T細胞受體嵌合型T細胞治療腫瘤的研究進展

賀 穎，金澤彬，李正祎，張宸豪*

(1.吉林醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，吉林 吉林 132013;2.吉林醫(yī)藥學院:a.2018級臨床專業(yè)本科班,b.檢驗學院，吉林 吉林 132013)

腫瘤通過手術(shù)、放療和化療在一定程度上增加患者的存活時間和改善預后，但不能從根本上解決或改變腫瘤患者的生存質(zhì)量[1]?？蒲腥藛T利用能夠識別腫瘤膜抗原的嵌合抗原受體或識別主要組織相容性復合物分子(major histocompatibility complex,MHC)呈遞的獨特腫瘤肽的T細胞受體(T cell receptorgene engineered，TCR)來激活效應性T細胞。這種修飾過T細胞可以在體外擴增，同時保持其識別和溶解腫瘤細胞的能力。T細胞受體基因工程改造的T細胞(T cell receptorgene engineered T cells，TCR-T)通過整合編碼傳統(tǒng)的TCR的基因進行重新編輯，這些基因結(jié)合了識別腫瘤抗原的特異性表位，達到了治療腫瘤的目的并在實體瘤中成功應用，被認為是迄今為止最有發(fā)展前景的腫瘤免疫治療方式之一[2]。本文就TCR-T療法治療腫瘤的研究進展進行綜述。

1 TCR-T免疫療法的歷史背景

腫瘤一直以來都是威脅人類健康的主要因素之一。1989年，Eshhar等提出了以MHC提呈的具有抗體特異性的T細胞的概念[3]。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷進步，人們對腫瘤發(fā)生和發(fā)展機制的研究也不斷深入。因為人體的T細胞受體親和力都很低，無法識別和殺傷腫瘤。所以將人工設(shè)計的高親和力TCR(或嵌合受體)通過轉(zhuǎn)基因的技術(shù)導入到人體T淋巴細胞，從而提高了T 細胞對腫瘤細胞的特異性識別，增加T 淋巴細胞對腫瘤細胞的親和力，使得原本沒有識別腫瘤能力的細胞在人體中都能有效地識別和殺傷腫瘤細胞。目前，T細胞免疫療法已經(jīng)成為一項主要用于基礎(chǔ)研究或探索性免疫學治療的成熟技術(shù)，為指導患者藥物開發(fā)和臨床研究打下了堅實的基礎(chǔ)[4]。

2 TCR的理化特性

TCR是T細胞表面能夠特異性識別抗原和介導免疫應答的分子。TCR的多肽鏈依據(jù)抗原結(jié)構(gòu)和編碼基因的不同，有α、β、γ和δ 4種，因此TCR可分為αβ TCR和γδ TCR這2種。人外周血T細胞絕大多數(shù)表達αβ TCR(約占95%)，少數(shù)表達γδ TCR(約占5%)[5]。

每個T細胞表面通常有一種或兩種類型的TCR。TCR由α鏈和β鏈組成，即TCRα和TCRβ兩種類型。當β鏈發(fā)生等位排斥時，單個T細胞中只能重排一條β鏈。相反，由于缺乏α鏈等位基因排斥，一些成熟T細胞可以表達兩條不同的α鏈。TCRα和TCRβ都包含恒定區(qū)域(分別為Cα和Cβ)、可變區(qū)域(分別為Vα和Vβ)、連接區(qū)域(分別為Jα和Jβ)以及在TCRβ的情況下的多樣性(D)區(qū)域。α鏈和β鏈中都存在三個極易變的區(qū)域，稱為互補決定區(qū)(CDR)，負責TCR特異性。其中CDR1和CDR2由V基因片段編碼，CDR3由V(D)/J重組和隨機核苷酸的插入或缺失決定。CDR3在TCR識別多肽-MHC復合物(P-MHC)方面做出了重要貢獻。研究表明，CDR1和CDR2與MHC分子相互作用，而高度可變的CDR3與P-MHC的獨特肽組分接觸[6]。

