CAR-T在治療惡性胸膜間皮瘤中的研究進展

楊侃?胡文滕?韓彪

【摘要】 惡性胸膜間皮瘤（MPM）是一種具有高度侵襲性的多與石棉接觸有關的胸膜疾病。MPM的局部高侵襲性導致其治療方法的選擇有限，雖然手術治療及化學治療藥物方面的研究進展延長了部分MPM患者的生存期，但是MPM總體生存期仍低，目前仍無新的治療方法可以改善MPM患者的結局。嵌合抗原受體（CAR）是通過現(xiàn)代分子生物技術構建的融合蛋白，嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法在治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤中已獲較滿意療效，部分試驗證實了CAR-T應用于實體腫瘤的安全性及有效性，該文就CAR-T在治療MPM中的研究進展做一綜述。

【關鍵詞】 惡性胸膜間皮瘤;嵌合抗原受體;嵌合抗原受體T細胞

Research progress on application of CAR-T in treatment of malignant pleural mesothelioma Yang Kan， Hu Wenteng， Han Biao. Department of Thoracic Surgery， the First Hospital of Lanzhou University， Lanzhou 730000， China

Corresponding author，Han Biao， E-mail：? hanbiao66@163.com

【Abstract】Malignant pleural mesothelioma （MPM） is a highly aggressive pleural disease， which is mainly associated with asbestos contact. Due to the locally aggressive nature of MPM， treatment options are limited. Although the survival of partial MPM patients has been prolonged by surgical treatment and chemotherapeutic drugs， the overall survival of MPM patients remains poor and there is still no new treatment to improve the outcomes of MPM patients. Chimeric antigen receptor （CAR） is a fusion protein constructed by modern molecular biotechnology. Satisfactory clinical efficacy of CAR-T cell （CAR-T） therapy has been obtained in hematologic malignancies. Multiple experiments have confirmed the safety and efficacy of CAR-T in solid tumors. This article reviews the research progress on the application of CAR-T in MPM.

【Key words】Malignant pleural mesothelioma; Chimeric antigen receptor;

Chimeric antigen receptor T cell

惡性胸膜間皮瘤（MPM）是一種具有高度侵襲性的原發(fā)性胸膜疾病，通常與接觸石棉有關。因為石棉暴露主要發(fā)生在工作場所，故MPM被列為職業(yè)病。MPM亦可能出現(xiàn)在接觸石棉工作者衣物的家屬中。另外，石棉暴露亦可能發(fā)生在工作場所外，或患者所不知的情況下。在過去的10年中，MPM的全球發(fā)病率逐漸上升，以往有學者曾預測西歐MPM的發(fā)病峰值在2020年[1]。MPM發(fā)生在頂胸膜，常連續(xù)擴散以侵襲局部結構，并可穿過橫膈膜進入腹腔。MPM的局部區(qū)域侵襲性使得其治療方式有限，患者確診后的中位生存期僅為8～ 14個月[2]。無論是手術后還是無法切除的MPM，其主要治療手段仍是化學治療。有研究者發(fā)現(xiàn)應用貝伐單抗可使MPM患者的中位生存期延長2.7個月[3]。但是，外科手術和放射治療的進展以及培美曲塞化學治療方案的出現(xiàn)仍無法治愈MPM患者，目前尚無新的方法可以改善MPM患者的結局。嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法在治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤中的優(yōu)勢已受到廣大研究者的關注，并取得了重大突破[4]。CAR-T技術為惡性實體腫瘤包括MPM開辟了一條治療的新途徑。雖然目前已有CAR-T治療MPM的部分研究，但仍然缺乏大量臨床隨機對照試驗及循證醫(yī)學的支持。因此，通過CAR-T療法治療實體腫瘤仍然存在許多困難。

一、CAR-T的分子結構

使用CAR-T治療癌癥是正在迅速發(fā)展的且有希望的靶向治療策略，目前研究者們正積極探討將CAR-T用于治療包括肺癌和MPM在內(nèi)的實體瘤，然而，尋找合適的靶抗原是其中的巨大挑戰(zhàn)之一[5]。嵌合抗原受體（CAR）是通過現(xiàn)代分子生物技術構建的融合蛋白。CAR通常由3部分組成：細胞外抗原識別區(qū)、跨膜區(qū)和細胞內(nèi)信號轉導區(qū)，細胞外抗原識別區(qū)是CAR特異性識別腫瘤抗原的基礎[6]。CAR-T的單鏈可變區(qū)抗體片段（scFv）可以特異性識別腫瘤相關抗原，這間接提示CAR-T與腫瘤之間存在著靶向關系。

