CAR-T細胞免疫療法在血液惡性腫瘤治療中的研究現狀

朱晶晶 林 偉綜述 王建勛審校

腫瘤的細胞免疫治療通過調動機體自身的抗腫瘤能力，達到精準靶向地清除腫瘤細胞的目的，同時避免對健康細胞產生過度的毒性，其中嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor，CAR)T細胞免疫療法以其特異性成為最具有前途的細胞免疫療法，通過CAR基因修飾的T細胞過繼移植，在血液系統惡性腫瘤的治療中顯示出了顯著的療效[1]。血液系統惡性腫瘤起源于造血細胞和淋巴細胞在不同成熟、分化階段不受控制的生長，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細胞已被批準上市[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及其聯合的雙CAR在血液惡性腫瘤治療的研究成果及存在的問題，并對其解決方案進行展望。

1 CAR-T細胞免疫療法

1.1 CAR的發展

CAR-T細胞與T細胞相比除了具有抗原受體(TCR)復合物外，還攜帶CAR部件，CAR結構決定了CAR-T的作用特異性。CAR是一種合成蛋白，目前批準的CAR-T細胞中應用的CAR結構，都是包括識別腫瘤相關抗原的胞外區和胞內活性區兩大部分[4]。經過十余年發展，CAR已經發展到五代，且主要是在胞內信號區域的改變[5]。通過對胞內信號域增加共刺激分子(如CD28、4-1BB或OX40)增強T細胞的增殖及細胞因子的分泌[6]，并能在腫瘤微環境中釋放促炎性因子[7]。但CAR-T在應用中仍發現很多問題，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逃逸變異已被發現，隨后靶點丟失的患者表現出疾病復發[8]。為了克服逃逸變異體的抗原靶點問題，出現了雙CAR以及聯合免疫檢查點抗體等其他手段的治療，這些都成為相關研究的熱點。

1.2 作用機制

CAR-T療法是將T細胞進行體外活化、基因修飾，使特異性識別腫瘤細胞表面分子的CAR表達于T細胞表面，通過CAR與腫瘤表面抗原特異性結合引起胞內信號分子活化，進一步激活T細胞發揮特異性抗腫瘤作用[9]。正常T細胞介導的細胞毒性依賴于主要組織相容性復合物(MHC)，T細胞通過信號通路發生級聯反應，將T細胞活化為細胞毒T細胞(CLT)，當CLT遇到含有相同MHC-抗原肽的腫瘤細胞后，二者特異性結合，刺激CLT細胞發揮細胞毒性作用[10-11]，而CAR-T的抗原識別過程不依賴于MHC，CAR分子上的單鏈可變區(scFv)可直接識別并結合腫瘤細胞抗原，具有靶向特異性，是CAR-T療法的一大優勢。

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細胞惡性腫瘤細胞表面上都有表達，在正常B細胞，濾泡性樹突狀細胞表面有表達，而在其他組織和血液細胞中無表達，被認為是CAR-T治療B細胞腫瘤的理想靶點[12]。以CD19為靶點的CAR-T細胞是B系血液惡性腫瘤領域一種革命性的免疫治療方法。目前抗CD19的CAR-T在B細胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、B細胞急性淋巴細胞白血病、慢性淋巴細胞白血病的治療中都取得一定成果。

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

在非霍奇金淋巴瘤(NHL)治療中，CAR-T細胞治療復發/難治性NHL的效果良好，FDA已經批準6種以CD19為靶標的CAR-T細胞產品[17]，其他針對NHL的CAR-T產品也在難治性NHL患者中進行測試。百時美施貴寶公司的Liso-cel已被FDA授予針對復發/難治性侵襲性NHL的突破性療法和再生醫學高級療法的稱號[18]。Abramson等[19]評估了liso-cel在269例復發/難治性大B細胞淋巴瘤患者的療效，ORR為73%，CR率為53%，只有2%的級別≥3的CRS。

雖然抗CD19-CAR-T在部分血液腫瘤中表現出不錯的療效，但由于CD19細胞在正常B淋巴細胞上表達，使用CD19-CAR-T會造成B細胞再生障礙、感染和細胞減少等并發癥，導致低丙種球蛋白血癥和隨后的頻繁感染，這些都已被報道。此外，CAR-T細胞的增殖及持久性也是限制其療效穩定與持久的重要因素，所以，還需要進一步探索其結構優化并聯合其他手段進行干預，以提高其療效。

2.2 靶向CD22的CAR-T

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

抗CD19 CAR-T細胞治療B淋巴母細胞腫瘤(B-ALL)在目前的研究中取得了良好的臨床療效，但CD19的下調或突變是CD19-CAR-T治療B-ALL后復發的主要原因，成為亟待解決的問題。Pan等[21]對34例患者進行了抗CD22 CAR-T細胞治療的第一階段試驗，34例患者中70.5%達到CR/CRi。大多數患者只出現輕度CRS和神經毒性。此研究證明抗CD22 CAR-T細胞治療可彌補B-ALL患者CD19 CAR-T細胞治療的不足。在NHL和ALL的治療上，靶向CD22的CAR-T產品在臨床研究中，如美國國立癌癥研究所的適用于濾泡性淋巴瘤和慢性淋巴細胞白血病的CD22 CAR產品JCAR-018正在進行臨床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細胞腫瘤中需要更多證據，而且可以考慮聯合其他靶點，以克服免疫逃逸等問題。

