嵌合抗原受體(Chimeric antigen receptor,CAR)修飾的T細(xì)胞治療在治療血液腫瘤領(lǐng)域取得令人欣喜的治療效果,尤其是抗CD19 CART細(xì)胞在治療B細(xì)胞惡性腫瘤患者時(shí)顯著提高了其臨床結(jié)局。抗CD19和抗CD20 CART在治療復(fù)發(fā)難治性B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病B-ALL和非霍奇金淋巴瘤NHL的臨床試驗(yàn)中已廣泛開展,并顯示出了一定的有效性。然而,CART治療過(guò)程中,患者也出現(xiàn)了一些不良反應(yīng),如細(xì)胞因子釋放綜合征CRS,對(duì)于靶脫瘤**、神經(jīng)**和腫瘤溶解綜合征TLS,需要謹(jǐn)慎處理。隨著CART治療患者的增加,一些潛在的**也逐漸顯現(xiàn)。
在一個(gè)臨床研究(NCT01864889)中,發(fā)現(xiàn)1例復(fù)發(fā)難治CD19+彌漫大B淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)患者接受CD19 CART治療后,體內(nèi)T細(xì)胞過(guò)度活化和增殖。輸注后13天,外周血中淋巴細(xì)胞數(shù)達(dá)到77×109/L,CD8+活化T細(xì)胞占淋巴細(xì)胞的比例達(dá)到93.06%。患者出現(xiàn)了發(fā)熱和缺氧,血清中細(xì)胞因子、乳酸脫氫酶、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶等水平顯著升高?;谂R床數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù),排除了T細(xì)胞白血病,未發(fā)現(xiàn)過(guò)度T細(xì)胞增殖是CD19抗原依賴的。
通過(guò)對(duì)該患者T細(xì)胞受體TCR的高通量測(cè)序和全基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn),TCR具有多樣性,但并沒有與T細(xì)胞增殖有關(guān)的特異的基因突變。另外,該患者有JC病毒(John Cunningham polyomavirus,JCV)感染。因?yàn)椴《菊T導(dǎo)的非特異型號(hào)可以調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,不能排除JC病毒感染通過(guò)旁路途徑對(duì)免疫系統(tǒng)的激活,導(dǎo)致T細(xì)胞過(guò)度活化和增殖。在進(jìn)行CART治療時(shí)應(yīng)事先考慮細(xì)胞輸注后在體內(nèi)不受控制地活化和增殖的風(fēng)險(xiǎn),提前制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施,對(duì)該患者的分析將有助于同類產(chǎn)品臨床試驗(yàn)安全性風(fēng)險(xiǎn)的控制。
案例信息
這是一名29歲的亞洲男性,接受CART治療前7個(gè)月被診斷為CD19+DLBCL IIIB期,接受了6個(gè)周期的治療,包括2個(gè)周期的R-CHOP,2個(gè)周期的R-EPOCH,1個(gè)周期的R-GDP,以及1個(gè)周期的Hyper-CVAD,均未獲得完全緩解。納入CART臨床試驗(yàn)前,進(jìn)行了FDG-PET/CT掃描,顯示右腋下病灶的淋巴瘤進(jìn)展。病灶約為4×5 cm,SUVmax是23,其他身體區(qū)域未發(fā)現(xiàn)病灶。白細(xì)胞計(jì)數(shù)正常,WBC 5.58×109/L,淋巴細(xì)胞20.1%,中性粒細(xì)胞72.4%,骨髓未受累。采集該患者的外周血單核細(xì)胞PBMC,進(jìn)行CD19 CART的生產(chǎn)。CD19 CART的激活域是CD3ζ,共刺激域是CD137(41BB),采用慢病毒載體。在環(huán)磷酰胺(30 mg/kg,共3天)和氟達(dá)拉濱(25 mg/m2,共3天)預(yù)處理后,患者分3天接受了CD19CART(總劑量為2.53×106個(gè)/kg)。轉(zhuǎn)染效率是74.5%。
輸注后患者較為耐受,未立即出現(xiàn)**。但在輸注后第8天,外周血中CD19+B細(xì)胞顯著下降,伴隨著CAR拷貝數(shù)顯著升高。輸注后1周,B超檢測(cè)發(fā)現(xiàn),病灶減小至1 cm。輸注后3周CT掃描與基線相比,病灶幾乎消失。
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CART細(xì)胞輸注后7天出現(xiàn)不良事件,包括發(fā)熱(39.3℃)、寒戰(zhàn)、皮疹。血清中一些細(xì)胞因子和C反應(yīng)蛋白CRP水平迅速升高,包括顆粒酶A、顆粒酶B、IL-6、IL-10、TNF-α、IL-12p70、IFN-γ、IFN-β。實(shí)驗(yàn)室生化檢測(cè)結(jié)果顯示,輸注后第9天,乳酸脫氫酶LDH和AST水平顯著升高。ALT和γ-GT的峰值出現(xiàn)在第14天,考慮該患者發(fā)生了CRS,因此,給予了妥珠單抗(8 mg/kg,用藥1天)和甲強(qiáng)龍(2 mg/kg,用藥3天)。第11天,患者體溫恢復(fù)正常,患者的轉(zhuǎn)氨酶水平逐漸下降,CRS得到控制。第18天,患者體溫低2次達(dá)到峰值,IL-6、IFN-γ、CRP水平升高,再次給予妥珠單抗(8 mg/kg,用藥1天)。
