CAR-T免疫療法在實(shí)體腫瘤治療中的研究進(jìn)展

楊迅

（浙江省腫瘤醫(yī)院 浙江 杭州 310022）

近年來(lái)，CAR-T免疫療法除了被用來(lái)治療急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，也被用來(lái)探索治療實(shí)體腫瘤、自身免疫疾病、HIV感染和移植排斥等疾病。本文簡(jiǎn)要綜述CAR-T免疫療法在實(shí)體腫瘤的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。

1.CAR-T免疫療法治療實(shí)體腫瘤的研究發(fā)展

黑色素瘤是皮膚腫瘤中惡性程度最高的瘤種，由于其表達(dá)大量腫瘤抗原，在以往的研究中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用免疫療法治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤療效顯著。2006年Morgan等[1]用反轉(zhuǎn)錄病毒改造T淋巴細(xì)胞并將其輸注回人體內(nèi)，使其表達(dá)識(shí)別黑色素瘤分化抗原(MART-1)的T細(xì)胞抗原受體（TCR），發(fā)現(xiàn)黑色素瘤明顯減小。

研究發(fā)現(xiàn)在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)等多種實(shí)體瘤中高表達(dá)平足蛋白(podoplanin，PDPN)，其是一類表達(dá)于淋巴內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的黏蛋白樣穿膜糖蛋白。Shiina等[2]采用慢病毒載體表達(dá)第三代CAR-T細(xì)胞，其由含CD28的PDPN特異性抗體、4-1BB和CD3zeta細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成，能有效抑制免疫缺陷小鼠顱內(nèi)GBM移植瘤的生長(zhǎng)。Thomas等[3]在其研究中應(yīng)用GD2 CAR-T細(xì)胞治療成神經(jīng)細(xì)胞瘤(NBL)，發(fā)現(xiàn)其持續(xù)、有效并且安全。其中臨床I/II期試驗(yàn)結(jié)果表明[4]，GD2 CAR-T在治療腦膠質(zhì)瘤過(guò)程中能夠在人體內(nèi)長(zhǎng)期檢測(cè)到獲得性轉(zhuǎn)移T細(xì)胞，另外有2例臨床試驗(yàn)用GD2 CAR-T在治療兒童NBL中取得良好療效[5]。

美國(guó)City of Hope癌癥中心報(bào)道了一則利用腦脊液滴管注射CAR-T的方法治療一位患有致命腦癌并已經(jīng)發(fā)生脊髓擴(kuò)散的癌癥病人[6]。研究者通過(guò)外科手術(shù)除了該患者腦中三顆體積最大的腫瘤，然后每周6次將CAR-T細(xì)胞通過(guò)一種特制滴管輸注入大腦。已切除的腦腫瘤雖然沒(méi)有復(fù)發(fā)，但是剩余的其他腫瘤仍在進(jìn)展并轉(zhuǎn)移至該患者脊髓。因此研究者設(shè)計(jì)特制的腦脊液滴管CAR-T細(xì)胞輸注入該患者的腦脊腔。僅僅在3次治療之后該患者所有的腦腫瘤均明顯縮小。而在第10次治療后，所有腫瘤均完全消失。

Zuccolotto等[7]在其研究中構(gòu)建出了能夠靶向人前列腺特異性膜抗原(hPSMA)的CAR結(jié)構(gòu)，該研究通過(guò)將表達(dá)有該中CAR的慢病毒載體（LV）轉(zhuǎn)染生物熒光標(biāo)記的T細(xì)胞再轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其有效地短暫激活外周血單核細(xì)胞（PBMC），刺激其產(chǎn)生細(xì)胞因子，從而對(duì)hPSMA表達(dá)陽(yáng)性的前列腺癌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒作用。Hillerdal等[8]在研究中構(gòu)建了第三代PSCA CAR-T細(xì)胞，其能有效殺傷PSCA陽(yáng)性的腫瘤細(xì)胞；此外注射PSCA CAR-T細(xì)胞的荷瘤小鼠其腫瘤生長(zhǎng)明顯受到抑制。臨床I期研究結(jié)果顯示[9]，6例前列腺癌患者在經(jīng)過(guò)正規(guī)的化療后接受了PSMA CAR-T免疫治療，并予以低劑量IL-2持續(xù)輔助治療，其中5例患者成功治愈，而在治療期間并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)。

