CAR-T細(xì)胞免疫療法在血液惡性腫瘤治療中的研究現(xiàn)狀

朱晶晶 林 偉綜述 王建勛審校

腫瘤的細(xì)胞免疫治療通過(guò)調(diào)動(dòng)機(jī)體自身的抗腫瘤能力，達(dá)到精準(zhǔn)靶向地清除腫瘤細(xì)胞的目的，同時(shí)避免對(duì)健康細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)度的毒性，其中嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor，CAR)T細(xì)胞免疫療法以其特異性成為最具有前途的細(xì)胞免疫療法，通過(guò)CAR基因修飾的T細(xì)胞過(guò)繼移植，在血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療中顯示出了顯著的療效[1]。血液系統(tǒng)惡性腫瘤起源于造血細(xì)胞和淋巴細(xì)胞在不同成熟、分化階段不受控制的生長(zhǎng)，目前占全世界所有癌癥的6.5%[2]。目前已有六款靶向CD19、一款靶向BCMA的CAR-T細(xì)胞已被批準(zhǔn)上市[3]。CAR-T療法成為血液惡性腫瘤治療很有前途的手段。本文綜述了目前研究比較多的靶向CD19、CD22、CD123、BCMA的特異性CAR-T及其聯(lián)合的雙CAR在血液惡性腫瘤治療的研究成果及存在的問(wèn)題，并對(duì)其解決方案進(jìn)行展望。

1 CAR-T細(xì)胞免疫療法

1.1 CAR的發(fā)展

CAR-T細(xì)胞與T細(xì)胞相比除了具有抗原受體(TCR)復(fù)合物外，還攜帶CAR部件，CAR結(jié)構(gòu)決定了CAR-T的作用特異性。CAR是一種合成蛋白，目前批準(zhǔn)的CAR-T細(xì)胞中應(yīng)用的CAR結(jié)構(gòu)，都是包括識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原的胞外區(qū)和胞內(nèi)活性區(qū)兩大部分[4]。經(jīng)過(guò)十余年發(fā)展，CAR已經(jīng)發(fā)展到五代，且主要是在胞內(nèi)信號(hào)區(qū)域的改變[5]。通過(guò)對(duì)胞內(nèi)信號(hào)域增加共刺激分子(如CD28、4-1BB或OX40)增強(qiáng)T細(xì)胞的增殖及細(xì)胞因子的分泌[6]，并能在腫瘤微環(huán)境中釋放促炎性因子[7]。但CAR-T在應(yīng)用中仍發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，如在淋巴白血病的治療中，CD19特異性CAR取得了巨大成功，但在治療后CD19逃逸變異已被發(fā)現(xiàn)，隨后靶點(diǎn)丟失的患者表現(xiàn)出疾病復(fù)發(fā)[8]。為了克服逃逸變異體的抗原靶點(diǎn)問(wèn)題，出現(xiàn)了雙CAR以及聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抗體等其他手段的治療，這些都成為相關(guān)研究的熱點(diǎn)。

1.2 作用機(jī)制

CAR-T療法是將T細(xì)胞進(jìn)行體外活化、基因修飾，使特異性識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面分子的CAR表達(dá)于T細(xì)胞表面，通過(guò)CAR與腫瘤表面抗原特異性結(jié)合引起胞內(nèi)信號(hào)分子活化，進(jìn)一步激活T細(xì)胞發(fā)揮特異性抗腫瘤作用[9]。正常T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性依賴于主要組織相容性復(fù)合物(MHC)，T細(xì)胞通過(guò)信號(hào)通路發(fā)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將T細(xì)胞活化為細(xì)胞毒T細(xì)胞(CLT)，當(dāng)CLT遇到含有相同MHC-抗原肽的腫瘤細(xì)胞后，二者特異性結(jié)合，刺激CLT細(xì)胞發(fā)揮細(xì)胞毒性作用[10-11]，而CAR-T的抗原識(shí)別過(guò)程不依賴于MHC，CAR分子上的單鏈可變區(qū)(scFv)可直接識(shí)別并結(jié)合腫瘤細(xì)胞抗原，具有靶向特異性，是CAR-T療法的一大優(yōu)勢(shì)。

