孫潔 陳欣

1天津醫(yī)科大學(xué)一中心臨床學(xué)院（天津300070）；2天津市第一中心醫(yī)院心內(nèi)科（天津300192）

嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）T 細(xì)胞是過(guò)繼性T 細(xì)胞的一種，作為一種新型免疫療法，成為腫瘤治療的研究熱點(diǎn)。特別是CD19 CAR-T 細(xì)胞在復(fù)發(fā)∕難治（relapsed or refractory，R∕R）血液惡性腫瘤的顯著療效，引起了極大的關(guān)注［1-2］。目前FDA已批準(zhǔn)多個(gè)CD19 CAR-T細(xì)胞應(yīng)用于R∕R 血液病治療：Axicabtagene ciloleucel 用于治療成人R∕R彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）；Tisagenlecucel 用于治療R∕R兒童∕年輕成人B 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia，ALL）；以及Tecartus 用于治療R∕R套細(xì)胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma，MCL）。近年來(lái)，CAR-T 細(xì)胞的臨床試驗(yàn)急劇增加，各種CAR-T 細(xì)胞產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)中，如探索用于其他血液系腫瘤［3］，治療實(shí)體腫瘤［4-5］，同時(shí)靶向多種抗原的治療方法［6］等。這對(duì)腫瘤免疫治療領(lǐng)域具有劃時(shí)代意義。

然而，臨床中CAR-T 細(xì)胞療法帶來(lái)嚴(yán)重的治療相關(guān)毒性卻是不容忽視的，目前報(bào)道最多的是細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）和神經(jīng)毒性，還有可能威脅生命的心血管毒性，其機(jī)制、臨床表現(xiàn)及治療逐漸得到重視，及早預(yù)測(cè)、診斷和管理心血管毒性事件是至關(guān)重要的。本文對(duì)目前關(guān)于CAR-T 細(xì)胞療法心臟毒性的研究進(jìn)展作了綜述，以期最大限度地提高CAR-T細(xì)胞治療的心血管安全性，使更多的患者受益。

1 CAR-T 細(xì)胞療法介紹

首先提取患者自身T 細(xì)胞，再通過(guò)基因工程重組T 細(xì)胞以識(shí)別腫瘤細(xì)胞表達(dá)的腫瘤相關(guān)抗原TAA（tumor associated antigen，TAA），然后體外快速增殖以產(chǎn)生治療量CAR-T 細(xì)胞，最后回輸患者體內(nèi)。CAR 分子包括胞外的結(jié)合區(qū)域［能特異性識(shí)別靶抗原的單鏈可變區(qū)片段（single chain variable fragment，scFv）］、鉸鏈區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)的信號(hào)段。CAR 蛋白對(duì)TAA 的識(shí)別是以一種MHC-非依賴(lài)性方式進(jìn)行的。CAR-T 細(xì)胞的scFv 片段與靶細(xì)胞TAA 結(jié)合，形成一個(gè)效應(yīng)功能所必需的非經(jīng)典免疫突觸。然后再通過(guò)穿孔素∕顆粒酶途徑、Fas∕FasL 途徑以及釋放細(xì)胞因子等來(lái)介導(dǎo)其抗腫瘤作用［7］。

2 心臟毒性的臨床表現(xiàn)及影響因素

由于目前文獻(xiàn)資料的缺乏，心血管毒性的定義尚不明確。迄今為止，觀(guān)察到的不良心血管事件主要有：心律失常，包括竇性心動(dòng)過(guò)速、房顫、QT 間期延長(zhǎng)、室上性心動(dòng)過(guò)速及非持續(xù)室性心動(dòng)過(guò)速等［8-12］；低血壓、左心室收縮功能障礙、休克，急性冠脈綜合征［11］和心臟驟停［10］。

BURSTEIN 等［8］及FITZGERALD 等［9］評(píng)估了CAR-T 細(xì)胞治療在兒童和青年人群中的不良心血管反應(yīng)。心血管功能障礙定義為需要使用藥物支持的顯著低血壓。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)熱伴隨心動(dòng)過(guò)速，低血壓的發(fā)生也晚于發(fā)熱。顯著低血壓患者均有較高級(jí)別的CRS。并且至少41%患者住院期間出現(xiàn)了新的左心室功能障礙（并非所有患者都進(jìn)行了超聲心動(dòng)圖檢查）。治療前未成熟細(xì)胞計(jì)數(shù)＞25%或先前存在的心功能障礙是心血管功能障礙的危險(xiǎn)因素。

