劉洋 朱宏麗 韓為東

CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤的挑戰(zhàn)與思考

劉洋①②朱宏麗②韓為東①

韓為東教授，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師，博士研究生導(dǎo)師?，F(xiàn)任解放軍總醫(yī)院生物治療病區(qū)科主任，生命科學(xué)院免疫及分子生物學(xué)研究室主任，國家研究型醫(yī)院生物治療分會(huì)主任委員。從事腫瘤生物治療研究工作20余年，致力于表觀遺傳學(xué)藥物在腫瘤治療方面的機(jī)制研究和臨床應(yīng)用的探索。在國內(nèi)首創(chuàng)CAR-T細(xì)胞制備體系并進(jìn)行相關(guān)臨床研究，已獲得相應(yīng)專利。近5年來，先后負(fù)責(zé)并承擔(dān)10余項(xiàng)國家級(jí)課題基金項(xiàng)目。作為第一作者或通信作者發(fā)表SCI論文110余篇，專利總計(jì)26項(xiàng)。

針對(duì)CD19靶點(diǎn)的嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）T細(xì)胞在B細(xì)胞惡性血液系統(tǒng)腫瘤治療中取得的成功，證實(shí)了抗原特異性靶向免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤治療的臨床價(jià)值。同時(shí)這一發(fā)現(xiàn)也激發(fā)了CAR-T細(xì)胞技術(shù)的拓展應(yīng)用性研究，多項(xiàng)CART細(xì)胞治療實(shí)體瘤的臨床前研究和臨床研究正在開展。然而實(shí)體腫瘤和血液腫瘤本身特質(zhì)上的差異決定了這種治療模式必須重新斟酌細(xì)胞治療本身的特點(diǎn)、作用規(guī)律等因素。本文討論了CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤相關(guān)的安全性管控措施、腫瘤靶點(diǎn)選擇、預(yù)處理及聯(lián)合治療，并通過相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)展望該治療方式的未來發(fā)展方向。

嵌合抗原受體T細(xì)胞 實(shí)體腫瘤 治療模式

近年來，針對(duì)CD19靶點(diǎn)的嵌合抗原受體（chime?ric antigen receptor，CAR）T細(xì)胞在B細(xì)胞惡性血液系統(tǒng)腫瘤治療中取得了突出的進(jìn)步［1］。特別是在臨床應(yīng)用中，多項(xiàng)研究證實(shí)了CAR-T細(xì)胞對(duì)CD19陽性的復(fù)發(fā)難治性白血病細(xì)胞的靶向殺傷作用以及高緩解率（80%～90%）。這一事實(shí)不僅再次證實(shí)了免疫細(xì)胞治療的臨床價(jià)值，同時(shí)也激發(fā)了免疫學(xué)學(xué)者和臨床醫(yī)師對(duì)于其他腫瘤相關(guān)抗原和CAR-T細(xì)胞技術(shù)方面拓展應(yīng)用的研究熱情，多項(xiàng)CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤的臨床研究已在招募和研究過程中。然而在實(shí)體瘤中應(yīng)用CAR-T細(xì)胞面臨著諸多問題，實(shí)體腫瘤和血液腫瘤本身特質(zhì)上的差異決定了這種治療模式必須重新斟酌細(xì)胞治療本身的特點(diǎn)、作用規(guī)律等因素。例如，如何將輸注的CAR-T細(xì)胞從外周血中精準(zhǔn)地“歸巢”至腫瘤局部從而發(fā)揮殺傷作用仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。本文歸納了多項(xiàng)CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體瘤的研究供臨床參考。