2 血液惡性腫瘤的CAR-T免疫治療

2.1 靶向CD19的CAR-T

CD19是Ⅰ型跨膜糖蛋白，屬于免疫球蛋白超家族，CD19在多種B細(xì)胞惡性腫瘤細(xì)胞表面上都有表達(dá)，在正常B細(xì)胞，濾泡性樹(shù)突狀細(xì)胞表面有表達(dá)，而在其他組織和血液細(xì)胞中無(wú)表達(dá)，被認(rèn)為是CAR-T治療B細(xì)胞腫瘤的理想靶點(diǎn)[12]。以CD19為靶點(diǎn)的CAR-T細(xì)胞是B系血液惡性腫瘤領(lǐng)域一種革命性的免疫治療方法。目前抗CD19的CAR-T在B細(xì)胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病、慢性淋巴細(xì)胞白血病的治療中都取得一定成果。

在B細(xì)胞淋巴瘤的治療中，Brudno等[13]治療了20例B細(xì)胞淋巴瘤的Ⅰ期患者，首次在人類臨床試驗(yàn)中表達(dá)新的抗CD19-CAR(Hu19-CD828Z)的T細(xì)胞。在試驗(yàn)中，55%接受治療的患者獲得完全緩解,僅5%的患者出現(xiàn)了嚴(yán)重的神經(jīng)毒性。在難治性/復(fù)發(fā)性B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病患者中，靶向CD19的CAR-T細(xì)胞可誘導(dǎo)83%～93%的應(yīng)答率[14]。Xiao等[15]評(píng)估了人源化的CD19 CAR-T(hCART19)細(xì)胞，15例患者在hCART19輸注后30 d獲得了完全緩解(CR)或者CR伴血細(xì)胞不完全恢復(fù)(CRi)。180 d總生存率及無(wú)病生存率分別達(dá)到73.3%和69.2%。在另一項(xiàng)研究中Jia等[16]對(duì)23例R/RB-ALL患者在CAR-T治療14天后進(jìn)行評(píng)估，19例患者達(dá)到CR。以上研究雖無(wú)病例死于細(xì)胞因子釋放綜合征(cytokine release syndrome，CRS)，但都不同程度出現(xiàn)不良反應(yīng)，CAR-T在B-ALL的治療中表現(xiàn)出高反應(yīng)性和可控制的毒性。

在非霍奇金淋巴瘤(NHL)治療中，CAR-T細(xì)胞治療復(fù)發(fā)/難治性NHL的效果良好，F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)6種以CD19為靶標(biāo)的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品[17]，其他針對(duì)NHL的CAR-T產(chǎn)品也在難治性NHL患者中進(jìn)行測(cè)試。百時(shí)美施貴寶公司的Liso-cel已被FDA授予針對(duì)復(fù)發(fā)/難治性侵襲性NHL的突破性療法和再生醫(yī)學(xué)高級(jí)療法的稱號(hào)[18]。Abramson等[19]評(píng)估了liso-cel在269例復(fù)發(fā)/難治性大B細(xì)胞淋巴瘤患者的療效，ORR為73%，CR率為53%，只有2%的級(jí)別≥3的CRS。

雖然抗CD19-CAR-T在部分血液腫瘤中表現(xiàn)出不錯(cuò)的療效，但由于CD19細(xì)胞在正常B淋巴細(xì)胞上表達(dá)，使用CD19-CAR-T會(huì)造成B細(xì)胞再生障礙、感染和細(xì)胞減少等并發(fā)癥，導(dǎo)致低丙種球蛋白血癥和隨后的頻繁感染，這些都已被報(bào)道。此外，CAR-T細(xì)胞的增殖及持久性也是限制其療效穩(wěn)定與持久的重要因素，所以，還需要進(jìn)一步探索其結(jié)構(gòu)優(yōu)化并聯(lián)合其他手段進(jìn)行干預(yù)，以提高其療效。

2.2 靶向CD22的CAR-T

CD22作為B細(xì)胞特異性的跨膜糖蛋白表達(dá)于成熟B系細(xì)胞的細(xì)胞表面，在B細(xì)胞惡性腫瘤中廣泛高表達(dá)[20]，包括慢性淋巴細(xì)胞白血病、非霍奇金淋巴瘤和急性淋巴細(xì)胞白血病等，但在其他組織中基本不存在，這就使CD22成為B細(xì)胞惡性腫瘤免疫治療的理想分子靶點(diǎn)。