李鵬研究組[10]在其研究中首先構(gòu)建了原代的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）異種移植（PDX）的小鼠模型，然后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)NSCLC表達(dá)有前列腺干細(xì)胞抗原(PSCA)和MUC1抗原，再利用體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)了靶向PSCA和MUC1的CAR-T細(xì)胞對(duì)NSCLC細(xì)胞系的特異性及有效性。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在NSCLC的PDX小鼠模型中靶向PSCA的CAR-T可以有效抑制NSCLC腫瘤的生長(zhǎng)，而聯(lián)合使用靶向PSCA和MUC1的CAR-T細(xì)胞可以協(xié)同消除PSCA+MUC1+的腫瘤。

有研究通過(guò)慢病毒載體轉(zhuǎn)染構(gòu)建第一代和第三代靶向磷脂酰肌醇聚糖3(glypican3，GPC3)的CAR-T細(xì)胞，其在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出對(duì)多種HCC細(xì)胞系的細(xì)胞毒作用，該研究表明靶向GPC3的CAR-T細(xì)胞能夠有效抑制GPC3陽(yáng)性表達(dá)的HCC細(xì)胞。該研究進(jìn)一步在SCID荷瘤小鼠中實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)瘤內(nèi)注射AFP-CAR T細(xì)胞后能夠顯著抑制HepG2及AFP表達(dá)陽(yáng)性的HCC腫瘤的生長(zhǎng)[11]。

2.CAR-T突破實(shí)體瘤治療瓶頸的新研究

實(shí)體瘤的微環(huán)境由多種細(xì)胞組成，包括基質(zhì)細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)、骨髓來(lái)源的抑制細(xì)胞(MDSC)、抑制性細(xì)胞因子以及一些其他細(xì)胞所產(chǎn)生的抗腫瘤免疫反應(yīng)，使其具有免疫抑制作用，成為所有免疫療法的障礙。Nishio等[12]在研究中將攜帶趨化因子RANTES和細(xì)胞因子IL-5的溶瘤病毒和CAR-T細(xì)胞集合，利用溶瘤病毒作用于惡性腫瘤細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞分解作用，從而促進(jìn)CAR-T細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境更好地遷移和存活。此外實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞對(duì)實(shí)體腫瘤效果不佳可能是因?yàn)檫@樣的腫瘤與健康器官相比氧氣濃度極低。缺氧對(duì)腫瘤細(xì)胞似乎沒(méi)什么影響，但是T細(xì)胞卻很難穿透腫瘤執(zhí)行殺死的功能。最新的研究表明，T細(xì)胞在低氧條件下有助于消滅細(xì)胞培養(yǎng)皿中的癌細(xì)胞[13]。

在T細(xì)胞免疫過(guò)程中，其對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫作用往往被腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生的免疫抑制信號(hào)所減弱。這些信號(hào)大多由腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)組分產(chǎn)生，包括抑制性細(xì)胞因子白介素-4（IL-4）、白介素-10（IL-10）、腫瘤生長(zhǎng)因子Beta(TGF-beta)等。

