嵌合受體抗原T 細胞免疫療法所致細胞因子釋放綜合征的研究進展△

陳交，羅毅

1南京中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院，南京 210028

2南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院腫瘤科，南京 2100280

近十年來，免疫治療完全改變了惡性腫瘤傳統(tǒng)治療模式，其中嵌合受體抗原T細胞（chimeric antigen receptor T-cell，CAR-T）療法顯示了其對部分惡性腫瘤尤其是血液系統(tǒng)腫瘤的良好療效。CD19和CD22的CAR-T治療復(fù)發(fā)性或難治性B細胞惡性腫瘤完全緩解率可達60%～90%，并且在急性淋巴細胞白血病患者的治療中亦有良好的反應(yīng)[1]。但是此療法有明顯的不良反應(yīng)，細胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）就是其中最常見的不良反應(yīng)[2]，管理不當或處理不及時可危及患者生命。本文就CAR-T所致CRS發(fā)生的病理生理學(xué)機制、臨床表現(xiàn)及分級管理、藥物治療進行綜述。

1 CAR-T 結(jié)構(gòu)及臨床應(yīng)用

CAR-T由細胞外、跨膜和細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域組成[3]。細胞外結(jié)構(gòu)域為識別具有特異性腫瘤相關(guān)抗原的單鏈可變片段。細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域由來源于T細胞受體的CD3ζ和共刺激結(jié)構(gòu)域組成。CAR-T產(chǎn)生是通過制造胞外單鏈可變片段和一個細胞內(nèi)重組免疫受體酪氨酸激活序列，這些區(qū)域在體外被整合到重組質(zhì)粒中，再將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)導(dǎo)到T細胞中，使T細胞表達合適的腫瘤表面抗原受體，隨后T細胞擴增。CAR-T只有在定向到預(yù)定義的腫瘤相關(guān)性抗原時才表達，故獨立于主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）分子而識別和殺死腫瘤細胞，從而克服了MHC分子表達降低所產(chǎn)生的腫瘤細胞免疫逃逸。

CAR-T結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展更新，至今已有5代CAR-T[2]。第1代CAR-T依賴于CD3ζ介導(dǎo)的T細胞激活信號，但在體內(nèi)增殖程度較低且不夠持久，對腫瘤細胞殺傷能力有限。第2、3代CAR-T通過在細胞內(nèi)增加1～2個共刺激受體如CD28、CD137、CD134等來使其在體內(nèi)存留更久，在腫瘤根除后仍保持增殖能力，并且這些額外的共刺激信號使T細胞通過引發(fā)強烈的細胞因子反應(yīng)，增加細胞溶解，從而提高了腫瘤細胞的殺傷效果。第4代CAR-T含有激活的T細胞核因子轉(zhuǎn)錄對應(yīng)物，使它們能夠在腫瘤組織中分泌特定的細胞因子，從而改變腫瘤微環(huán)境并可招募和激活其他免疫細胞產(chǎn)生來共同殺傷腫瘤細胞。第5代CAR-T包含第2代CAR-T的基本架構(gòu)，在CD3ζ與CD28信號域中間增加了來自白細胞介素（interleukin，IL）-2受體β鏈的細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)并且在CD3ζ的C端添加了YXXQ序列?？赏瑫r激活T細胞受體（T cell receptor，TCR）（CD3ζ）、共刺激結(jié)構(gòu)域（CD28）和細胞因子3種信號，大大增強了CAR-T細胞增殖能力及其抗腫瘤活性。

目前，CAR-T治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤的療效明顯，在實體瘤治療中卻因缺乏適應(yīng)靶點、浸潤有限、腫瘤微環(huán)境抑制等原因而療效有限。復(fù)發(fā)或難治性急性B淋巴細胞白血病患者的完全緩解率為80%～90%，中位總生存時間（overall survival，OS）超過1年[4]。在淋巴瘤患者中，疾病控制率與完全緩解率分別為50%～80%和40%～60%，一些淋巴瘤患者獲得了持續(xù)多年的緩解持續(xù)時間（duration of response，DOR）[5-6]。復(fù)發(fā)或難治性多發(fā)性骨髓瘤患者經(jīng)B細胞成熟抗原CAR-T治療后，完全緩解率達80%～90%，且70%～80%的完全緩解患者未復(fù)發(fā)[7]。CAR-T對實體瘤的治療目前仍處于試驗階段，靶點的選擇、T細胞輸注后的毒性、腫瘤免疫微環(huán)境抑制、腫瘤異質(zhì)性、抗原逃逸、T細胞功能障礙以及許多其他問題仍有待解決。國內(nèi)外學(xué)者均在嘗試尋找解決方案，目前發(fā)現(xiàn)，結(jié)合其他療法，如細胞因子、免疫檢查點抑制劑和溶瘤病毒，可克服腫瘤微環(huán)境的物理和免疫障礙；CAR-T結(jié)構(gòu)的各種修改有望解決腫瘤異質(zhì)性和抗原逃逸問題[3,8-9]。