二、CAR-T技術的發(fā)展

隨著基因工程技術的發(fā)展，可以設計CAR并通過體外轉染將其轉染到患者的T淋巴細胞中。轉染后，將產(chǎn)生的CAR-T離體擴增后通過全身或局部重新注入患者體內(nèi)，從而進行靶向治療。在CAR-T技術的迅速發(fā)展過程中，出現(xiàn)了4代

CAT-T [7]。第1代CAR-T無共刺激因子（CM），僅包含一組細胞內(nèi)信號，其可與特定抗原結合并激活T淋巴細胞。但是，由于缺乏CM的輔助，會導致患者的CAR-T增殖不良，無法獲得預期效果[8]。對于第2代CAR-T，研究者將CM添加至T淋巴細胞中，以克服第1代CAR-T的失敗，因此第2代CAR-T殺死腫瘤細胞的能力大大提高[9]。在第3代CAR-T中，研究者將另一種CM添加至T淋巴細胞，從而進一步提高CAR-T的增殖活性、細胞毒性及存活率[8]。第4代CAR被稱為通用細胞因子介導殺傷的重定向T細胞（TRUCKS），在結構上不同于先前的CAR-T，被加入了促炎因子，諸如IL-12和CM配體（4-1 BBL和CD40L），這使CAR-T能更好地釋放促炎因子以殺死腫瘤細胞[10]。此外，接受第4代CAR-T進行治療的患者可以避免常規(guī)治療或大劑量化學治療，從而減少部分毒性反應。

三、CAR-T療法治療MPM

1. 與程序性死亡受體1（PD-1）結合的CAR-T療法

理論上局部采用CAR-T治療可避免實體腫瘤遷移甚至避免全身毒性發(fā)展，但在技術上并非所有實體腫瘤均可實現(xiàn)。目前，2種靶向CD19的第2代CAR-T療法已獲批用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤[11]。盡管CAR-T療法在具有抗藥性的血液系統(tǒng)惡性腫瘤中的臨床療效令人振奮，完全緩解率達40%～ 60%，但對于MPM這類實體腫瘤的緩解率則不高[12]。有動物實驗研究表明對MPM小鼠使用低劑量的PD-1抑制劑能夠促進CAR-T的活力及功能，進而延長MPM小鼠的生存周期，因此研究者認為阻斷PD-1 / 程序性死亡受體-配體1（PD-L1）可能是提高CAR-T療效的有效策略[13]。

同一研究組還發(fā)現(xiàn)，含CM 4-1BB的第2代CAR-T的作用時間延長與MPM存活率提高有關[14]。有研

究顯示，通過共表達嵌合PD1CD28受體能夠增強靶向晚期實體腫瘤的CAR-T活性，通過多種機制實現(xiàn)對實體腫瘤的抑制，與單獨使用CAR-T或PD-1抑制劑的治療相比，腫瘤引起的機體功能減退程度降低[15]。另外，PD-1抑制劑能夠挽救CAR-T功能，但其作用時間短暫，并且需要重復施予PD-1抑制劑才能抑制腫瘤進展[16]。在MPM小鼠中，PD-1抑制劑聯(lián)合CAR-T可以更好地控制腫瘤生長，并且具有長達21 d的持久性功能，因此，有必要對該優(yōu)化的CAR-T療法作進一步的臨床研究[17]。

