嵌合抗原受體(CAR)-T細胞療法是癌癥免疫細胞療法中一個革命性的新支柱，它在B細胞白血病或淋巴瘤患者中均表現(xiàn)出顯著的臨床治療效果，但CAR-T療法在面對實體瘤時卻顯得束手無策，同時CAR-T療法也存在嚴重危及生命的毒 性和有限的抗癌療效等缺陷。本文我們將介紹CAR-T細胞療法的最新研究進展，CAR-T細胞療法的局限性以及潛在的改進策略。

       CAR-T細胞療法的“廬山真面目”

       近年來，腫瘤靶向治療領(lǐng)域呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。腫瘤免疫療法因具有特異性強，副作用小等優(yōu)勢而備受矚目，逐漸走進大眾視野。腫瘤免疫療法的出現(xiàn)，改變了癌癥治療的發(fā)展格局。目前已經(jīng)報道了細胞因子療法、疫 苗、免疫檢查點抑制劑以及過繼細胞療法等免疫療法。其中，作為抗癌戰(zhàn)場“尖兵銳器”的CAR-T細胞療法異軍突起，為腫瘤靶向治療提供了新的治療選擇。

       嵌合抗原受體T細胞免疫療法屬于過繼性細胞免疫療法（ACT）的一種，其家族還包括TIL，TCR-T療法，CAR-NK等方法。CAR-T療法是指通過單采從患者血液中收集T細胞，收集的T細胞經(jīng)過基因工程改造以表達CAR并在體外培養(yǎng)進行擴增，然后將CAR-T細胞過繼回輸給患者的新型抗癌療法（圖1）。

       嵌合抗原受體T細胞（CAR-T細胞）是指將能識別某種腫瘤抗原的抗體的抗原結(jié)合部與CD3-ζ鏈或FcεRIγ的胞內(nèi)部分在體外偶聯(lián)為一個嵌合蛋白，通過基因轉(zhuǎn)導的方法轉(zhuǎn)染患者的T細胞的一類免疫細胞。CAR主要由胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域這三個功能域構(gòu)成（圖1）。目前一共開發(fā)了四代CAR-T細胞，其中三代、四代的CAR-T技術(shù)仍處于研發(fā)階段；臨床上應(yīng)用最多的是第二代CAR-T細胞，在已上市的CAR-T療法中均采用第二代CAR-T技術(shù)。

       圖1. CAR-T細胞療法原理及四代CAR-T細胞結(jié)構(gòu)

       CAR-T細胞其實是相當于在T細胞上裝上定位導航裝置CAR，將普通T細胞改造成“超級戰(zhàn)士”，并利用其定位導航裝置CAR，特異性識別體內(nèi)腫瘤細胞，通過激活免疫反應(yīng)釋放免疫活性物質(zhì)，產(chǎn)生免疫效應(yīng)，從而高效殺死腫瘤細胞，進而達到治療惡性腫瘤的效果（圖2）。

       圖2. CAR-T細胞療法作用機制

       CAR-T細胞療法的“美中不足”

       嵌合抗原受體CAR-T細胞療法具有革命性意義，因為它產(chǎn)生了有效和持久的臨床反應(yīng)。CAR與細胞表面表達的靶抗原結(jié)合，并且不依賴MHC受體，使T細胞活化，并產(chǎn)生強效的抗腫瘤反應(yīng)。然而，CAR-T細胞療法仍存在必須解決的局限性，包括危及生命的CAR-T細胞相關(guān)毒 性、對實體瘤的療效有限、B細胞惡性腫瘤的抑制和耐藥性、抗原逃逸、有限的持久性、有限的轉(zhuǎn)運能力和腫瘤浸潤能力，以及免疫抑制微環(huán)境等。

       1 抗原逃逸

       CAR-T細胞療法最大挑戰(zhàn)是腫瘤對單抗原靶向CAR的耐藥性問題（圖3）。盡管最初的單抗原靶向CAR-T細胞表現(xiàn)出高應(yīng)答率，但這些CAR-T細胞治療的很大一部分患者的惡性細胞表現(xiàn)出部分或完全喪失靶抗原表達等抗原逃逸現(xiàn)象。

       一項研究發(fā)現(xiàn)，盡管70-90%復發(fā)性或難治性ALL（急性淋巴細胞白血?。┗颊邔Π邢駽D19的CAR-T 細胞療法表現(xiàn)出持久反應(yīng)，但在臨床應(yīng)用中卻出現(xiàn)了耐藥現(xiàn)象，并且30-70%的患者在治療后出現(xiàn)疾病復發(fā)。