2 CRS 發(fā)生的病理生理機制

CRS的病理生理機制分為5個主要階段[10]。第1階段為CAR-T輸注后運輸至具有靶向抗原的腫瘤細胞處，參與靶抗原的識別；第2階段，CAR-T在腫瘤部位增殖并產(chǎn)生γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）或腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等細胞因子，這些細胞因子可誘導(dǎo)并激活巨噬細胞等內(nèi)源性免疫細胞，這些細胞進一步釋放細胞因子如IL-6、IL-1等，產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)，在直接或間接殺傷腫瘤細胞的同時產(chǎn)生CRS[11]；第3階段，外周血中細胞因子水平繼續(xù)升高以及CAR-T擴增，導(dǎo)致多器官或組織內(nèi)皮損傷和血管滲漏等全身炎癥；第4階段，細胞因子擴散滲入腦脊液，血腦屏障破壞，繼而滲入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，CAR-T、內(nèi)源性T細胞及外周的活化單核細胞也遷移至腦脊液和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，致使部分患者出現(xiàn)免疫效應(yīng)細胞相關(guān)神經(jīng)毒性綜合征（immune effector cell-associated neurotoxicity syndrome，ICANS）；第5階段，腫瘤細胞清除后，血清細胞因子減少及全身炎癥反應(yīng)降低，CRS和/或ICANS癥狀結(jié)束，且可能產(chǎn)生長期持續(xù)存在的記憶性CAR-T細胞[12]。

IL-6在CRS的發(fā)生中發(fā)揮了重要作用，幾乎所有CRS患者都存在IL-6水平明顯升高[11]。在CRS的發(fā)生中，雖然CAR-T激活增殖會產(chǎn)生IL-6，但巨噬細胞及單核細胞才是CRS發(fā)生時IL-6的主要來源[13-14]。IL-6通過經(jīng)典信號通路、反式信號通路2種途徑發(fā)揮其生物學(xué)功能。在經(jīng)典信號通路中，IL-6通過與IL-6受體（IL-6 receptor，IL-6R）結(jié)合來激活細胞，從而導(dǎo)致膜蛋白GP130和細胞內(nèi)酪氨酸激酶二聚化，尤其是Janus激酶（Janus kinase，JAK）1和JAK2，然后激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）1和STAT3。IL-6可以結(jié)合表達IL-6R和sIL-6R（溶于體液中的IL-6R）的細胞。當IL-6附著在sIL-6R上并通過與僅表達GP130的細胞結(jié)合（在其表面上沒有IL-6R）啟動信號級聯(lián)時，稱為反式信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。經(jīng)典IL-6信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可減少炎癥，而反式信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可促進T細胞遷移、減少細胞凋亡、增強細胞毒性并抑制調(diào)節(jié)性T細胞分化[15]。故IL-6是一種多效性細胞因子，具有促炎和抗炎的作用。

IL-1也是一種多效性細胞因子，它主要由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生，IL-1R普遍表達并負責轉(zhuǎn)導(dǎo)促炎信號。IL-1可以誘導(dǎo)組織產(chǎn)生IL-6及一系列組織免疫細胞和募集的趨化因子等下游促炎細胞因子。研究發(fā)現(xiàn)，IL-1也是CRS的關(guān)鍵因子。在人源化異種移植模型中，用IL-1R拮抗劑阿那白滯素阻斷IL-1誘導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)可抑制小鼠體重減輕和發(fā)熱，并降低CRS相關(guān)性死亡率[16]。同樣，另一項研究中被設(shè)計為過表達IL-1R拮抗的CAR-T細胞也減少了CRS相關(guān)性死亡的發(fā)生[17]。

3 CRS 臨床表現(xiàn)及嚴重程度

3.1 CRS 臨床表現(xiàn)

CRS常在CAR-T注射1～14天發(fā)生，可持續(xù)1～10天。發(fā)熱為其主要特征，患者體溫常超過40.0℃，診斷需經(jīng)過適當?shù)难囵B(yǎng)排除感染的可能性[18]。CRS期間，任何器官都可能受到影響，患者還可能出現(xiàn)惡心、嘔吐、血流動力學(xué)不穩(wěn)定、毛細血管滲漏綜合征、低血壓、彌散性血管內(nèi)凝血以及神經(jīng)毒性等。神經(jīng)毒性可能與CRS的其他癥狀一起發(fā)生或在其他癥狀消失時發(fā)生，常表現(xiàn)為頭痛、精神錯亂、失語、譫妄、震顫和癲癇發(fā)作。具有嚴重神經(jīng)毒性的患者表現(xiàn)出內(nèi)皮激活的跡象，包括彌散性血管內(nèi)凝血和血腦屏障通透性增加。

