嵌合抗原受體T 細胞免疫療法治療艾滋病及其他疾病的研究進展

曾紫微 彭爽 余維維 王敏

1 南華大學衡陽醫(yī)學院長沙市第一醫(yī)院研究生協(xié)作培養(yǎng)基地， 湖南衡陽 421001；2 長沙市第一醫(yī)院艾滋病研究所，長沙 410005

抗病毒治療（ART）的出現(xiàn)控制了HIV 的復制，但由于在急性感染期形成的病毒儲存庫，病毒難以從人體清除，而這也是目前艾滋病可以治療但尚不能夠徹底治愈的原因之一。 嵌合抗原受體T 細胞（CAR-T）免疫療法在治療血液系統(tǒng)疾病以及實體瘤方面卓有成效，為其治療艾滋病提供了新的契機。 本綜述概述了抗HIV CAR-T 免疫療法的不同設計策略、效果、不良反應及可能的解決方法及在治療其他疾病方面的應用等內(nèi)容。

一、CAR-T 免疫療法治療艾滋病

1.設計策略

CAR-T 細胞是將單克隆抗體的抗原結(jié)合位點與T 細胞的信號激活機制結(jié)合，擺脫MHC 的限制，擴大細胞治療的應用范圍。 嵌合抗原受體的主要結(jié)構(gòu)包括胞外、跨膜及胞內(nèi)3個部分：胞外結(jié)構(gòu)也稱細胞外域，起著與抗原特異性結(jié)合的作用，跨膜部分為錨定受體的作用，而胞內(nèi)部分即信號傳導域，負責傳輸信號。細胞外域通常由單鏈可變抗體（ScFV）組成，跨膜部分主要來源于 CD28、CD8α 或 CD4，信號傳導域由來自 T 細胞抗原受體（TCR）復合體的 CD3ζ 鏈組成。 利用上述特性， 研究人員設計了嵌合抗原受體來識別特定抗原，并且激活嵌合抗原受體表達的效應細胞。CAR-T 免疫療法通常包括以下步驟：（1）從患者血液中分離出外周血單核細胞（PBMCs）；（2）用嵌合抗原受體載體轉(zhuǎn)染 T 細胞；（3）表達嵌合抗原受體的T 細胞在體外擴增；（4） 對表達嵌合抗原受體的T 細胞進行質(zhì)量評估后回輸至患者體內(nèi)。

20 世紀90 年代至今，抗HIV 特異性CAR-T 細胞已發(fā)展到第 4 代。 第 3 代 CAR-T 細胞則擁有兩個共刺激域，在細胞持久性、細胞毒性以及長期生存等方面優(yōu)于第2 代。 第4代CAR-T 細胞，即T 細胞重定向通用細胞因子介導的殺傷T細胞，將IL-12 基因添加至嵌合抗原受體盒中，故在嵌合抗原受體表達的同時，還存在著IL-12 的釋放，這一結(jié)構(gòu)特點增強了T 細胞的活化，并吸引及激活先天免疫細胞以消除靶向病變中的抗原陰性靶向細胞。 但有研究表明，基于CD4T 細胞為受體的嵌合抗原受體更易感染HIV，研究人員針對該問題設計出了基于廣泛中和抗體（bNAbs）的ScFV。在約20%的HIV 感染者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了bNAbs， 它能與HIV 的包膜糖蛋白（Env）特異性結(jié)合，有效中和大多數(shù)循環(huán)中的HIV，為設計bNAb-CAR 提供了基礎(chǔ)。 Ali 等設計并研究了 7 個基于bNAbs 的 不 同 序 列 ， 包 括 10E8、3BNC117、PG9、PGT126、PGT128、VRC01 和 X5，發(fā)現(xiàn)病毒復制受到控制，并對 HIV 感染的細胞有激活及殺傷作用。Hale 等發(fā)現(xiàn)在沒有HIV 復制的情況下，HIV 感染的細胞被基于bNAbs 的抗HIV CAR-T細胞特異性激活和殺死?；赟cFV 的嵌合抗原受體，其目標位點有CD4 結(jié)合位點、糖蛋白120 （gp120）的幾種抗原、gp41的膜氧化區(qū)、富含甘露糖區(qū)和可變聚糖區(qū)等。 為了克服HIV 突變逃逸機制、提高親和力以及特異性，研究者們設計出了雙特異性和三特異性嵌合抗原受體。CD4-甘露糖結(jié)合凝集素（MBL） 嵌合抗原受體在與單獨 CD4和 CD4抗 gp120 比較中，顯示出最佳效力。 Anthony-Gonda 等利用雙特異性和三特異性CAR-T 細胞在人源化小鼠模型中有效殺死了HIV 感染細胞，同時能夠保護CAR-T 細胞免受感染。目前，至少有2 項用于消除潛伏性儲存庫的臨床試驗正在進行中：一項是使用改良的基于 bNAb 的 CAR-T 免疫療法（NCT03240328）， 一項是使用基于 CD4 的 CAR-T 免疫療法聯(lián)合 CCR5 消融（NCT03617198）。

