人们对嵌合抗原受体T细胞治疗实体恶性肿瘤的前景产生了极大的兴趣，多项临床试验正在进行中。然而，由于缺乏肿瘤特异性靶点，这些临床试验的范围受到了限制。一旦与抗原结合，CAR就会启动强劲的T细胞激活，随后通过通常包含CD3ζ和共刺激序列元件的细胞内信号转导结构域对靶细胞进行杀伤。

肿瘤特异性对于CAR疗法的成功和安全使用至关重要。静脉注射抗ErbB2 CAR-T细胞导致了转移性结肠癌患者出现致命性毒副作用，因为CAR-T细胞在肺部激活后出现了不受控制的细胞因子释放综合症。然而，ErbB受体仍然是有吸引力的肿瘤相关靶点，因为它们在许多癌症中都有表达或过度表达。

在一项新的研究中，研究人员研究了利用肿瘤缺氧作为CAR-T细胞在肿瘤微环境中特异性激活的物理线索的机会，其中肿瘤缺氧是大多数实体瘤的共同特征。他们发现，在严格的缺氧感应安全开关的控制下表达CAR，可以避免CAR-T细胞的非肿瘤组织在靶激，同时提供高效的抗肿瘤杀伤。这项研究提供了一种方法来克服利用CAR-T细胞治疗实体恶性肿瘤的一个主要障碍。

为了研究CAR-T细胞脱靶激活的问题，这些作者使用了第二代泛抗ErbB CAR T1E28z，即T4-CAR，它对9种可能的ErbB受体同源和异源二聚体中的8种具有特异性，并能跨越物种屏障，与人类和小鼠ErbB受体等效结合。T4-CAR共同表达一种嵌合细胞因子受体，当与IL-4结合时，就将IL-2/IL-15信号传递到细胞外结构域，从而提供了一种在体外扩增时选择性地富集CAR-T细胞的方法，而不影响这些细胞的CAR依赖性杀伤能力。T4-CAR已被证明对头颈部鳞状细胞癌患者的瘤内递送是安全的，但治疗转移性疾病的患者需要静脉注射。

为了开发一种严格的缺氧调控的CAR表达系统，这些为T4-CAR开发了一种双缺氧感应方法。这是通过在CAR上附加缺氧诱导因子HIF1α羧基末端长203个氨基酸的氧依赖性降解结构域来实现的，同时在载体的长末端重复序列增强子区域修改CAR的启动子，使其包含一系列连续的9个缺氧反应元件，从而允许HIF1α介导的CAR转录。

这种双缺氧感应系统作为一种实现癌症选择性免疫治疗的替代方法，利用了肿瘤微环境的最固有的特征之一：缺氧。它取得了令人信服的抗肿瘤疗效，同时消除了识别正常组织中多个靶点时出现的脱靶毒性。渗入肿瘤微环境的T细胞可以向外迁移，这突出了一个潜在的安全问题：感应缺氧的HypoxiCAR-T细胞有可能重新进入健康的常氧组织。然而，CD8+T细胞迁移已被证明在遇到表达其同源抗原的肿瘤细胞时停止，这表明，当HypoxiCAR-T细胞表达它们的CAR并与表达ErbB受体的肿瘤细胞接触时，它们向外迁移的能力可能受到限制。根据这些作者的体外观察，CAR的表达在可能离开肿瘤时迅速减少，从而大大限制了注入的CAR T细胞在肿瘤外被激活的风险。