3.2 CRS 分級標準

近年來，CRS的分級已逐漸發(fā)展為不良反應(yīng)管理的工具。已經(jīng)提出的分級管理系統(tǒng)可以更好地區(qū)分臨床表現(xiàn)的嚴重程度并使CRS臨床試驗報告數(shù)據(jù)更加標準化，更重要的是CRS分級可以通過制定針對這種快速進展臨床表現(xiàn)的標準治療措施來協(xié)助指導(dǎo)治療。然而此前不同機構(gòu)各自提出了不同的CRS分級標準，如Lee等[19]對美國國家癌癥研究所提出的常見不良事件評價標準（common terminology criteria for adverse event，CTCAE）細化修改后提出的Lee標準、紀念斯隆凱特琳癌癥中心提出的分級標準[4]以及賓夕法尼亞大學(xué)發(fā)布的Penn標準[20]等。為制定統(tǒng)一的CRS分級標準，美國移植和細胞治療協(xié)會（American Society for Transplantation and Cellular Therapy，ASTCT）于2018年6月主持的一場會議提出了新的標準[21]。1級：體溫≥38.0℃，伴或不伴全身癥狀，全身癥狀可根據(jù)CTCAE v5.0報告但不影響CRS等級；2級：體溫≥38.0℃，伴有不需血管升壓藥的低血壓，和/或需要低流量（≤6 L/min）鼻導(dǎo)管吸氧的缺氧；3級：體溫≥38.0℃，需要1種血管升壓藥加或不加血管升壓素，和/或需要高流量（﹥6 L/min）鼻導(dǎo)管吸氧以及非其他原因所致的面罩吸氧；4級：體溫≥38.0℃，伴有需要多種血管升壓藥（不包括血管升壓素）和/或不歸于其他原因所致的需正壓通氣的缺氧（包括持續(xù)正壓通氣、雙水平氣道正壓通氣、氣管插管、機械通氣等）；5級：CRS導(dǎo)致的死亡。ASTCT提出的分級標準對既往多種分級標準進行了協(xié)調(diào)，為臨床研究數(shù)據(jù)報告及臨床治療提供了指導(dǎo)及統(tǒng)一標準。

4 CRS 的管理及治療

4.1 CRS 的管理

盡管共識正使CRS分級標準化，但CRS的指南仍未完成。隨著CAR-T的使用經(jīng)驗不斷增加，CRS的管理原則也越發(fā)完善。CRS的管理是根據(jù)其分級來進行的，ASTCT指南總結(jié)了目前的分級標準并制定了一個新的標準[21]，但臨床中也應(yīng)結(jié)合患者各自的臨床情況制訂相應(yīng)的治療方案。歐洲血液和骨髓移植學(xué)會（European Society for Blood and Marrow Transplantation，EBMT）、國際細胞治療協(xié)會（International Society for Cellular Therapy，ISCT）、聯(lián)合認證委員會以及歐洲血液學(xué)協(xié)會（European Haematology Association，EHA）提出了接受CAR-T治療人群的管理[22]：對于1級CRS，包括發(fā)熱及無低血壓、缺氧的全身癥狀，CRS所致的發(fā)熱是一種排除性診斷，應(yīng)在進行血培養(yǎng)及其他感染檢查后立即給予廣譜抗生素及退燒、補液等支持治療，若經(jīng)治3天而癥狀無改善，則給予托珠單抗8 mg/kg（最大劑量800 mg）靜脈滴注治療；若考慮為2級CRS，則立即提醒重癥監(jiān)護室，而后在感染檢查、退燒及補液基礎(chǔ)上給予液體升壓和/或低流量鼻導(dǎo)管吸氧，給予托珠單抗8 mg/kg（最大劑量800 mg）靜脈滴注治療，如病情無改善則再次給予托珠單抗8 mg/kg（最大劑量800 mg）靜脈滴注治療，而后若患者病情仍無改善，則加用1～3天的地塞米松10 mg靜脈注射，每6小時給藥1次，其中若患者第1次托珠單抗給藥后病情加重，亦需使用1～3天的地塞米松10 mg靜脈注射，每6小時給藥1次；對于3級CRS患者，除對癥支持治療外，應(yīng)在給予第1劑托珠單抗后立即轉(zhuǎn)重癥監(jiān)護室接受診治，而后給予地塞米松10 mg靜脈注射，每6小時重復(fù)給藥，持續(xù)1～3天，若病情無改善，再次行托珠單抗8 mg/kg（最大劑量800 mg）靜脈注射治療，若仍無緩解，則地塞米松劑量加至20 mg靜脈注射，每6小時給藥1次，3級CRS用藥后病情惡化參照4級CRS進行治療；對于4級CRS患者，支持治療包括多種血管升壓素維持血壓和/或正壓通氣，同3級CRS患者，診斷后給予托珠單抗注射后立即轉(zhuǎn)重癥監(jiān)護室，給予地塞米松20 mg靜脈注射，每6小時給藥1次，持續(xù)3天，4～7天逐漸減量，癥狀無改善再次予托珠單抗相同劑量，若仍無改善，則使用甲強龍每天1000 mg沖擊治療，持續(xù)3天，在不存在ICANS的情況下可考慮重復(fù)托珠單抗治療，最多再給藥1次。