3 TCR-T細胞免疫療法的臨床研究現(xiàn)狀

截止2019年8月17日，應用TCR-T細胞治療實體瘤的臨床實驗有78項。在這些研究中，16項正在進行相關(guān)動物實驗但尚未招募，40項實驗處于應邀招募/招生狀態(tài)，15項研究被暫?；蚪K止，7項研究已完成[7]。在中國，除一項針對腫瘤相關(guān)抗原甲胎蛋白的研究外，大多數(shù)研究都針對Nyeso-1和致癌病毒抗原，而Nyeso-1是肝細胞癌診斷中廣泛使用的生物標志物。NY-ESO-1是一種腫瘤-睪丸抗原，僅限于生殖細胞和胎盤細胞表達，在多種腫瘤類型中異常再表達[8]。2011年和2015年的三項針對NY-ESO-1/HLA-A2的TCR-T臨床實驗顯示，超過50%的惡性黑色素瘤、滑膜肉瘤和多發(fā)性骨髓瘤患者表現(xiàn)出良好的臨床效果，進一步促進了TCR-T細胞免疫療法的臨床應用[9]。

3.1 黑色素瘤

臨床前和臨床研究表明，過繼轉(zhuǎn)移的T細胞能夠運輸?shù)綆缀跛械慕馄什课籟10]。這表明，一方面，轉(zhuǎn)移的T細胞可以攻擊擴散到任何位置的表達抗原的腫瘤；但另一方面，任何表達相同抗原的健康細胞或組織也將成為靶點[11]。2006年Morgan等[12]報道了一項使用針對黑色素瘤相關(guān)抗原肽MART-1的特異性TCR-T細胞對惡性黑色素瘤患者進行的Ⅰ期臨床實驗。實驗人員們選擇了17例轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者進行Ⅰ期臨床實驗，通過實驗的結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，其中有2例黑色素瘤患者在治療時腫瘤得到了緩解，而剩下的15例黑色素瘤患者在治療2個月后外周血T細胞數(shù)量至少增加10%，而且尚未發(fā)生嚴重的不良反應。

3.2 滑膜肉瘤

黑色素瘤相關(guān)抗原肽MART-1的特異性TCR-T細胞在其他部分腫瘤中也可應用，例如滑膜肉瘤。Robbins等[13]應用此項技術(shù)對6位滑膜肉瘤患者進行Ⅰ期臨床實驗，通過實驗的結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，其中有4位滑膜肉瘤患者在治療時腫瘤得到了緩解，并且患者未出現(xiàn)明顯的不良反應。

3.3 多發(fā)性骨髓瘤

多發(fā)性骨髓瘤是來源漿細胞的惡性腫瘤，現(xiàn)在仍然是不治之癥。Rapoport等[14]利用自體T細胞表達親和力增強的TCR識別癌癥-睪丸抗原NY-ESO-1和LAGE-1共享的自然加工肽。20例抗原陽性多發(fā)性骨髓瘤患者自體干細胞移植后2 d平均獲得2.4×109個工程T細胞。盡管IL-6水平很高，但輸液耐受性良好，臨床上沒有明顯的細胞因子釋放綜合征。工程T細胞擴增、持續(xù)、運輸?shù)焦撬?，并表現(xiàn)出細胞毒表型。血液中工程T細胞的持久性與骨髓中NY-ESO-1水平呈負相關(guān)。疾病進展與T細胞持久性喪失或抗原逃逸有關(guān)，這與轉(zhuǎn)移的T細胞的預期作用機制一致。令人鼓舞的臨床反應是，在20例晚期疾病患者中有16例無進展生存期平均長達19.1個月。從而證明NY-ESO-1/LAGE-1TCR工程T細胞是安全的，可以轉(zhuǎn)運到骨髓中并表現(xiàn)出延長患者存活率。另外，TCR-T細胞免疫療法也曾嘗試性地在其他實體腫瘤上進行研究，例如乳腺癌、宮頸癌、尿路上皮癌和骨肉瘤等，但其治療的臨床效果還需要進一步驗證[1]。