然而,出人意料的是,第13天,淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)迅速升高到77×109/L。流式細(xì)胞儀結(jié)果顯示93.06%的淋巴細(xì)胞是CD3+和CD8+T細(xì)胞,CD8+CD28+T細(xì)胞占淋巴細(xì)胞比例從18%升高到90%,CD4+T細(xì)胞比例下降到非常低的水平,NK細(xì)胞(CD16+CD56+)幾乎消失。分泌IFN-γ和顆粒酶的CD3+CD8+IFN-γ+和CD3+CD8+GrB+ 細(xì)胞高于基線水平。第17天,患者血氧過(guò)低,第18天,患者出現(xiàn)彌漫性肺滲出。皮疹的病理結(jié)果顯示真皮層有T細(xì)胞,為避免白細(xì)胞淤積,第13和14天給予患者小劑量環(huán)磷酰胺(10 mg/kg)進(jìn)行治療,隨后,白細(xì)胞計(jì)數(shù)逐漸下降。第34天,淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)又開始升高,因此又給予環(huán)磷酰胺(10 mg/kg,2天),環(huán)磷酰胺劑量較小,不會(huì)誘導(dǎo)粒細(xì)胞缺乏。輸注后第12天,患者的中性粒計(jì)數(shù)幾乎為0,意味著患者粒缺將近20天。由于淋巴細(xì)胞迅速增殖,對(duì)粒細(xì)胞增殖造成抑制。第38天,由于患者出現(xiàn)寒戰(zhàn)和高熱,進(jìn)行了血培養(yǎng)檢測(cè)。培養(yǎng)3天后,發(fā)現(xiàn)了亞胺培南抵抗的不動(dòng)桿菌屬的鮑曼不動(dòng)桿菌,雖然使用了多種抗生素的聯(lián)合治療,患者最終由于敗血性休克死亡。
輸注后1天,對(duì)外周血和單核細(xì)胞的形態(tài)學(xué)分析結(jié)果初步顯示,大量的未成熟淋巴細(xì)胞,90%是有核細(xì)胞。流式細(xì)胞儀分析結(jié)果顯示,T細(xì)胞受體并非單一克隆,而是多樣的。為確認(rèn)TCR的多樣性,進(jìn)行了深度測(cè)序,結(jié)果顯示樣本中含有11030個(gè)不同克隆,另外,13個(gè)克隆比例占到1%以上,然而,無(wú)優(yōu)勢(shì)克隆或T細(xì)胞克隆,核型分析也未發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病,因此,T-ALL引起的T細(xì)胞過(guò)度增殖可以被排除。
為進(jìn)一步分析T細(xì)胞過(guò)度增殖的原因,進(jìn)行了二代深度測(cè)序,結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞增殖相關(guān)的突變。通過(guò)實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有病毒DNA,且是JC病毒陽(yáng)性。該病毒在免疫功能不全的人體內(nèi)會(huì)再激活,引起嚴(yán)重致命的反應(yīng)。
討論
T細(xì)胞存活受到T細(xì)胞受體TCR、共刺激分子(包括CD28)、黏附分子、細(xì)胞因子(如IL-2、IL-13、IL-15)、其他凋亡因子、抗凋亡因子的影響。在CAR+T細(xì)胞中,細(xì)胞的激活和增殖是特異抗原依賴的。在本文案例中,細(xì)胞輸注后4天,CD19+B細(xì)胞水平仍然較低。由于淋巴結(jié)病灶消失,無(wú)法進(jìn)行活檢,也無(wú)從獲知淋巴結(jié)是否表達(dá)CD19,不能排除病灶中CD19抗原誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖,然而,這種可能性很小。
載體DNA整合到宿主細(xì)胞引起插入突變的風(fēng)險(xiǎn)較低,但是一旦發(fā)生十分危險(xiǎn)。有文獻(xiàn)報(bào)道,在兩名年輕患者基因治療后3年,LMO2位點(diǎn)的插入突變引起T細(xì)胞不受控制的增殖,CD3+T細(xì)胞達(dá)到100×109/L。然而,本案例的一系列流式細(xì)胞儀結(jié)果、測(cè)序結(jié)果和核型分析結(jié)果排除了這一可能。
有報(bào)道稱,在病毒感染存在時(shí),非特異和抗原特異刺激均能引起CD8+T細(xì)胞增殖。本案例中,檢測(cè)到JC病毒的存在。通過(guò)測(cè)序結(jié)果顯示,患者中CD8+T細(xì)胞不是JC病毒特異的。排除了病毒相關(guān)抗原引起的T細(xì)胞增殖。但病毒感染引起的旁路激活途徑不能忽視,T細(xì)胞可以被旁路激活途徑刺激增殖,例如病毒感染產(chǎn)生大量細(xì)胞因子產(chǎn)生和釋放,引起炎性微環(huán)境。體外實(shí)驗(yàn)證明許多細(xì)胞因子可以刺激CD8+T細(xì)胞增殖,如TNF-α、IL-2、IFN-α/β、IL-12、IL-15、IL-18。該患者發(fā)生CRS時(shí),許多細(xì)胞因子急劇升高,然而目前還沒有發(fā)生CRS的患者引起T細(xì)胞增殖的報(bào)道。
由于CART治療血液腫瘤療效顯著,多家醫(yī)院正在開展或?qū)⒁_展該療法。除大家熟知的CRS、神經(jīng)**等CART治療相關(guān)不良事件外,T細(xì)胞過(guò)度活化和增殖對(duì)患者的生命造成很大威脅。在使用該療法時(shí)應(yīng)充分評(píng)估其安全性,做好相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制方案。
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