4.2 CRS 的治療藥物

當前CRS的治療用藥多為IL-6抑制劑、類固醇皮質(zhì)激素以及用于無反應(yīng)患者的IL-1、IFN-γ、TNF-α和IL-2抑制劑。

4.2.1 IL-6抑制劑 托珠單抗是一種針對膜結(jié)合和可溶性IL-6R的人源化單克隆抗體，在經(jīng)過多項試驗[23-24]證明其療效后，于2017年被美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準為CAR-T輸注所致CRS的首選治療手段，可在輸注數(shù)小時內(nèi)改善癥狀，從而減少其他輔助治療且并不降低CAR-T活性。單次注射托珠單抗對CAR-T所致CRS的療效表明IL-6阻斷可能形成一種新的急性全身嚴重炎癥反應(yīng)的治療手段。不過托珠單抗雖能明顯改善此類CRS癥狀且不影響CAR-T的功能，然而有相當部分患者對其存在耐藥性[25]。托珠單抗對CRS相關(guān)神經(jīng)毒性的作用很低，可能與其穿透血腦屏障的能力有限有關(guān)，且有研究表明，預(yù)防性使用托珠單抗并不能減輕神經(jīng)毒性的發(fā)展[26-27]。另一種阻斷IL-6信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的單克隆抗體是西妥昔單抗，它通過經(jīng)典信號及反式信號通路抑制免疫效應(yīng)細胞激活，且其對IL-6的親和力高于托珠單抗對IL-6R的親和力，對類固醇皮質(zhì)和托珠單抗無反應(yīng)的患者推薦使用西妥昔單抗[11]。

4.2.2 類固醇皮質(zhì)激素 類固醇皮質(zhì)激素是過度炎癥反應(yīng)及CRS的有效治療手段，然而類固醇皮質(zhì)對免疫系統(tǒng)的作用缺乏特異性，也可能抑制CAR-T的擴增、持久性及抗腫瘤作用[28]。因此，通常將其用于患有嚴重CRS的耐藥患者及需要清除CAR-T的患者，應(yīng)避免將其用于CRS的一線治療。此外，建議對有相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)毒性的患者使用類固醇激素治療。

4.2.3 IL-1、IFN-γ、TNF-α和IL-2抑制劑 單獨阻斷IL-6/IL-6R不能完全改善CRS癥狀，且不足以治療輸注CAR-T治療后發(fā)生的嚴重CRS。對于病情危重且對IL-6阻斷無反應(yīng)的患者，靶向IL-1、IFN-γ、TNF-α或IL-2的定向治療可以改善癥狀。依那西普和英夫利昔單抗都靶向作用于TNF-α，已用于治療嚴重的CRS。阿那白滯素是一種重組的IL-1R拮抗劑，可能對部分IL-1升高的患者有幫助，但這種細胞因子在嚴重CRS患者中也不會持續(xù)升高[29]。也有研究將“自殺”基因插入T淋巴細胞，用于武裝T淋巴細胞的基因結(jié)構(gòu)，當CRS危及生命時，則從外部激活，驅(qū)動淋巴細胞凋亡[23]。

5 小結(jié)

CAR-T引入臨床實踐正在徹底改變血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療模式，為晚期患者及已用盡常見治療選擇的患者延長生存期。然而在應(yīng)用中要注意危及生命的毒性管理，在不降低抗腫瘤效果的情況下有效地預(yù)防和治療CRS是未來的目標。本綜述總結(jié)了CAR-T導(dǎo)致CRS的病理生理機制、臨床表現(xiàn)、分級及管理，盡管目前已經(jīng)提出了一些分級量表與管理方法，但是值得強調(diào)的是，患者的最佳管理是基于血液科醫(yī)師、神經(jīng)科醫(yī)師、放射科醫(yī)師及重癥醫(yī)學(xué)科醫(yī)師在內(nèi)的多學(xué)科醫(yī)師團隊的密切合作。在CRS新的生理病理機制允許新的治療手段之前，多學(xué)科的早期干預(yù)及應(yīng)用類固醇皮質(zhì)激素和托珠單抗仍是最佳管理策略。相信隨著CAR-T的不斷研究使用，其用途終將更加廣泛、有效和安全。