2.存在的問題和困難

（1）HIV 易感性

有研究表明， 基于CD4 的嵌合抗原受體使CAR-T 細胞易受 HIV 感染，其原因主要是在結(jié)合 CCR5 或 CXCR4 共受體蛋白之前，嵌合抗原受體中的胞外結(jié)構(gòu)域（CD4 細胞或bNAb）可以替代天然CD4 細胞，從而能夠感染CD8或CCR5T 細胞。配有 CD4ζCAR 病毒融合抑制劑（C46 肽）或利用短發(fā)夾RNA（shRNA）敲除 CCR5 并降解病毒 RNA，這兩種方法都成功地使CD4ζCAR-T 細胞對HIV 感染產(chǎn)生耐藥性， 并使得它們具有長期的持久性以及部分控制體內(nèi)的HIV 感染。此外，有研究使用了幾種基因組編輯技術(shù)，比如鋅指核酸酶（ZFNs）、 轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應物核酸酶（TALENs）、CRISPR/CAS9 等來敲除T 細胞中的CCR5， 以賦予其對HIV 感染的永久耐受性。

（2）擴增困難

Scholler 等觀察到基于 CD4細胞的 CAR-T 細胞在體內(nèi)并未出現(xiàn)擴增現(xiàn)象，而CAR-T 細胞在治療腫瘤時，同樣存在著擴增困難的問題。 為此，Sockolosky 等對 IL-2 進行了設計， 避免了其他效應T 細胞受到刺激而擴增， 這使得CAR-T 細胞均勻表達效應增大，還延遲了效應T 細胞的分化和衰竭。 此外，F(xiàn)raietta 等通過敲除甲基胞嘧啶雙加氧酶2（TET2）基因來促進CAR-T 細胞的擴增。

（3）脫靶效應

CAR-T 細胞能夠攻擊HIV 感染細胞，但也能夠攻擊表達相同或相似靶抗原的其他健康細胞，這一現(xiàn)象稱之為脫靶效應。 正常細胞可以表達CD19，而惡性B 細胞同樣能夠表達。 所幸， 目前尚無證據(jù)表明表達MHC-Ⅱ的細胞在與CD4 CAR-T 細胞結(jié)合后會出現(xiàn)細胞溶解的情況，而基于bNAb的CAR-T 免疫療法甚至更安全，因為bNAb 是HIV 特異性靶向包膜糖蛋白。

（4）細胞因子釋放綜合征

當CAR-T 細胞輸入人體， 它們與感染HIV 的細胞特異性結(jié)合后， 短時間內(nèi)能夠分泌大量的 TNF-α、IL-6 和 IFN-γ等，導致人體出現(xiàn)高熱、肌肉酸痛、疲勞等癥狀，甚至可能出現(xiàn)低血壓、氣促乃至器官功能衰竭，這被稱為細胞因子釋放綜合征 （CRS）， 多發(fā)生于輸注 CAR-T 細胞后的 1 周內(nèi)。 在CAR-T 細胞介導清除的過程中IL-6 水平明顯升高，故將IL-6視為CRS 的標志性細胞因子。 CRS 期間IL-6 最重要的來源是PBMC，因此去除人單核細胞或托珠單抗阻斷IL-6 受體均可預防CRS。

