En français les préfixes peuvent se souder à un nom (aéroglisseur, surréalisme, contrepoids…), ou bien se lier à eux à l’aide d’un tiret (sous-titre, non-violence, contre-pied…), l’usage varie, mais dans aucun cas les préfixes ne constituent un mot à eux seuls.

Le préfixe sous- semble toujours relié à un nom par un tiret (cf. la liste du wiktionnaire). Apposé a un nom X, cela donne sous-X. Les doubles préfixes sont possibles, par exemple l’orthographe anti-sous-marin semble prédominante. De façon similaire, sous-titre étant un nom, sous-sous-titre est concevable, mais dans un texte littéraire je pense que sous-titre de second niveau serait plus approprié.

En revanche sous-sous titre est clairement mal formé et difficilement compréhensible, tout comme le serait anti-sous marin.

Pour finir, un préfixe qui normalement est soudé au nom (comme anti-, qui donne antibiotique, anticonstitutionnel…, ou auto-, qui donne automobile, autoportrait…), est parfois flanqué d’un tiret pour éviter certaines juxtapositions de lettres (comme dans anti-inflationniste, auto-intoxication…) et il l’est aussi dans le cas où le nom préfixé contient lui-même un tiret. C’est pour cela qu’on écrit anti-sous-marin, et on peut penser également à auto-sous-titrage.