       同樣，在接受靶向BCM的CAR-T細胞治療的多發(fā)性骨髓瘤患者中，也觀察到BCMA表達下調(diào)或缺失。此外，在實體瘤中也觀察到類似的抗原逃逸抗性現(xiàn)象。為了降低CAR-T 細胞治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤和實體瘤的復發(fā)率，現(xiàn)在許多策略都依賴于開發(fā)靶向多種抗原的CAR。目前使用雙靶向CAR-T細胞（CD19/CD22或CD19/BCMA）的臨床試驗也顯示出積極的結(jié)果。

       圖3. 腫瘤細胞抗原逃逸

       2 靶向腫瘤外效應(yīng)

       研究表明實體瘤抗原通常也在正常組織上以不同水平表達，靶向?qū)嶓w瘤抗原的CAR可能也會靶向正常細胞，從而造成不必要的毒 性（圖4）。因此，抗原選擇在CAR設(shè)計中至關(guān)重要：不僅要確保治療效果，還要避免“靶向腫瘤外”毒 性的發(fā)生。此外，解決靶向腫瘤外效應(yīng)的潛在策略是靶向腫瘤限制性翻譯后修飾的靶點，例如靶向?qū)嶓w瘤過表達的截短O-聚糖等。

       圖4. 靶向脫瘤效應(yīng)

       3 有限的CAR-T細胞運輸和腫瘤浸潤能力

       與血液系統(tǒng)惡性腫瘤相比，實體瘤CAR-T細胞治療受限于CAR-T細胞運輸和浸潤實體瘤的能力，因為免疫抑制性腫瘤微環(huán)境和腫瘤間質(zhì)等物理腫瘤屏障限制了CAR的滲透和T細胞的移動（圖5）。

       研究表明，采用局部給藥可以改善這些缺陷。因為局部給藥避免了CAR-T細胞運輸?shù)郊膊〔课坏男枰约皽p少了靶向脫瘤效應(yīng)，這樣CAR-T細胞只靶向腫瘤細胞，可以最大限度地減少與正常組織的相互作用。此外，臨床前研究已經(jīng)證實了腦室內(nèi)注射靶向HER2和IL13Ra2的CAR-T細胞的顯著療效。

       圖5. 有限的腫瘤的運輸和浸潤能力

       4 腫瘤免疫抑制微環(huán)境

       在腫瘤微環(huán)境中，許多驅(qū)動免疫抑制的細胞類型可以浸潤實體瘤，包括髓源性抑制細胞 (MDSCs)、腫瘤相關(guān)巨噬細胞 (TAMs) 和調(diào)節(jié)性T細胞 (Tregs)。這些細胞可以促進腫瘤產(chǎn)生細胞因子、趨化因子和生長因子，從而影響CAR-T細胞的浸潤，進而影響CAR-T細胞療效（圖6）。

       此外，研究表明PD-1或CTLA-4 等免疫檢查點途徑可降低抗腫瘤免疫力。因此，CAR-T細胞療法和免疫檢查點抑制劑的聯(lián)合免疫療法被認為是下一個免疫療法前沿。盡管免疫檢查點抑制劑和CAR-T細胞療法的聯(lián)合療法可能是一種新的免疫療法選擇，但需要注意的是，這種組合療法仍可能不足以誘導T細胞浸潤和效應(yīng)功能。

       圖6. 腫瘤免疫抑制微環(huán)境

       5 CAR-T細胞相關(guān)毒 性

       CAR-T細胞療法是一種革命性的癌癥治療工具，但其高毒 性和一些致死率阻礙了CAR-T細胞療法成為一線療法（圖7）。研究表明，決定CRS、HLH/MAS 和/或ICANS的發(fā)生率和嚴重程度的關(guān)鍵因素是CAR的設(shè)計、特定靶點和腫瘤類型。

       目前CAR-T細胞療法的毒 性已經(jīng)在接受第一個FDA批準的CAR-T細胞治療的患者中得到證實，即使在最顯著的臨床試驗中，患者中也發(fā)生了嚴重危及生命的毒 性事件。在接受CAR-T細胞治療的急性淋巴細胞白血病/淋巴瘤（ALL/LBL）患者中，幾乎所有患者都至少有一些輕微的毒 性表現(xiàn)，大約23-46%的患者表現(xiàn)出嚴重的超生理細胞因子產(chǎn)生和大量體內(nèi)T細胞擴增。然而，目前還沒有有效的策略來預防上述毒 性，因此，必須優(yōu)化CAR結(jié)構(gòu)并采用其他策略來降低CAR引起的毒 性。

       圖7. CAR-T細胞相關(guān)的毒 性

       CAR-T細胞療法的“與日俱進”

       為了實現(xiàn)有效的治療反應(yīng)，CAR-T細胞抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域必須結(jié)合其靶表位并達到誘導CAR-T細胞活化和細胞因子分泌的最低閾值水平。CAR-T細胞必須保持在其治療窗口內(nèi)才能在臨床上有效，因為超過治療窗口會產(chǎn)生細胞因子和免疫系統(tǒng)激活，進而產(chǎn)生毒副作用。因此，優(yōu)化CAR-T細胞以提高治療效果和限制毒 性至關(guān)重要。