二、CAR-T 免疫療法治療其他疾病

許多研究顯示，CAR-T 免疫療法在治療慢性乙型肝炎、惡性血液系統(tǒng)疾病、實體瘤等方面也同樣有效。 對于治療慢性乙型肝炎，研究方向多集中在第2 代CAR-T 細胞上。有研究以HBV 表面的 L、S 蛋白為靶點， 設計出 L-CAR 以及S-CAR 細胞，注入構(gòu)建的小鼠模型中，結(jié)果表明這兩種細胞均能裂解HBV 感染的細胞， 并且該過程僅有短暫的肝損傷甚至沒有出現(xiàn)肝衰竭或是肝損傷，而最近設計出的針對于HBsAg 的CAR，即HBs-CAR 細胞，注入小鼠模型后，小鼠血漿HBsAg 和HBV DNA 水平顯著降低，這些研究對于CAR療法治療慢性乙型肝炎提供了強有力的證據(jù)。

在血液腫瘤方面， 研究人員利用自體CD19 特異性CAR-T 細胞，實現(xiàn)了如慢性淋巴細胞白血病、急性淋巴細胞白血病（ALL）、彌漫大B 細胞淋巴瘤和濾泡性淋巴瘤、頑固性免疫化療和移植或治療后復發(fā)的完全緩解。 Zhang等設計了一種以OX40 為共刺激體的，針對難治性復發(fā)轉(zhuǎn)移性B 淋巴瘤的CAR-T 細胞， 該項研究共納入了5 例難治性復發(fā)轉(zhuǎn)移性B 淋巴瘤患者，在經(jīng)過CAR-T 免疫療法后，所有患者癥狀均得到緩解，其中3 例達到部分緩解，2 例更是達到了完全緩解。 2017 年， 由諾華制藥生產(chǎn)的 CAR-T 細胞Kymriah 以及凱特制藥生產(chǎn)的Yescarta， 均已被美國FDA 批準用于B 細胞淋巴瘤的治療。2021 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準由Juno Therapeutics 公司開發(fā)的Breyanzi 上市，同年，由百時美施貴寶和Bluebird 公司開發(fā)的治療復發(fā)或難治性多發(fā)性骨髓瘤的Abecma 也已被批準上市。

在實體瘤方面，CAR-T 多應用于兒童神經(jīng)母細胞瘤、胃癌、肝癌、卵巢癌等疾病。 在一項由19 例兒童神經(jīng)母細胞瘤患者參加的研究中，3 例患者出現(xiàn)完全緩解的情況，并且體內(nèi)持續(xù)存在CAR-T 細胞。 有研究表明，1 例經(jīng)過多次化療的晚期卵巢漿液性腺癌患者， 在復發(fā)后使用了CAR-T 免疫療法，腫瘤5 個月內(nèi)無進展，患者生存時間達到了17 個月，未曾出現(xiàn)明顯的不良反應。 在胃癌、肝癌等消化系統(tǒng)腫瘤中，患者經(jīng)過CAR-T 免疫療法后的效果也十分顯著。

三、展望

CAR-T 免疫療法作為細胞免疫治療的一個重大突破，不論是在感染性疾病，還是在血液系統(tǒng)疾病、實體瘤等方面，其優(yōu)勢及有效性日益顯現(xiàn)，帶來了新的希望。 但不可否認的是，其存在的擴增困難、脫靶效應、細胞因子釋放綜合征等問題，阻礙著CAR-T 免疫療法的進一步發(fā)展。 國內(nèi)外對于CAR-T免疫療法的研究越來越多， 相信在不久的將來，CAR-T 免疫療法將發(fā)展得更加成熟，包括艾滋病在內(nèi)的越來越多的疾病能夠從中獲益。

利益沖突