1 安全性

不同于CD19僅表達(dá)于B細(xì)胞，實(shí)體瘤相關(guān)的腫瘤抗原往往不僅表達(dá)于腫瘤組織，在正常組織中亦可有低水平的表達(dá)，部分抗原甚至還有維持組織正常生理功能的作用。因此，盡管現(xiàn)行CAR-T細(xì)胞治療采用了階梯式劑量爬升的輸注方式，盡可能減少不良事件（adverse event，AE）的發(fā)生，但不良反應(yīng)仍然存在，其中最為突出的是脫靶效應(yīng)（on-target off tu?mor effects）。如CAR-T細(xì)胞在清除表達(dá)相應(yīng)抗原的腫瘤細(xì)胞同時(shí)，也可能攻擊表達(dá)相同抗原的正常組織。本研究團(tuán)隊(duì)在臨床實(shí)踐中觀察到，CAR-T細(xì)胞在非腫瘤組織中接觸抗原被激活、增殖，并釋放大量炎性因子而導(dǎo)致局部臟器的免疫損傷甚至誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴，引發(fā)嚴(yán)重甚至致死性AE?；谏鲜隹紤]，一種策略是提高CAR-T細(xì)胞的識(shí)別特異性，即通過技術(shù)改進(jìn)使得CAR-T細(xì)胞必須同時(shí)識(shí)別兩種不同抗原才能發(fā)揮免疫殺傷作用，減少攻擊正常組織的可能［2］；而另一種策略與此相反，通過調(diào)整CAR-T細(xì)胞的殺傷活性（如降低CAR-T細(xì)胞與靶細(xì)胞的親和力）從而減少對(duì)于抗原低表達(dá)正常組織的攻擊。從理論上分析，雖然前者的腫瘤清除能力更強(qiáng)，但雙靶位的特點(diǎn)必然導(dǎo)致治療對(duì)象選擇的受限；后者盡管CART細(xì)胞攻擊能力降低，但拓寬了腫瘤抗原的選擇譜，降低了適應(yīng)證的門檻［3］。這兩種實(shí)體瘤CAR-T細(xì)胞治療策略的研究大部分處于臨床試驗(yàn)初期，甚至臨床前或基礎(chǔ)研究階段，究竟孰優(yōu)孰劣還亟需未來臨床實(shí)踐的檢驗(yàn)。

2 靶點(diǎn)的選擇

靶點(diǎn)的選擇是實(shí)體腫瘤CAR-T治療的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)。B細(xì)胞血液惡性腫瘤中CD19的表達(dá)幾乎達(dá)到100%，然而異質(zhì)性是實(shí)體腫瘤更為突出的特點(diǎn)之一，這也意味著即使是同一位患者一個(gè)部位的腫瘤也并非均表達(dá)相同的腫瘤相關(guān)性抗原。即使在一個(gè)腫瘤病灶上，無一種靶抗原可以覆蓋全部的腫瘤細(xì)胞。因此，如果只用一種單靶點(diǎn)的CAR-T細(xì)胞治療實(shí)體腫瘤，那么理論上實(shí)體瘤高度異質(zhì)性的特點(diǎn)就決定了其必然會(huì)復(fù)發(fā)或無法根除。檢索CAR-T治療實(shí)體瘤臨床文獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)大部分CAR-T臨床研究的有效率較低（≤20%），療效維持時(shí)間較短。本研究團(tuán)隊(duì)前期以表皮生長因子受體（epidermal growth factor re?ceptor，EGFR）為靶點(diǎn)的CAR-T臨床研究數(shù)據(jù)顯示：在非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）的病例中，即使病理結(jié)果證實(shí)EGFR陽性的腫瘤細(xì)胞已被大量清除，10例患者中僅2例達(dá)到部分緩解（par?tial remission，PR），療效維持時(shí)間分別為2個(gè)月和10個(gè)月［4］。該研究數(shù)據(jù)提示，單一靶點(diǎn)的CAR-T細(xì)胞治療可能難以給實(shí)體腫瘤帶來更高的有效率和更長的無進(jìn)展生存時(shí)間（progression free survival，PFS）。如果CAR-T同時(shí)針對(duì)2種靶抗原呢？從本研究團(tuán)隊(duì)未發(fā)表的胰腺癌病例免疫組織化學(xué)結(jié)果推測，接近50%的上皮源性腫瘤可能適合EGFR1和HER-2組合的CAR-T治療體系。

腫瘤初始細(xì)胞（或稱腫瘤干細(xì)胞）是腫瘤治療中不可忽視的重要因素，它參與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、進(jìn)展以及耐藥［5］?，F(xiàn)有理論推測，腫瘤病灶中大部分細(xì)胞是由少量腫瘤干樣細(xì)胞分化增殖而來，有效清除腫瘤干細(xì)胞將使治愈腫瘤成為可能。腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)行為及其背后分子生物學(xué)和信號(hào)通路是當(dāng)下腫瘤基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)之一［6］。但遺憾的是，現(xiàn)有關(guān)于清除腫瘤干細(xì)胞的臨床研究均未得到理想的結(jié)果，甚至無病例緩解的報(bào)道。然而，基礎(chǔ)研究結(jié)果提示免疫細(xì)胞可以清除處于休眠狀態(tài)且化療耐藥的腫瘤干細(xì)胞，提示調(diào)整合適的靶抗原CAR-T或許可以從“源頭”治療腫瘤［7］。為分離、獲得純度更高的腫瘤干細(xì)胞，研究通常選擇細(xì)胞表面分子CD44、CD133、ABCG2作為標(biāo)記物進(jìn)行篩選，這些細(xì)胞表面分子亦可作為CAR-T細(xì)胞的靶抗原［6］。本研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，CD133是一個(gè)極具潛力的CAR-T細(xì)胞靶抗原，它不僅可以用于分離上皮源性腫瘤的腫瘤干細(xì)胞，同時(shí)也是循環(huán)中內(nèi)皮祖細(xì)胞的細(xì)胞表面標(biāo)記，同時(shí)后者更被認(rèn)為是腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移前微環(huán)境的必需細(xì)胞類型［8］。因此，CAR-T-CD133具有潛在“雙靶”的特點(diǎn)，本研究團(tuán)隊(duì)已于2016年注冊(cè)了以CD133為靶點(diǎn)的CART細(xì)胞臨床研究（NCT02541370）。

