CAR—T細胞在腫瘤治療中的研究進展

呂婷婷

【摘 要】以嵌合型抗原受體（chimericantigenreceptor，CAR）為基礎的細胞免疫治療是一種新的治療惡性腫瘤的模式，是近年來發展非常迅速的一種過繼性免疫治療技術，其為部分晚期實體瘤患者帶來治愈的希望。但該技術同時也存在脫靶效應和細胞因子釋放綜合征等臨床應用風險。本文就CAR-T細胞免疫療法的原理和在腫瘤的臨床治療領域的研究進展作綜述性的闡述。

【關鍵詞】嵌合型抗原受體；免疫治療；腫瘤

嵌合型抗原受體（chimericantigenreceptor，CAR）由胞外抗原結合域scFv、跨膜結構域和胞內信號傳導結構域組成。其通過基因修改技術，將能識別腫瘤相關抗原的抗體融合表達于自體T細胞的表面，被修改過的T細胞因此具有對腫瘤細胞的靶向殺傷力。盡管在B細胞源性腫瘤中CAR-T細胞治療取得了較好的療效，但在實體瘤中CAR-T細胞還面臨挑戰。為獲得較好臨床療效CAR-T細胞必須具有以下功能：首先必須對明確區分腫瘤與正常組織的抗原具有特異性；其次必須歸巢并且滲透至圍繞腫瘤的促結締組織形成基質；當到達腫瘤內后，必須能夠擴增、持續存在并且在主要由免疫抑制介質組成的微環境中發揮細胞毒作用。這些可通過內在和/或外在對CAR-T細胞進行修飾來實現。

一、CAR-T細胞抗腫瘤的機制

CTL是經抗原遞呈細胞激活的CD8+T淋巴細胞。T細胞的活化需要雙信號途徑，第一信號途徑為抗原遞呈細胞上的MHC分子-抗原肽復合體與T細胞上的TCR結合，第二信號為抗原遞呈細胞上的共刺激分子B7與T細胞上的CD28分子結合，在這兩種信號的共同作用下，T細胞會活化增殖為CTL細胞。當CTL細胞再次遇到攜帶有相同MHC分子-抗原肽復合體的腫瘤細胞時，就會通過同樣的機制與之結合，并分泌穿孔蛋白、粒酶及細胞因子協同作用殺死腫瘤細胞。在T細胞活化的第一信號途徑中，接受腫瘤抗原信息的TCR分子本身并不能直接傳遞信號，CD3分子負責向T細胞傳遞信號。CD3由3對復合物構成，分別為εδ、εγ及ζζ分子。εδ及εγ分子各含有一對ITAM，而ζζ分子含有3對IATM，這樣一共合起來有5對ITAM能夠對下游蛋白激酶產生磷酸化。當TCR與MHC-抗原肽復合體結合后，TCR又與CD3結合形成復合體后，引起ITAM磷酸化激活下游蛋白使T細胞活化增殖。因此，ITAM的作用就像一個信號放大器，這樣的復合分子能夠很敏感地感知TCR受體的情況并及時地激活T細胞，使T細胞增生活化轉變為CTL細胞，CTL細胞反過來對含有腫瘤抗原的腫瘤細胞進行免疫攻擊。

