簡介

嵌合抗原受體（CAR）含有一個細(xì)胞外單鏈可變區(qū)（scFv），其功能為標(biāo)的、穿膜間隔、及細(xì)胞內(nèi)信號或激活。CAR-T細(xì)胞將CAR通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、mRNA或病毒載體傳導(dǎo)引入T細(xì)胞以識別細(xì)胞表面暴露的癌相關(guān)抗原（TAA）。

迄今為止大約有30個TAA正在研究中，其中廣為關(guān)注的包括癌胚抗原（CEA）、神經(jīng)節(jié)苷脂GD2，間皮素、白介素13受體α (IL-13Rα)、人表皮生長因子受體2（HER2）、成纖維細(xì)胞活化蛋白（FAP）、及L1細(xì)胞粘附分子（L1CAM）。其中較為樂觀的CAR-T臨床試驗包括GD2 CAR-T治療成神經(jīng)細(xì)胞瘤、HER2 CAR-T治療肉瘤、及HER1 CAR-T治療肺癌。

CAR-T治療實體瘤主要面臨問題包括TAA特異性及可接觸性、抗原雜合性、細(xì)胞販運、惡劣腫瘤微環(huán)境（TME）、及T細(xì)胞內(nèi)部調(diào)控通路。

標(biāo)的抗原特異性問題

理想的TAA應(yīng)具有腫瘤特異性與可接觸性，即在所有腫瘤表面有表達(dá)，且在正常細(xì)胞中無分布。此類TAA包括新抗原、癌胚或發(fā)育抗原、及腫瘤選擇抗原。表皮生長因子（EGFR）與糖蛋白為良好實體瘤標(biāo)的物，如EGFR變體III（EGFRvIII）CAR-T治療成神經(jīng)細(xì)胞瘤、MUC1 CAR-T治療乳腺癌、與MUC16 CAR-T治療卵巢癌。選擇性腫瘤抗原（TSA）如間皮素也具有潛力，目前進行的嘗試包括SS1抗體及指定P4。SS1 CAR-T有造成異常免疫毒性的潛在可能性。特異性同樣關(guān)系到CAR-T的安全性，如高親和力HER2 CAR-T可能造成致命后果?？刂拼孙L(fēng)險的方式包括短效轉(zhuǎn)染的自限性CAR-T及自殺基因，如單純皰疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）基因或誘導(dǎo)胱天蛋白酶9（iCasp9）基因。其他增強特異性的方式還有同時識別兩個抗原以增強活性。

抗原雜合性問題

抗原雜合性即為單一腫瘤內(nèi)抗原表達(dá)差異，其可能通過免疫編輯造成腫瘤逃逸。解決此問題的方式為CAR-T治療同時引導(dǎo)間接腫瘤殺傷，或觸發(fā)“抗原擴展”。間接殺傷可通過中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、或自然殺傷細(xì)胞接觸CAR-T后釋放細(xì)胞因子實現(xiàn)?？乖瓟U展可通過CAR-T在免疫刺激微環(huán)境中殺傷癌細(xì)胞，并由樹突狀細(xì)胞將抗原呈遞給內(nèi)源CD8細(xì)胞實現(xiàn)。EGFRvIII CAR-T治療小鼠腦瘤后，小鼠對EGFRvIII陰性腫瘤具有抗性；間皮素CAR-T治療間皮瘤后的患者出現(xiàn)新抗體反應(yīng)。以上兩個實驗間接證明抗原擴展效應(yīng)。對于抗原雜合性，目前有三種嘗試：1）篩選病人TAA，并僅收治TAA表達(dá)比例高于某閾值的病人；2）同時標(biāo)的多個腫瘤抗原，例如B細(xì)胞白血病治療時將CD19及CD20同時作為靶點。標(biāo)的多個抗原可以通過同一個CAR-T上表達(dá)兩個CAR、使用兩個CAR-T細(xì)胞株、或同一個CAR包含兩個不同scFv實現(xiàn)；3）增強CAR-T的腫瘤殺傷力，例如T細(xì)胞受體結(jié)合后釋放IL-12。然而，IL-12基因可能轉(zhuǎn)移至腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）中并導(dǎo)致嚴(yán)重毒性。嚴(yán)格控制IL-12或低毒細(xì)胞因子如I型干擾素可能緩解此問題。另一種提高CAR-T有效性的方式為釋放雙特異性抗體（BiTE）如抗CD3與腫瘤抗原Eph2A或CEA，其可激活內(nèi)源性T細(xì)胞。