多種CAR-T細(xì)胞多靶點(diǎn)的組合治療應(yīng)以何種方式進(jìn)行？是應(yīng)該多種CAR-T一次性混合輸注治療，還是不同CAR-T細(xì)胞依次“序貫性”治療。目前的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提示，CAR-T細(xì)胞輸注后體內(nèi)同樣可以產(chǎn)生抗體，抑制其靶向殺傷作用，如選擇鼠源的抗體序列構(gòu)建CAR分子，可以從回輸受試者體內(nèi)檢測到相應(yīng)人抗鼠抗體（human anti-mouse antibody，HA?MA）。這可能意味著，混合性輸注CAR-T不僅加大了治療的風(fēng)險(xiǎn)，而且一次性混合輸注可能產(chǎn)生多重靶點(diǎn)的CAR細(xì)胞耐藥。因此，針對(duì)多種CAR-T聯(lián)合治療的模式，本研究團(tuán)隊(duì)更傾向于不同細(xì)胞依次回輸，而不是同時(shí)回輸。

3 CAR-T細(xì)胞的體內(nèi)歸巢與活化維持

將細(xì)胞歸巢至腫瘤局部并且活化增殖是CAR-T細(xì)胞治療起效的關(guān)鍵步驟。只有從外周血遷移至腫瘤部位的CAR-T細(xì)胞才有機(jī)會(huì)殺傷腫瘤。因此，有學(xué)者正在通過動(dòng)物模型研究試圖改變CAR-T本身的一些特性來增強(qiáng)細(xì)胞遷移至腫瘤的能力和效率［9］。CAR-T修飾性研究需要謹(jǐn)慎地開展大量安全性評(píng)估，因此該項(xiàng)研究目前仍徘徊于臨床前階段。在臨床實(shí)踐中，則往往通過已有藥物或臨床已獲批的方法，如放化療、免疫檢查點(diǎn)抑制劑或激活劑、小分子靶向藥物等來嘗試解決CAR-T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤病灶的問題。

部分化療藥物不僅是細(xì)胞毒性藥物，同時(shí)也是免疫佐劑。合適的化療藥物配伍可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性，減少腫瘤免疫抑制因素，激發(fā)和增強(qiáng)免疫反應(yīng)，從而提高CAR-T細(xì)胞本身的抗瘤活性［10］。如白蛋白紫杉醇為目前公認(rèn)的可以減少腫瘤間質(zhì)的藥物，通過減少間質(zhì)成分可能幫助CAR-T細(xì)胞浸潤至腫瘤病灶內(nèi)部；再如環(huán)磷酰胺可以有效地清除腫瘤內(nèi)源性的淋巴細(xì)胞和體內(nèi)免疫抑制性細(xì)胞，從而有利于CAR-T細(xì)胞的體內(nèi)擴(kuò)增和療效維持。本研究團(tuán)隊(duì)目前開展的臨床研究（CAR-T-EGFR NCT01869166，CAR-T-HER2 NCT 01935843，CAR-T-CD133 NCT02541370，CAR-T-Mesot helin NCT02580747）中。實(shí)體腫瘤預(yù)處理通常采用白蛋白結(jié)合型紫杉醇+環(huán)玲酰胺的聯(lián)合方案；血液腫瘤多以福達(dá)拉濱+環(huán)玲酰胺為基礎(chǔ)的預(yù)處理方案。另外，福達(dá)拉濱和環(huán)磷酰胺常被用于血液腫瘤的CAR-T細(xì)胞預(yù)處理。