4 TCR-T細胞免疫療法的不良反應

少數(shù)嚴重毒性病例給TCR-T細胞治療作為一種安全的癌癥治療方法的可行性蒙上了一層陰影。到目前為止，大多數(shù)臨床檢測的TCR都是HLA-A2限制性的，針對T細胞識別的黑色素瘤相關(guān)抗原1(MART-1)、糖蛋白(GP)100、癌胚抗原(CEA)、p53、黑色素瘤相關(guān)抗原(MAGE-A3)或紐約食管鱗癌抗原(NYESO-1)。另一種臨床檢測的TCR是HLA-A1限制性的，針對MAGE-A3[15]。

4.1 細胞因子釋放綜合征

基因工程免疫細胞治療技術(shù)最常引起的一個不良反應是細胞因子釋放綜合征(cytokine-release syndrome，CRS)。如果有患者出現(xiàn)CRS時，可釋放大量的細胞炎癥因子如IL6和IFN-γ等，同時會伴有高熱、低血壓、疲勞、厭食和呼吸困難等不良反應的出現(xiàn)，嚴重時可危及生命[16]。

4.2 脫靶毒性

一項臨床實驗中，兩名患者(一名黑色素瘤患者和另一名多發(fā)性骨髓瘤患者)接受了親和力增強的針對HLA-A1限制性MAGE-A3168-176表位的TCR基因修飾的自體T細胞治療。T細胞輸注后幾天，患者發(fā)生心源性休克并死亡。隨后在尸檢中觀察到由輸注的T細胞介導的心肌細胞壞死[7]。這一現(xiàn)象是由于(MAGE-A3)TCR識別出一種來自心肌高表達蛋白的非靶標多肽。交叉反應測試的改進使得近年來能夠?qū)Χ喾N人類癌癥的新型TCR-T細胞療法進行安全性評估[17]。

4.3 神經(jīng)毒性

一項臨床實驗報告了轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者使用針對MAGE-A3的親和力增強TCR，通過CDR3區(qū)域的定點突變進行了特異性改變，這導致了9名患者中的5名臨床退化。但也有顯著的神經(jīng)毒性，導致9名患者中的2名發(fā)生致命的不良事件?；颊叩乃劳鲈蚩赡苁前邢騇AGE-A3的TCR基因修飾后與位于人腦的MAGE-A12發(fā)生交叉反應而導致的壞死性白質(zhì)腦病。已知基因修飾的TCR對MAGE-A3/A9/A12具有反應性，因此這種不良反應是導致神經(jīng)毒性的“靶上、腫瘤外”特異性的案例[18]。而另一個“靶上，腫瘤外”不良反應的例子是一項涉及轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸患者的臨床實驗，實驗對象是用單一氨基乙酰膽堿進行抗癌胚抗原的轉(zhuǎn)基因小鼠TCR反應的臨床實驗[18]。2009年有3名患者在輸注靶向CEA的TCR-T細胞產(chǎn)品后出現(xiàn)嚴重的炎癥性結(jié)腸炎，導致實驗中止[17]。

5 結(jié)語及展望

TCR-T療法治療腫瘤是一個令人興奮且發(fā)展迅速的新興領(lǐng)域。它的使用開創(chuàng)了一種治療癌癥、病毒感染和其他免疫調(diào)節(jié)疾病的新方法。大量臨床前和臨床研究已經(jīng)證明了使用TCR工程T細胞治療癌癥和病毒感染的不同程度的可行性、安全性和有效性。盡管有證據(jù)表明TCR基因修飾的T細胞可以是安全有效的，但如何最大限度地發(fā)揮其治療潛力并將不良事件降至最低仍有待研究。也就是說，T細胞識別正常組織上的靶抗原(靶上、腫瘤外)或TCR交叉反應引起的相關(guān)或無關(guān)抗原的靶識別是達到最佳療效和安全性的重要障礙[19]。

T細胞療法雖然在臨床上取得了一定的成功，但在更多患者的可獲得性和治療性T細胞的產(chǎn)生方面仍有其局限性[15]。希望在不久的將來，經(jīng)過科研人員的不懈努力，選擇到更合適的免疫靶標，并且優(yōu)化TCR-T的轉(zhuǎn)染等方式。TCR-T療法必將在癌癥、傳染病或自身免疫病等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[20]。