2.3 靶向CD123的CAR-T

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

CD19 CAR-T在治療B-ALL中取得了成功，但也面臨著與傳統化療相似的問題，通常表現為惡性腫瘤可以適應并克服其治療。為改善此問題，Lulu等[24]設計了一個具有2個離散單鏈抗體結構域的CAR-T細胞，同時具有白血病抗原CD19和CD123的抗腫瘤活性。在體外實驗中，CD19-CD123-cCAR能夠獨立地清除表達CD19的K562細胞和表達CD123的Jurkat細胞，證實2個結構域都具有完全的功能和獨立性。在體內實驗中，對小鼠的生存及腫瘤清除表現出同樣的優勢。CD19-CD123-cCAR代表了CAR發展的熱點，其靶向機制是單CAR的復合，并對靶細胞表現出強有力的溶解能力。復合CAR比單一的CD19-CAR具有更高的緩解率和更低的復發率，有望成為癌癥治療的有力手段。

原發性漿細胞樣樹突狀腫瘤(BPDCN)治療后普遍預后效果差，Bole等[25]設計了CD28/4-1BB-CD123-CAR-T細胞，并證實其在體內外實驗中均表現出較好的腫瘤清除能力。AML治療后復發率為50%，CAR-T細胞已經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，并發現45%的患者過度表達IL-3Rα，抗CD123 CAR-T表達細胞因子誘導殺傷性T細胞治療成為AML的一種有前途的治療方法[27]。Galetto等[28]在不同CAR結構的背景下篩選了多個抗原識別域，以確定對表達不同水平CD123抗原的細胞均可識別并活化的分子結構，在小鼠模型的實驗中，同樣表現出了顯著的體內抗腫瘤活性。

CD123的獨立表達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，包括初始診斷、最小殘留病(MRD)和復發各階段，但對于提高完全緩解率和降低造血毒性方面的問題仍需進一步探索。

2.4 靶向BCMA的CAR-T

B細胞成熟抗原(BCMA)也稱為TNFRSF17或CD269，是腫瘤壞死因子受體(TNFR)超家族的成員，在成熟的B淋巴細胞上高表達，在造血干細胞或非造血組織中表達較少[29]。多發性骨髓瘤(MM)中BCMA的生物學研究發現BCMA的過度表達和激活與MM的進展相關[30]，這使BCMA也成為MM有前途的CAR-T治療靶點。

BCMA可作為MM患者的重要治療靶點，目前藍鳥生物的BCMA CAR-T產品bb2121已獲批上市，在此之前Raje等[31]采用BCMA-4-1BB-CD3ζCAR結構制備的bb2121細胞進行治療，對33例患者進行輸注，患者客觀緩解率為85%，其中15例完全緩解，16名有副反應的患者的MRD評估，結果均為陰性?？笲CMA的CAR-T治療MM的可行性得到驗證。此外，針對BCMA在未成熟漿細胞上缺乏可能會限制療效并促進復發的問題，Liqing等[32]設計了包括scFv-BCMA和scFv-CD19串聯的新型CAR(tan-CAR)，以期在MM細胞上同時靶向BCMA和CD19的表達。該CAR-T細胞在體內外對CD19和BCMA抗原陽性腫瘤細胞均有顯著的抗腫瘤作用。這項研究的數據揭示了一種新的策略，不同靶向抗原的串聯應用，可能有助于在CAR-T細胞治療中降低其復發率。

綜上所述，CAR-T細胞在血液惡性腫瘤的治療中獲得了不錯療效，越來越多的治療靶點也得到開發，抗CD19、CD22、CD123、BCMA等及其聯合的雙CAR的開發給血液腫瘤的治療提供了更多的選擇。但整個治療過程仍有很多問題：嚴重細胞毒性、細胞因子風暴、體內持久性不佳、抗原逃逸和異質性等問題。針對上述問題，需采用開發更具有特異性的胞外抗原識別受體、細胞內共刺激分子、CAR分子的聯合及聯合其他治療手段等方法，來提高CAR-T細胞增殖能力、體內持久性及抗腫瘤療效。目前，CAR-T細胞治療后疾病復發的機制及應對策略的開發和選擇是急需解決的問題。隨著基因組編輯和CAR分子設計、構建手段的進步，以及聯合其他手段來調節免疫系統的輔助治療的研究，細胞免疫療法在腫瘤治療中的應用將進入新的發展階段，為惡性血液腫瘤患者帶來更高的治愈率并提高其生活質量。