抗CD19 CAR-T細(xì)胞治療B淋巴母細(xì)胞腫瘤(B-ALL)在目前的研究中取得了良好的臨床療效，但CD19的下調(diào)或突變是CD19-CAR-T治療B-ALL后復(fù)發(fā)的主要原因，成為亟待解決的問(wèn)題。Pan等[21]對(duì)34例患者進(jìn)行了抗CD22 CAR-T細(xì)胞治療的第一階段試驗(yàn)，34例患者中70.5%達(dá)到CR/CRi。大多數(shù)患者只出現(xiàn)輕度CRS和神經(jīng)毒性。此研究證明抗CD22 CAR-T細(xì)胞治療可彌補(bǔ)B-ALL患者CD19 CAR-T細(xì)胞治療的不足。在NHL和ALL的治療上，靶向CD22的CAR-T產(chǎn)品在臨床研究中，如美國(guó)國(guó)立癌癥研究所的適用于濾泡性淋巴瘤和慢性淋巴細(xì)胞白血病的CD22 CAR產(chǎn)品JCAR-018正在進(jìn)行臨床Ⅰ期[22]。目前靶向CD22的CAR-T療法在ALL治療中取得一定成果，但在治療其他B細(xì)胞腫瘤中需要更多證據(jù)，而且可以考慮聯(lián)合其他靶點(diǎn)，以克服免疫逃逸等問(wèn)題。

2.3 靶向CD123的CAR-T

白細(xì)胞介素-3受體α鏈(IL-3Rα)常被稱為CD123，在各種血液系統(tǒng)惡性腫瘤中廣泛高表達(dá)，包括急性髓細(xì)胞白血病(AML)、B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病、霍奇金淋巴瘤、原發(fā)性漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀腫瘤(BPDCN)等[23]。重要的是，CD123在白血病干細(xì)胞和分化程度更高的白血病細(xì)胞中都有表達(dá)，這使得CD123成為有吸引力的CAR-T治療靶點(diǎn)。

CD19 CAR-T在治療B-ALL中取得了成功，但也面臨著與傳統(tǒng)化療相似的問(wèn)題，通常表現(xiàn)為惡性腫瘤可以適應(yīng)并克服其治療。為改善此問(wèn)題，Lulu等[24]設(shè)計(jì)了一個(gè)具有2個(gè)離散單鏈抗體結(jié)構(gòu)域的CAR-T細(xì)胞，同時(shí)具有白血病抗原CD19和CD123的抗腫瘤活性。在體外實(shí)驗(yàn)中，CD19-CD123-cCAR能夠獨(dú)立地清除表達(dá)CD19的K562細(xì)胞和表達(dá)CD123的Jurkat細(xì)胞，證實(shí)2個(gè)結(jié)構(gòu)域都具有完全的功能和獨(dú)立性。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小鼠的生存及腫瘤清除表現(xiàn)出同樣的優(yōu)勢(shì)。CD19-CD123-cCAR代表了CAR發(fā)展的熱點(diǎn)，其靶向機(jī)制是單CAR的復(fù)合，并對(duì)靶細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)有力的溶解能力。復(fù)合CAR比單一的CD19-CAR具有更高的緩解率和更低的復(fù)發(fā)率，有望成為癌癥治療的有力手段。

原發(fā)性漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀腫瘤(BPDCN)治療后普遍預(yù)后效果差，Bole等[25]設(shè)計(jì)了CD28/4-1BB-CD123-CAR-T細(xì)胞，并證實(shí)其在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出較好的腫瘤清除能力。AML治療后復(fù)發(fā)率為50%，CAR-T細(xì)胞已經(jīng)成為治療白血病的有力工具。Testa等[26]研究了大量AML表型情況，并發(fā)現(xiàn)45%的患者過(guò)度表達(dá)IL-3Rα，抗CD123 CAR-T表達(dá)細(xì)胞因子誘導(dǎo)殺傷性T細(xì)胞治療成為AML的一種有前途的治療方法[27]。Galetto等[28]在不同CAR結(jié)構(gòu)的背景下篩選了多個(gè)抗原識(shí)別域，以確定對(duì)表達(dá)不同水平CD123抗原的細(xì)胞均可識(shí)別并活化的分子結(jié)構(gòu)，在小鼠模型的實(shí)驗(yàn)中，同樣表現(xiàn)出了顯著的體內(nèi)抗腫瘤活性。