2.間皮素介導的CAR-T療法

間皮素在多種實體腫瘤中高表達，特別是在MPM中。將間皮素與CAR-T結合的療效及安全性值得研究。Adusumilli等[18]對MPM小鼠進行全身與局部不同給藥方式的比較，結果顯示胸膜內(nèi)使用間皮素介導的CAR-T療效大大優(yōu)于全身輸注CAR-T，前者比后者輸注更少的CAR-T即可誘導小鼠的長期完全緩解，并且局部給藥途徑還促使胸腔外腫瘤部位的有效消除[19]。有研究顯示，在MPM小鼠中MET受體蛋白頻繁表達，并證實使用CAR-T療法可以有效、安全地靶向治療MPM，促進腫瘤消退且無毒性反應[20]。Morello等（2016年）在建立了MPM的原位小鼠模型后，予其全身或胸腔內(nèi)注射間皮素介導的CAR-T，結果顯示胸膜腔內(nèi)的CAR-T持續(xù)存在，并且小鼠在腫瘤消除后6個月無復發(fā)，其后，再于體外實驗中對4例MPM患者靜脈內(nèi)或腫瘤內(nèi)輸注間皮素介導的CAR-T，結果顯示CAR-T輸注耐受良好，無發(fā)現(xiàn)胸膜炎、心包炎或腹膜炎等脫靶毒性。基于這些發(fā)現(xiàn)，有研究者已展開一項Ⅰ期研究，以探討間皮素介導的CAR-T療法對MPM患者的療效，令人鼓舞的是，結果顯示患者出現(xiàn)了中等程度的臨床反應，并且在腫瘤中檢測到了間皮素介導的CAR-T[20]。Ye等（2019年）向實驗組MPM小鼠尾靜脈注射間皮素介導的CAR-T，結果顯示腫瘤生長速度緩慢，而當無連續(xù)給藥時，實驗組與對照組小鼠腫瘤增長速度逐漸同步，這提示CAR-T的功能持久性是研究的重點問題。Klampatsa等（2020年）表示需要對實體腫瘤患者予以反復的間皮素抗體治療才能控制腫瘤的進展，但未達到根除腫瘤的目的，當對MPM小鼠靜脈輸注間皮素介導的CAR-T后，與傳統(tǒng)的CAR-T療法相比，腫瘤可完全消退且增加了小鼠的存活率。目前正在臨床試驗中評估靶向間皮素介導的CAR-T免疫治療劑，例如SS1P和阿馬妥昔單抗，在Hassan等（2014年）的Ⅰ期臨床試驗中已證實了SS1P的安全性，Hassan等（2014年）的Ⅱ期臨床試驗顯示，在無法實施手術切除的MPM患者中，阿馬妥昔單抗聯(lián)合培美曲塞和順鉑可獲得40%的部分緩解和51%的疾病穩(wěn)定。盡管部分研究顯示間皮素結合CAR-T可使MPM患者獲得較好療效，但目前仍缺乏大樣本量的臨床隨機對照試驗及循證醫(yī)學證據(jù)。

3. 其他介質結合CAR-T療法

CAR-T療法的出現(xiàn)為MPM患者的治療開辟了一條新道路，將CAR-T通路上的某種介質與其結合的結果令廣大研究者興奮。Klampatsa等（2017年）將T4基因結合CAR-T注射至已建立的MPM小鼠模型中，結果顯示腫瘤在全部小鼠中消退或根除。Donnenberg等（2019年）發(fā)現(xiàn)結合IL-6和血管內(nèi)皮生長因子的CAR-T療法（向MPM小鼠的胸膜腔局部注射）具有減少CAR-T總劑量并降低全身毒性的潛力。Beatty等（2014年）的2例病例報告顯示了間皮素介導的CAR-T對正常組織無腫瘤外靶標毒性的安全性和可行性。Hiltbrunner等（2021年）的Ⅰ期臨床試驗表明局部注射靶向成纖維細胞活化蛋白的CAR-T在MPM患者中是安全有效的。雖然CAR-T在治療MPM方面的優(yōu)勢令人振奮，但是CAR-T療法也會引起嚴重的治療相關毒性，Locke等（2019年）的研究顯示其毒性范圍為49%～ 73%。Servais等（2011年）報道了CAR-T療法嚴重的不良事件，1例患者在第3次接受輸注間皮素介導的CAR-T后出現(xiàn)嚴重過敏反應和心臟驟停。因此，盡管CAR-T療法在MPM中具有一定的療效，但上述研究也暴露出其令人擔憂的危害性。CAR-T療法旨在誘導腫瘤特異性T淋巴細胞侵入免疫抑制性腫瘤微環(huán)境，需要進一步研究證實CAR-T療法對MPM等實體腫瘤的機制及其優(yōu)劣勢。

四、總結與展望

隨著對腫瘤生物學認識水平的上升以及對動態(tài)免疫系統(tǒng)促瘤及促炎成分間平衡的更深刻理解，培養(yǎng)和利用人體自身資源用以抗擊疾病顯得比以往任何時候都重要。CAR-T療法在MPM方面的技術正快速發(fā)展，當前該療法面臨許多挑戰(zhàn)，例如：①促使CAR-T作用于靶點;②增強CAR-T的功能持久性;③克服腫瘤微環(huán)境中的抑制信號;④尋找最佳的抗原靶標預防腫瘤復發(fā)。其中最重要的是尋找最佳的實體腫瘤抗原靶標，其表達應僅限于腫瘤細胞或僅在正常組織中以極低水平出現(xiàn)。CAR-T療法的毒性作用引發(fā)細胞因子釋放綜合征和神經(jīng)系統(tǒng)事件是最常見的與治療相關的嚴重不良事件，應對和克服這些困難的CAR-T療法改進方式應被更深入地研究。評估和影響MPM中免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的特征并阻止T淋巴細胞浸潤或損害細胞毒性T細胞的功能，是建立整體治療方法的保證。解決這些問題，將為腫瘤患者開辟一條嶄新的道路并造福人類。

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（收稿日期：2021-06-19）

（本文編輯：洪悅民）