對(duì)于實(shí)體瘤細(xì)胞療法效果不佳另一部分原因是由于癌癥特異性的T細(xì)胞難以運(yùn)送到腫瘤組織中。Fred Hutchinson癌癥研究中心的Smith等[14]設(shè)計(jì)了一種可移植的高分子生物聚合物"骨架"，這種“骨架”有許多微型小孔，可以將CAR-T細(xì)胞導(dǎo)入該“骨架”，然后幫助CAR-T細(xì)胞直接作用于實(shí)體腫瘤的表面。在移植胰腺癌和黑色素瘤的正常免疫小鼠模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，搭載“骨架”的CAR-T細(xì)胞相比單獨(dú)注射T細(xì)胞的能夠更加有效地有效遷移并殺傷腫瘤。

CAR-T免疫治療及其聯(lián)合其他免疫療法將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。但是相對(duì)于CAR-T免疫療法在血液腫瘤里取得的驕人的成績(jī)，其在實(shí)體腫瘤領(lǐng)域的研究仍舊進(jìn)展緩慢。治療中或者療效不滿意，或者毒副反應(yīng)不能控制。這可能與實(shí)體瘤特有的免疫抑制微環(huán)境，以及所選擇靶點(diǎn)不夠特異有關(guān)。如何在實(shí)體腫瘤治療中有所突破，是未來(lái)的重要方向。

[1]Morgan RA,et al.Cancer regression in patients after transfer of genetically engineered lymphocytes.Science,2006. 314(5796):126-9.

[2]Shiina S,et al.CAR T Cells Targeting Podoplanin Reduce Orthotopic Glioblastomas in Mouse Brains. Cancer Immunol Res,2016.4(3):259-68.

[7]Sampson JH,et al.EGFRvIII mCAR-modified T-cell therapy cures mice with established intracerebral glioma and generates host immunity against tumor-antigen loss.Clin Cancer Res,2014.20(4):972-84.

[3]Thomas S,et al.An Optimized GD2-Targeting Retroviral Cassette for More Potent and Safer Cellular Therapy of Neuroblastoma and Other Cancers.PLoS One,2016.11(3):e0152196.

[4]Louis CU,et al.Antitumor activity and long-term fate of chimeric antigen receptor-positive T cells in patients with neuroblastoma. Blood, 2011. 118(23):6050-6.

[5]Heczey A.Advances in chimeric antigen receptor immunotherapy for neuroblastoma. Discov Med,2013.16(90): 287-94.

[6]Brown CE,et al.Regression of Glioblastoma after Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy.N Engl J Med,2016.375(26):2561-9.

[7]Zuccolotto G,et al.PSMA-specific CAR-engineered T cells eradicate disseminated prostate cancer in preclinical models.PLoS One, 2014. 9(10):e109427.

[8]Hillerdal V,et al.Systemic treatment with CAR-engineered T cells against PSCA delays subcutaneous tumor growth and prolongs survival of mice. BMC Cancer,2014.14: 30.

[9]Junghans RP,et al.Phase I Trial of Anti-PSMA Designer CAR-T Cells in Prostate Cancer: Possible Role for Interacting Interleukin 2-T Cell Pharmacodynamics as a Determinant of Clinical Response. Prostate,2016.76(14):1257-70.

[10]Wei X,et al.PSCA and MUC1 in non-small-cell lung cancer as targets of chimeric antigen receptor T cells.Oncoimmunolo gy,2017.6(3):e1284722.

[11]Liu H, et al.Targeting Alpha-Fetoprotein (AFP)-MHC Complex with CAR T-Cell Therapy for Liver Cancer.Clin Cancer Res,2017.23(2):478-488.

[12]Nishio N,et al.Armed oncolytic virus enhances immune functions of chimeric antigen receptor-modified T cells in solid tumors.Cancer Res,2014.74(18):5195-205.

[13]Gropper Y.et al.Culturing CTLs under Hypoxic Conditions Enhances Their Cytolysis and Improves Their Anti-tumor Function. Cell Rep,2017.20(11):2547-2555.

[14]Smith TT,et al. Biopolymers codelivering engineered T cells and STING agonists can eliminate heterogeneous tumors.J Clin Invest,2017.127(6):2176-2191.