淺析CAR-T技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用趨勢

鐘子翔

摘 要：CAR-T技術(shù)，即嵌合抗原受體T細(xì)胞技術(shù)，是一種新型的免疫治療技術(shù)，目前已在臨床實(shí)驗(yàn)上證實(shí)CAR-T技術(shù)對于腫瘤疾病的治療有著較為明顯的療效，是當(dāng)今免疫治療的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。本文概括介紹CAR-T技術(shù)的概念及發(fā)展?fàn)顩r，列舉總結(jié)CAR-T技術(shù)應(yīng)用方面的特點(diǎn)，分析CAR-T技術(shù)的應(yīng)用效果，展望未來CAR-T技術(shù)的發(fā)展前景及應(yīng)用趨勢。

關(guān)鍵詞：CAR-T;免疫治療;腫瘤

中圖分類號：R733 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）18-0207-02

0 引言

眾所周知，人體細(xì)胞免疫主要是由淋巴細(xì)胞，尤其是效應(yīng)T細(xì)胞（killer T cell）完成的。但是在正常人體中，對于這些腫瘤有免疫效應(yīng)的效應(yīng)T細(xì)胞數(shù)量極其有限。因此人體一旦患上了諸如惡性腫瘤之類疾病時(shí)，單靠自身有限的可進(jìn)行免疫的效應(yīng)T細(xì)胞無法自我治愈。而CAR-T技術(shù)則可以通過一系列的生物工程技術(shù)使患者自身效應(yīng)T細(xì)胞帶上“工具”，并在體外大量增殖后回輸進(jìn)患者體內(nèi)，從而起到對于某些腫瘤或其他疾病的細(xì)胞免疫治療效果。

1 CAR-T技術(shù)簡介

1.1 CAR-T技術(shù)的定義

嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法（Chimeric Antigen Receptor T-Cell，CAR-T）是一種新型的有效惡性腫瘤治療方。這種方法巧妙地利用病人自身的免疫細(xì)胞達(dá)到減少或者清除癌細(xì)胞的效果。目前，CAR-T已經(jīng)成為了一種有一定治療效果的惡性腫瘤治療方式，且已經(jīng)逐漸發(fā)展出了四代技術(shù)。

1.2 CAR-T技術(shù)發(fā)展史

上世紀(jì)80年代，人們已經(jīng)嘗試從患者自身體內(nèi)提取出T細(xì)胞，通過細(xì)胞技術(shù)在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增后，回輸進(jìn)患者體內(nèi)，從而進(jìn)行治療惡性腫瘤，但成效甚微，因?yàn)榇蠖鄶?shù)T細(xì)胞回輸后都會喪失活性，完全起不到預(yù)想中的免疫效果。于是從90年代中期開始，Bruce和Carl兩位科學(xué)家一直致力于通過強(qiáng)化T細(xì)胞，來治療一些諸如艾滋和惡性腫瘤之類的疾病。2010年，時(shí)任美國國家癌癥研究所（NCI）外科部門主任的史蒂文·A·羅森伯格（Steven.A.Rosenberg）醫(yī)生發(fā)表了首次使用CD19-CAR-T細(xì)胞對淋巴瘤患者的治療取得的臨床效果[1]，這是CAR-T技術(shù)史上一個(gè)里程碑式的標(biāo)志。

1.3 四代CAR-T技術(shù)介紹

現(xiàn)在，CAR-T技術(shù)已發(fā)展到較為成熟的階段。依據(jù)胞內(nèi)信號結(jié)構(gòu)域的差異，可將其劃分為四代，除第一代外，每一代都相較于上一代做出了一定的改進(jìn)，也都有自身一定的缺陷[2]。

1.3.1 第一代CAR-T

第一代CAR-T是比較不成熟的一種技術(shù)。它的細(xì)胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)域具有特別簡單的屬性。它能夠識別靶抗原并激活T細(xì)胞，但無法誘導(dǎo)增殖信號及細(xì)胞因子生成。因此，它的存活率偏低，對大多是腫瘤細(xì)胞殺傷能力微乎其微，但對個(gè)別腫瘤的治療效果很好。

1.3.2 第二代CAR-T

第二代CAR-T則是目前臨床上主要使用的CAR-T技術(shù)。與第一代不同的是，它多了一個(gè)結(jié)構(gòu)上的共刺激分子（COS）。在第二代技術(shù)中，也有使用可誘導(dǎo)共刺激分子（ICOS）的方法。這樣的改變使得第二代CAR-T可以在沒有外源性細(xì)胞因子的幫助下自我增殖，因此其對癌細(xì)胞的殺傷力更強(qiáng)。但即便第二代CAR-T相較于第一代有了極大的改善，且在臨床上也經(jīng)過長時(shí)間驗(yàn)證，形成了一套相對成熟的治療體系，但它仍然無法完整的發(fā)揮出T細(xì)胞的殺傷能力。

