179–190.