CAR-T疗法的基本原理并不难理解，即是通过基因转染的方式将从患者或健康供体外周血中收集来的T细胞加以改造，使之表达能够靶向肿瘤细胞的“导航装置”——嵌合抗原受体（Chimeric Antigen Receptor，CAR），等这些升级改造后的“超级战士”在体外扩增到足够的规模，再输回患者体内通过免疫作用消灭肿瘤达到治疗效果。

这套流程说起来简单，但其中的每个步骤都涉及复杂的制造工艺和过程。比如***步T细胞的收集，如果这一步所得的T细胞纯度不够，比如混入了B细胞，将会导致患者对CAR-T疗法产生抗性。另一个上文没有提到的步骤，是在回输CAR-T细胞之前，需要对患者进行淋巴细胞清除化疗，若清除不够彻底，也将影响疗效。

图1 CAR-T疗法流程

CAR-T细胞生产过程中，还有一个关键但较少被谈及的步骤，就是T细胞的激活，它对CAR-T细胞转导效率、扩增速率和分化都有影响。CAR-T细胞转导效率决定了其能否***识别肿瘤细胞，CAR-T细胞在体内的扩增能力将决定疗效是否持，分化成CD4+ T细胞与CD8+ T细胞的比率也会***治疗的成功。

这一步骤实际上是通过人工手段模拟了T细胞发育的自然进程。T细胞的激活需要两个独立的信号，其一来自于T细胞受体（TCR-CD3复合物），其二来自于T细胞表面的共刺激分子（如CD28）。自然条件下，这些信号由体内的抗原呈递细胞（Antigen-presenting cells，APC）递送，而CAR-T细胞生产过程中，使用人工APC将更为有效。人工APC甚至可能不是细胞，比如涂有抗体的磁珠。目前，CD3/CD28抗体偶联磁珠，例如Dynabeads，是用于T细胞激活的***常用平台之一。

图2 T细胞激活的两大信号

然而，Dynabeads总是以固定的方式呈现抗CD3和抗CD28，且呈现密度超过生理水平，研究表明这将使T细胞过度刺激和“疲惫”（exhaustion）。Dynabeads按特定的珠子:细胞比例的给药方式，也***了精确调节T细胞激活***信号和第二信号刺激剂量的可能性。

另外，癌症患者的T细胞和健康供体的T细胞之间也存在差异，即便面对相同的刺激水平，也会得到不同的结果。如何根据采集所得的T细胞样本的状态，精确调节激活信号的刺激剂量，使得CAR-T细胞产品达到***优功效，也有待进一步的研究。

为此，哈佛大学Wyss生物启发工程研究所David Mooney博士领导的团队在2020年开发了一款可生物降解的APC模拟支架（APC-mimetic scaffolds，APC-ms），以高精度剂量和更接近生理的方式提供刺激。

在***近发表于Nature Communications的***新研究“Enhancing CAR-T cell functionality in a patient-specific manner”中，研究团队提出了一个根据初始血液样本中T细胞属性来预测***佳刺激剂量的模型。

图4 研究成果

研究人员从8名健康供体、6名高危急性淋巴细胞白血病（ALL）患者和4名慢性淋巴细胞性淋巴瘤（CLL）患者的血液样本中分离T细胞，并分析了这些T细胞的表型。随后，他们利用APC-ms为T细胞提供不同剂量的抗CD3/抗CD28刺激，并与使用Dynabeads提供刺激的常规方法进行比较。

结果发现，源自患者的T细胞血液样本包含更多的CD8+ T细胞。当使用常规刺激剂量时，癌症患者的T细胞相比健康供体的T细胞更容易出现过度刺激，失去应有功能，且降低增殖能力，且癌症患者的T细胞对刺激剂量的提高更为敏感。

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