1.3.3 第三代CAR-T

第三代CAR-T與第二代看似并無太大差別，只是在第二代的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)共刺激因子，但是小鼠實(shí)驗(yàn)表明，第三代CAR-T的增殖能力及細(xì)胞因子的釋放能力都要更強(qiáng)，同時(shí)，由于其有兩個(gè)共刺激因子，所以在理論上可以減少CAR抗原識別脫靶的風(fēng)險(xiǎn)，防止因脫靶效應(yīng)帶來的嚴(yán)重毒性副作用。

1.3.4 第四代CAR-T

第四代CAR-T又稱TRUCKs，這一代技術(shù)與前三代有顯著差異，它增加了特殊的促炎癥細(xì)胞因子（主要是利用IL-12），同時(shí)也增加了共刺激配體。從而，可以在體內(nèi)局部引發(fā)炎癥反應(yīng)，招募更多來自體內(nèi)的T細(xì)胞參與細(xì)胞免疫，減少了需回輸?shù)腡細(xì)胞數(shù)量，擴(kuò)大了CAR-T的臨床使用范圍。

2 CAR-T技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)

2.1 CAR-T應(yīng)用相較于傳統(tǒng)免疫療法的優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)免疫療法，CAR-T技術(shù)有許多新的優(yōu)勢。

2.1.1 可以脫離主要組織相容性抗原復(fù)合物（MHC）的限制

CAR的嵌入賦予了CAR-T療法一種非MHC限制性的識別、活化及增殖的方式，這樣便大大增加了細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）主導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞免疫。

2.1.2 CAR的普適性極好

由于很多種腫瘤細(xì)胞都表達(dá)幾種相同或相似的腫瘤抗原，所以如果構(gòu)建完成針對某一種腫瘤抗原的CAR基因，那么便可直接進(jìn)行廣泛利用，并且個(gè)體及腫瘤特異性極強(qiáng)。

2.1.3 識別腫瘤抗原的范圍廣

由于CAR屬于人工構(gòu)建受體，相較于天然識別受體種類更為繁多，不僅可以利用腫瘤的蛋白抗原，甚至可以構(gòu)建識別糖脂類等非蛋白類抗原的識別受體，更為有效的對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行監(jiān)測、識別和清除。

2.1.4 患者自體細(xì)胞排斥發(fā)生率更低

CAR-T是使用患者自體的T細(xì)胞通過細(xì)胞工程改造并在體外增殖而來，回輸入患者體內(nèi)之后，免疫系統(tǒng)發(fā)生排異現(xiàn)象的可能性更低。

2.1.5 有記憶能力，存活周期長

從第二代CAR-T開始，CAR-T已經(jīng)具有了自我增殖的能力，加之其可脫離MHC的限制及自體排異發(fā)生率小，無論是在殺傷能力還是在殺傷時(shí)間持久性上，CAR-T都要優(yōu)于其他免疫療法。

已經(jīng)有很多的臨床試驗(yàn)及研究表明，CAR介導(dǎo)的免疫療法對于淋巴瘤、CLL、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等腫瘤疾病的治療療效顯著[3]，這對于惡性腫瘤領(lǐng)域的免疫治療無異于提供了一個(gè)新的思路突破。

2.2 CAR-T應(yīng)用的局限性

即便CAR-T以得到了醫(yī)學(xué)界的高度評價(jià)，但仍具有很多的局限與不足[4]。

2.2.1 脫靶效應(yīng)

目前絕大多數(shù)發(fā)現(xiàn)的腫瘤抗原都是腫瘤的相關(guān)抗原，而非腫瘤特異抗原，這就導(dǎo)致了CAR-T細(xì)胞可能會在治療過程中錯(cuò)誤識別機(jī)體內(nèi)正常的組織細(xì)胞，并對其造成免疫損傷。有文獻(xiàn)曾報(bào)道過在使用CAR-T治療5天后患者死亡的案例，推測可能是因?yàn)镃AR-T細(xì)胞的脫靶效應(yīng)，導(dǎo)致其錯(cuò)誤地識別了正常細(xì)胞的表面抗原，導(dǎo)致心肺組織細(xì)胞出現(xiàn)損傷[5]。

2.2.2 毒副反應(yīng)