局部放療可以引發(fā)全身抗腫瘤免疫反應(yīng)的增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，局部放療可以增加腫瘤內(nèi)的淋巴細(xì)胞數(shù)量，少數(shù)病例甚至?xí)霈F(xiàn)未照射病灶的縮小，即遠(yuǎn)端效應(yīng)［10］。不同研究顯示，局部放療可以增加腫瘤抗原的釋放和表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤局部的免疫細(xì)胞趨化效應(yīng)，同時(shí)提高DC細(xì)胞活性等，從而觸發(fā)和加強(qiáng)“免疫環(huán)”的諸多環(huán)節(jié)［11］。如果將CAR-T細(xì)胞與局部放療相結(jié)合是否會(huì)在抗腫瘤機(jī)制上產(chǎn)生互補(bǔ)效應(yīng)？放療能否提高和改善細(xì)胞治療的療效？上述問題均有待于進(jìn)一步研究和探討。

4“強(qiáng)化CAR-T”策略的選擇

通過修飾CAR-T細(xì)胞本身來“升級(jí)”其抗瘤活性也成為提高療效的策略之一［9］?；蛐揎椉夹g(shù)可以使CAR-T細(xì)胞在被激活的同時(shí)表達(dá)和釋放IL-12以及溶瘤病毒。另外一項(xiàng)策略，可從富含腫瘤新抗原特異性的T細(xì)胞（tumor neoantigen-specific TCR T cell）中進(jìn)行CAR-T細(xì)胞培養(yǎng)。研究顯示，低劑量地西他濱可以顯著拓展外周血T細(xì)胞的TCR庫［12］。因此，從表觀藥物治療后的患者中采血或許可以培養(yǎng)出更為“強(qiáng)大”的CAR-T細(xì)胞。

5 展望

盡管困難重重，但是實(shí)體瘤的CAR-T細(xì)胞治療仍然是值得期待的。修飾CAR-T細(xì)胞本身或CAR-T細(xì)胞與現(xiàn)有治療的聯(lián)合這兩種研究方向均為提高CART細(xì)胞治療實(shí)體瘤的療效帶來希望。實(shí)體瘤細(xì)胞本身異質(zhì)性、等級(jí)性、抗原遷移以及微環(huán)境免疫抑制等特點(diǎn)，以及對(duì)CAR-T細(xì)胞自身特性的認(rèn)知進(jìn)一步深入，促使本研究團(tuán)隊(duì)對(duì)CAR-T細(xì)胞在實(shí)體瘤治療中的應(yīng)用產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)和大膽的假設(shè)，即新輔助預(yù)處理下的多靶點(diǎn)CAR-T細(xì)胞的雞尾酒聯(lián)合治療模式。本研究團(tuán)隊(duì)相信，在未來運(yùn)用CAR-T細(xì)胞對(duì)腫瘤進(jìn)行精確、多靶點(diǎn)更替式的打擊可能會(huì)改變晚期腫瘤的治療和管理模式：即從最佳支持走向積極治愈。

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（2017-02-23收稿）（2017-04-05修回）

（編輯：孫喜佳 校對(duì)：鄭莉）

劉洋 專業(yè)方向?yàn)槟[瘤免疫治療。

Chimeric antigen receptor T cell based therapeutic modality in solid tumors

Yang LIU1,2,Hongli ZHU2,Weidong HAN1

Weidong HAN;E-mail:hanwdrsw69@yahoo.com
1Department of Molecular and Immunology,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China;2Department of Geriatric Hematology,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China

The CD19-targeted chimeric antigen receptor(CAR)T-cell treatment has achieved clinical success in treating B-cell lineage hematopoietic malignancies.This accomplishment involved the precise and efficient elimination of tumor cells by tumor-associated antigen-redirected immune cells.As a result,the reinitiation of several CAR T-cell(CART)based clinical trials in solid tumors was promoted.However,developing a feasible and efficient CAR T based therapeutic modality for solid tumors is urgently needed given the differential properties between liquid and solid tumors.In this review,we discuss the advances in the management of cytotherapeutic modality for solid tumors.The aspects considered include toxicity management,target selection,and primer or conditioning treatment.

chimeric antigen receptor T cell,solid tumors,therapeutic modality

10.3969/j.issn.1000-8179.2017.09.201

E-mail：liuyang301blood@163.com

①解放軍總醫(yī)院生命科學(xué)院生物治療病區(qū)（北京市100853）；②老年血液科

韓為東 hanwdrsw69@yahoo.com