CD123的獨(dú)立表達(dá)特性更加使其成為血液惡性腫瘤不同階段的潛在治療靶點(diǎn)，包括初始診斷、最小殘留病(MRD)和復(fù)發(fā)各階段，但對(duì)于提高完全緩解率和降低造血毒性方面的問(wèn)題仍需進(jìn)一步探索。

2.4 靶向BCMA的CAR-T

B細(xì)胞成熟抗原(BCMA)也稱為T(mén)NFRSF17或CD269，是腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族的成員，在成熟的B淋巴細(xì)胞上高表達(dá)，在造血干細(xì)胞或非造血組織中表達(dá)較少[29]。多發(fā)性骨髓瘤(MM)中BCMA的生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)BCMA的過(guò)度表達(dá)和激活與MM的進(jìn)展相關(guān)[30]，這使BCMA也成為MM有前途的CAR-T治療靶點(diǎn)。

BCMA可作為MM患者的重要治療靶點(diǎn)，目前藍(lán)鳥(niǎo)生物的BCMA CAR-T產(chǎn)品bb2121已獲批上市，在此之前Raje等[31]采用BCMA-4-1BB-CD3ζCAR結(jié)構(gòu)制備的bb2121細(xì)胞進(jìn)行治療，對(duì)33例患者進(jìn)行輸注，患者客觀緩解率為85%，其中15例完全緩解，16名有副反應(yīng)的患者的MRD評(píng)估，結(jié)果均為陰性?？笲CMA的CAR-T治療MM的可行性得到驗(yàn)證。此外，針對(duì)BCMA在未成熟漿細(xì)胞上缺乏可能會(huì)限制療效并促進(jìn)復(fù)發(fā)的問(wèn)題，Liqing等[32]設(shè)計(jì)了包括scFv-BCMA和scFv-CD19串聯(lián)的新型CAR(tan-CAR)，以期在MM細(xì)胞上同時(shí)靶向BCMA和CD19的表達(dá)。該CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)外對(duì)CD19和BCMA抗原陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞均有顯著的抗腫瘤作用。這項(xiàng)研究的數(shù)據(jù)揭示了一種新的策略，不同靶向抗原的串聯(lián)應(yīng)用，可能有助于在CAR-T細(xì)胞治療中降低其復(fù)發(fā)率。

綜上所述，CAR-T細(xì)胞在血液惡性腫瘤的治療中獲得了不錯(cuò)療效，越來(lái)越多的治療靶點(diǎn)也得到開(kāi)發(fā)，抗CD19、CD22、CD123、BCMA等及其聯(lián)合的雙CAR的開(kāi)發(fā)給血液腫瘤的治療提供了更多的選擇。但整個(gè)治療過(guò)程仍有很多問(wèn)題：嚴(yán)重細(xì)胞毒性、細(xì)胞因子風(fēng)暴、體內(nèi)持久性不佳、抗原逃逸和異質(zhì)性等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，需采用開(kāi)發(fā)更具有特異性的胞外抗原識(shí)別受體、細(xì)胞內(nèi)共刺激分子、CAR分子的聯(lián)合及聯(lián)合其他治療手段等方法，來(lái)提高CAR-T細(xì)胞增殖能力、體內(nèi)持久性及抗腫瘤療效。目前，CAR-T細(xì)胞治療后疾病復(fù)發(fā)的機(jī)制及應(yīng)對(duì)策略的開(kāi)發(fā)和選擇是急需解決的問(wèn)題。隨著基因組編輯和CAR分子設(shè)計(jì)、構(gòu)建手段的進(jìn)步，以及聯(lián)合其他手段來(lái)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的輔助治療的研究，細(xì)胞免疫療法在腫瘤治療中的應(yīng)用將進(jìn)入新的發(fā)展階段，為惡性血液腫瘤患者帶來(lái)更高的治愈率并提高其生活質(zhì)量。