CAR-T療法在治療過程中會出現(xiàn)細(xì)胞因子綜合征（CRS）和腫瘤裂解綜合征（TLS）。據(jù)報(bào)道，對于復(fù)發(fā)難治性淋巴細(xì)胞白血病的CAR-T治療中，有46%的病例出現(xiàn)了3～4級的CRS反應(yīng)[6]。主要是由于回輸后體內(nèi)細(xì)胞因子表達(dá)水平急速上升而引起的全身性炎癥反應(yīng)[7]。此外，在對于B細(xì)胞惡性腫瘤的治療上，也有10%的病例出現(xiàn)了TLS反應(yīng)[8]。

2.2.3 實(shí)體瘤治療有效性低

在對于淋巴瘤、白血病等非實(shí)體瘤的免疫治療中，CAR-T療法取得的成績令人振奮;可是在對于實(shí)體瘤的治療方面，CAR-T的表現(xiàn)卻并不亮眼。實(shí)體瘤大多涉及上皮組織，腫瘤組織過于致密，使得T細(xì)胞很難進(jìn)入腫瘤進(jìn)行免疫殺傷，加之實(shí)體瘤周圍的免疫抑制微環(huán)境，CAR-T細(xì)胞很難被激活擴(kuò)增，導(dǎo)致CAR-T療法在實(shí)體瘤治療領(lǐng)域至今還沒有突破性進(jìn)展。

3 CAR-T技術(shù)的應(yīng)用趨勢及前景

CAR-T技術(shù)目前在臨床上應(yīng)用不算非常廣泛，但其發(fā)展前景十分可觀[9]。

3.1 CAR-T技術(shù)的應(yīng)用趨勢

3.1.1 治療血液系統(tǒng)腫瘤

早在2010年，NCI的Rosenberg教授就通過CD19-CAR-T對淋巴瘤進(jìn)行治療，并取得了極為可觀的臨床效果，隨后不久，Carl.June教授也同樣通過以CD19為抗原受體的CAR-T技術(shù)治愈了一位CLL患者，并將結(jié)果發(fā)表。

3.1.2 治療實(shí)體瘤

雖然CAR-T技術(shù)在實(shí)體瘤治療上成效并不顯著，但是有研究表明第一代CAR-T技術(shù)雖然不能增殖，卻在神經(jīng)母細(xì)胞瘤治療方面有顯著療效。

3.2 CAR-T技術(shù)的發(fā)展前景

迄今為止，CAR-T技術(shù)從已經(jīng)發(fā)展到第四代技術(shù)，已經(jīng)過了30多年的時(shí)間，這期間經(jīng)歷了很多的肯定，也經(jīng)歷了很多的質(zhì)疑。作為一種具有劃時(shí)代意義的免疫療法，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、成熟，在醫(yī)療上的不斷突破，CAR-T技術(shù)終將為更多的患者帶來福音。

參考文獻(xiàn)

[1] Kochenderfer James N，Wilson Wyndham H，Janik John E，et al.Eradication of B-lineage cells and regression of lymphoma in a patient treated with autologous T cells genetically engineered to recognize CD19[J].Blood，2010，116（20）：4099-4102.

[2] 張藝瀚.CAR-T技術(shù)的研究發(fā)展及現(xiàn)狀[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2018，18（14）：31-32.

[3] Cheadle EJ，Sheard V，Hombach AA，et al.Chimeric antigen receptors for T-cell based therapy[J].Methods Mol Biol，2012（01）：645-666.

[4] 趙玲娣，高全立.CAR-T細(xì)胞在腫瘤治療中的研究進(jìn)展[J].中國腫瘤臨床，2015，42（03）：190-194.

[5] Morgan Richard A，Yang James C，Kitano Mio，et al.Case report of a serious adverse event following the administration of T cells transduced with a chimeric antigen receptor recognizing ERBB2[J].Mol Ther，2010，18（4）：843-851.

[6] Julie C.Fitzgerald，Scott L. Weiss，Shannon L.Maude，et al.Cytokine Release Syndrome After Chimeric Antigen Receptor T Cell Therapy for Acute Lymphoblastic Leukemia[J].Critical Care Medicine，2017，45（2）：124-131.

[7] Maude Shannon L，Barrett David，Teachey David T，et al. Managing cytokine release syndrome associated with novel T cell-engaging therapies[J].Cancer journal （Sudbury， Mass.），2014，20（2）：119-122.

[8] Howard SC，Trifilio S，Gregory TK，et al.Tumor lysis syndrome in the era of novel and targeted agents inpatients with hematologic malignancies：A systematic review[J].Ann Hematol，2016，95：563-573.

[9] 姚超，錢程.CAR-T細(xì)胞在腫瘤治療中的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].中國腫瘤生物治療雜志，2017，24（01）：6-11.