CAR-T細(xì)胞販運問題

CAR-T細(xì)胞販運至腫瘤細(xì)胞中遇到的困難大多由趨化因子/受體不匹配造成，如腫瘤CXCR3與CCR5配體表達(dá)量少時CAR-T細(xì)胞無法有效到達(dá)腫瘤位點。解決此問題的方式有1）使CAR-T表達(dá)配對性更好的趨化因子受體，如CCR2b可加強CAR-T在高CCL2腫瘤中的遷移，抑制CAR-T蛋白激酶A（PKA）可增強腫瘤浸潤性；2）攜帶趨化因子的癌細(xì)胞裂解病毒可吸引CAR-T至腫瘤位點，如CCL5腺病毒載體；3）腫瘤位點局部灌注CAR-T。局部灌注的潛在問題在于技巧要求過高，且CAR-T細(xì)胞很難離開腫瘤并通過血液循環(huán)販運至其他腫瘤位點。

腫瘤微環(huán)境（TME）問題

TME時常不利于CAR-T治療。腫瘤周圍常有物理基質(zhì)及高組織壓，其可通過FAP CAR-T細(xì)胞或使CAR-T分泌可降解基質(zhì)的酶進行破壞。TME大多為低氧及營養(yǎng)饑餓狀態(tài)，抑制了T細(xì)胞增殖及產(chǎn)生細(xì)胞因子，有時可能聚集Treg。改變關(guān)鍵CAR-T蛋白合成可能加強抗腫瘤活性。來源于腫瘤的可溶因子及細(xì)胞因子同樣可能降低CAR-T效能，如前列腺素E2（PGE2）、腺苷、TGFβ可抑制CAR-T增殖、降低CD4活性、及破壞CD8分化。抑制CAR-T的PKA基因、系統(tǒng)性阻滯TGFβ、或TGFβ陰性CAR-T可增強其抗腫瘤效能。除此以外，TME中存在各種免疫抑制細(xì)胞，如Treg、髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）、及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）或腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（TAN），其產(chǎn)生的TGFβ、PGE2、活性氧/氮、及精氨酸酶降低CAR-T效能。此外，TAM可大量表達(dá)程序性死亡分子配體1（PDL1），阻滯CAR-T活動，而MDSC可能召集Treg。清除GR1陽性細(xì)胞可提高CEA CAR-T控制直腸癌肝轉(zhuǎn)移能力；激活高F4/80 TAM使得CAR-T裂解卵巢癌；選擇性抑制Treg強化間皮素CAR-T作用。使用IL-2可加強CAR-T作用，但同時也誘導(dǎo)Treg增殖，因此使用內(nèi)恒性細(xì)胞因子如IL-7或IL-21對CAR-T更有效。使用具有CD28胞漿區(qū)代替41BB胞漿區(qū)的CAR時應(yīng)由其注意其大量釋放IL2。

T細(xì)胞內(nèi)部調(diào)控機制問題

CAR-T激活時產(chǎn)生的表面分子如CTLA4及PD1可能對整體抗腫瘤效果有免疫拮抗作用。HER2 CAR-T或間皮素CAR-T聯(lián)合PD1阻滯都有顯著的腫瘤消退作用。PD1的抑制效果可通過將PD1的胞外區(qū)與CD28胞內(nèi)區(qū)融合進行反轉(zhuǎn)。CTLA4抗體也可提高CAR-T效能。CAR-T激活后通過一系列細(xì)胞內(nèi)負(fù)反饋停止T細(xì)胞活動，包括酶（如甘油二酯激酶）、磷酸酶（如SHP1）、泛素連接酶（如Cb1-B）、及轉(zhuǎn)錄因子（如Ikaros）。減少上述抑制劑，如甘油二酯激酶陰性，顯著增強CAR-T效能。其他限制CAR-T功能的細(xì)胞內(nèi)部調(diào)控通路還有激活誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，可通過使CAR-T表達(dá)抗凋亡蛋白減緩。

CAR-T實體瘤治療未來方向

CAR-T實體瘤下一步研究方向主要為淋巴細(xì)胞清除對CAR-T的加強作用及解決實體瘤屏障。目前人們正在嘗試替代CAR胞漿區(qū)，如ICOS、41BB、OX40、CD27、KIR2DS2，額外的基因編輯可為解決上述問題提供非常大的潛力。

參考文獻

Newick K， O'Brien S， Moon E， Albelda SM. CAR T Cell Therapy for Solid Tumors.Annu Rev Med. 2017 Jan 14；68：139-152.