二、CAR-T細胞療法的臨床效果

（一）CAR-T細胞治療血液系統腫瘤

針對CD19的CAR有多種構建形式，臨床試驗涉及急性淋巴細胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）、慢性淋巴細胞白血病（chronic lymphocyticleukemia，CLL）、非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkinslymphoma，HL）和小淋巴細胞淋巴瘤（small lymphocyticlymphoma，SLL）等多種血液腫瘤。目前針對CD19的CAR-T臨床治療結果令人振奮，即使針對難治、復發的患者也能取得較高的緩解率。在針對CD19這個成功的靶點開展相關工作的同時，研究人員也在積極尋找更多其他可用于血液腫瘤治療的分子。選擇CD33作為靶點構建的第二代CAR-T細胞—CART-33（CAR.33-4-1BBζ-GFP），已用于1例復發的急性髓系白血病病例的治療。患者在回輸了總量為1.12×109個經改造的自體T細胞之后，相繼出現了發熱、細胞因子釋放綜合征、全血細胞減少癥和高膽紅素血癥等癥狀，而原始血細胞（Blast cells）的比例在治療初期由大于50%降低至6%，但后續病情卻持續發展，至第9周時原始血細胞回升至70%。研究者進行了針對CD20的臨床Ⅰ期試驗，應用第三代CAR-T細胞治療了3例患者其中2例患者的病程在12～24個月內未繼續發展；另1例患者則表現為部分緩解（partial remission，PR），12個月后復發。上述結果均不如針對CD19為靶點的試驗結果理想。另外，還有針對CD22、CD138、CD30和LewisY等靶點的多項CAR-T細胞的免疫療法也正在招募患者進行Ⅰ期臨床試驗。

（二）CAR-T細胞治療實體腫瘤

CAR-T細胞免疫療法在實體瘤臨床試驗中的表現有些不盡人意。由于實體腫瘤一般具有包膜，不利于CAR-T細胞的浸潤，且其腫瘤細胞的多樣性也要高于血液腫瘤，以及腫瘤附近還存在免疫抑制微環境，上述原因均可能導致CAR-T細胞免疫療法對實體瘤的治療效果不理想。目前，實體瘤的CAR-T臨床試驗相對較少，也相對不成熟，基本停留在檢測安全性階段，治療效果更有待提高。

三、CAR-T細胞療法的不良反應

（一）細胞因子釋放綜合征（CRS）

CRS是CAR-T細胞治療常見的和致命的不良反應。CRS的發生與發展和CAR結構、腫瘤類負荷和類型以及病人基因多態性和其他相關，可以通過設計安全的CARs或CAR-T細胞和嚴格限制每注入細胞的數量，減少CRS的發生率。糖皮質激素和細胞因子有拮抗作用，可減少相關的死亡率。

CRS的臨床癥狀是惡心、頭痛、心動過速、低血壓皮疹、氣短。患者注入CAR-T細胞后，其體內T細胞、B細胞、NK細胞以及單核/巨噬細胞釋放大量的炎性介質（包括細胞因子），這些炎性介質觸發急性炎癥反應誘導上皮及組織損傷，導致微血管滲漏、心衰甚至死亡。因此在CAR-T細胞治療過程中及時恰當控制CRS是非常重要的。

（二）脫靶效應

由于CAR-T細胞針對腫瘤相關抗原（TAA），對其具有高度親和力，當其與正常組織表達的TAA結合后對正常組織產生的毒性則為脫靶效應；這種毒性由抗原介導可應用抗體封閉正常組織上的TAA、降低每次輸注的CAR-T細胞數量、構建跨信號CAR或者通過引入自殺基因系統來預防及治療這種脫靶毒性。例如B細胞缺乏便是CAR19-T細胞治療的脫靶毒性，B細胞缺乏可引起長期的低γ球蛋白血癥，可通過輸注丙種球蛋白替代。

四、結語

CAR-T細胞免疫療法在治療腫瘤方面有很大的前景，尤其是在治療血液系統腫瘤方面有比較好的效果，而對于實體瘤CAR-T細胞治療的最終目的是治愈，這就需要設計新的、能夠在實體瘤微環境中存在和增殖的CAR-T細胞，目前在臨床前研究方面已向這一最終目標邁出了具有重要意義的一大步。然而由于選擇的多樣性、對既定實體瘤和其微環境評價的謹慎性，縮小了CAR-T細胞最可能誘導臨床療效的范圍。在將來比較不同基因修飾策略改造的CAR-T細胞的臨床研究有利于優化CAR-T細胞治療，使其治療實體瘤從希望變為現實。

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