       1 改造優(yōu)化CAR結(jié)構(gòu)

       降低毒 性的一種途徑是通過改變CAR-T細胞抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域的親和力。降低抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域的親和力會導致對腫瘤細胞上更高抗原密度的需求增加，以實現(xiàn)高水平的激活。因此，可以通過降低抗原親和力，避免靶向低表達量抗原的健康組織的情況發(fā)生。此外，也可以通過修飾CAR的鉸鏈區(qū)和跨膜區(qū)來調(diào)節(jié)CAR-T細胞細胞因子的分泌。

       研究表明，優(yōu)化鉸鏈區(qū)和跨膜區(qū)可能是降低毒 性的有用方法，一項I期臨床試驗中發(fā)現(xiàn)改良鉸鏈區(qū)和跨膜區(qū)的CAR，可導致54.5%的B細胞淋巴瘤患者完全緩解。同樣，也可以根據(jù)腫瘤類型、腫瘤負荷、抗原密度、靶抗原-抗原結(jié)合域改造CAR-T共刺激域以降低毒 性。

       2 降低CAR免疫原性

       人體自身宿主免疫系統(tǒng)對CAR的識別可能導致細胞因子介導的相關(guān)毒 性產(chǎn)生。因此，利用人類或人源化抗體片段代替鼠源性CAR來降低CAR免疫原性可能是降低毒 性的有效策略。此外，通過修飾鉸鏈和/或跨膜結(jié)構(gòu)域也可以降低CAR的免疫原性，并且修飾后的CAR-T 細胞的持久性也得到改善。

       3 修飾CAR轉(zhuǎn)導的T細胞

       CAR-T治療最常見的副作用是細胞因子釋放綜合征（CRS）和神經(jīng)毒 性。CRS是指在免疫細胞和腫瘤細胞作用的過程中，大量釋放細胞因子，這些細胞因子又會引發(fā)進一步的連鎖反應(yīng)，如過度炎癥反應(yīng)、毛細血管滲漏、凝血級聯(lián)反應(yīng)等，進而導致器官受損和腦腫脹，最終危及生命。研究表明，修飾CAR轉(zhuǎn)導的 T細胞有助于減少CRS的發(fā)生和降低神經(jīng)毒 性。

       4 CAR“關(guān)閉開關(guān)”策略

       改善CAR-T細胞毒 性的另一個潛在途徑是通過實施“關(guān)閉開關(guān)”或自殺基因策略。但自殺策略或其他類似方法的最大限制是，盡管它們在確保安全方面很有吸引力，但它們的使用會突然停止對快速發(fā)展疾病的治療。這種方法可以暫時抑制CAR-T細胞功能，并可以在毒 性消退后挽救CAR-T細胞療法。未來，有必要開發(fā)更多有效策略，可以暫時抑制CAR-T細胞功能并在毒 性消退后進行CAR-T 細胞治療救援，這對于CAR-T細胞療法邁向血液學的一線治療是至關(guān)重要的。

       圖8. CAR-T細胞療法潛在的改進策略

       CAR-T細胞療法的研究進展

       近年來，隨著CAR-T細胞療法領(lǐng)域的持續(xù)升溫，國內(nèi)外多家藥企布局CAR-T療法，國外方面包括諾華、BMS、吉利德等制藥巨頭，國內(nèi)也有藥明巨諾、傳奇生物、復星醫(yī)藥、信達等藥企參與布局。迄今為止，全球獲批上市的CAR-T療法共有7種，其中，Kymriah是諾華研發(fā)的全球首 款CAR-T療法產(chǎn)品，于2017年8月被美國FDA批準用于治療急性淋巴細胞白血?。ˋLL）兒童和青少年患者。此外，目前處于臨床試驗階段的CAR-T療法多達300余種。

       圖9. 已上市和申請上市的CAR-T療法

       小結(jié)

       CAR-T細胞療法為血液腫瘤患者帶來了希望，尤其是在晚期惡性腫瘤患者治療中發(fā)揮重要作用。然而由于腫瘤免疫抑制微環(huán)境、抗原異質(zhì)性、脫靶毒 性等問題，阻礙了CAR-T療法的發(fā)展腳步。盡管存在挑戰(zhàn)，但新策略和潛在解決方案仍在不斷發(fā)展，并可能為更有效和更安全的抗癌療法提供前進的方向和道路。此外，CAR-T高昂的治療費用也是一座難以逾越的大山。相信隨著CAR-T療法的不斷研究，會有更多安全有效的CAR-T療法獲批上市，使患者獲益。

       參考文獻

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