ALVI 等［10］及LEFEBVRE 等［11］分別對(duì)接受CD19 CAR-T 治療的成年患者的心血管毒性進(jìn)行了回顧性研究。ALVI 等研究定義：心臟毒性為射血分?jǐn)?shù)降低或肌鈣蛋白升高。心血管事件包括心律失常、失代償性心力衰竭和心血管死亡。而LEFEBVRE 等研究定義的主要不良心血管事件包括心血管死亡、癥狀性心力衰竭、急性冠狀動(dòng)脈綜合征、缺血性中風(fēng)和新發(fā)心律失常。定義事件的發(fā)生率分別為12%和15%，均有心臟死亡事件發(fā)生。研究均發(fā)現(xiàn)CRS 級(jí)別（≥2 級(jí)）是不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)變量。此外，ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)CAR-T 細(xì)胞輸注后肌鈣蛋白升高和從CRS 開(kāi)始到Tocilizumab 給藥的時(shí)間延長(zhǎng)均與發(fā)生心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。CRS 的嚴(yán)重程度、肌鈣蛋白的升高和心血管事件的發(fā)生之間存在密切關(guān)系。肌鈣蛋白水平被認(rèn)為是腫瘤患者心肌細(xì)胞損傷的可靠指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)肌鈣蛋白的增加與低血壓和心動(dòng)過(guò)速有關(guān)。在LEFEBVRE 等［11］的研究中還發(fā)現(xiàn)血管風(fēng)險(xiǎn)高及多病共存的患者CAR-T 治療的不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)更高。

3 心臟毒性的發(fā)病機(jī)制

心臟毒性可能的發(fā)生機(jī)制有多種說(shuō)法，如CRS、脫靶效應(yīng)、交叉免疫反應(yīng)、腫瘤溶解綜合征、T 細(xì)胞受體錯(cuò)配、毒物代謝產(chǎn)物和其他特殊機(jī)制［13-17］。但是CAR-T 細(xì)胞治療后出現(xiàn)的心臟毒性到底是其對(duì)心臟的直接損害還是間接毒性目前未知。

3.1 直接毒性脫靶效應(yīng)：脫靶效應(yīng)是指未能達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)，有所偏移的現(xiàn)象。CAR-T 細(xì)胞所識(shí)別的抗原并非腫瘤細(xì)胞獨(dú)有，它們與非腫瘤組織的相同靶抗原接觸時(shí)便會(huì)引起脫靶效應(yīng)。例如在CAR-T 治療轉(zhuǎn)移性腎癌和轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌等相關(guān)的臨床試驗(yàn)［18-19］中，證實(shí)CAR- T 細(xì)胞攻擊了部分表達(dá)靶抗原的正常組織，直接造成正常組織損傷。CD19 抗原在R∕R B-ALL 和DLBCL 的腫瘤細(xì)胞以及正常B 淋巴細(xì)胞表面都有表達(dá)，CD19 CAR-T 細(xì)胞在對(duì)腫瘤細(xì)胞殺傷過(guò)程中，有可能發(fā)生脫靶效應(yīng)而損傷心臟細(xì)胞［20］。

交叉免疫反應(yīng)：在LINETTE 等［21］報(bào)告了兩名心臟篩查正常的黑色素瘤患者接受T 細(xì)胞免疫療法后發(fā)生心源性休克并死亡的病例，尸檢結(jié)果顯示心肌嚴(yán)重受損，病理學(xué)顯示T 細(xì)胞浸潤(rùn)，但組織中未檢測(cè)到MAGE-A3（一種超過(guò)76%的黑色素瘤患者都表達(dá)的腫瘤抗原）表達(dá)。進(jìn)一步研究證實(shí)這些T 細(xì)胞識(shí)別了一種不相關(guān)的肌聯(lián)蛋白——一種存在于心臟中的大型橫紋肌蛋白，而導(dǎo)致心肌細(xì)胞的損傷。即使靶抗原與正常組織抗原不同，部分序列或結(jié)構(gòu)上的相似性也有可能觸發(fā)交叉免疫反應(yīng)。雖然目前在CAR-T 的臨床應(yīng)用中還未有類(lèi)似報(bào)道，但基于兩種治療技術(shù)相似性，不可排除這種潛在的心肌損傷機(jī)制。

穿孔素∕顆粒酶途徑：穿孔素∕顆粒酶通路是快速、有效和特異的CAR-T細(xì)胞誘導(dǎo)靶細(xì)胞裂解的關(guān)鍵［7］。CAR-T 細(xì)胞能釋放穿孔素，并在腫瘤細(xì)胞膜上打孔，讓顆粒酶B進(jìn)入靶細(xì)胞，進(jìn)而激活caspase 3-gasdermin E（GSDME）通路，引起細(xì)胞焦亡［22］。在治療中外周血中短時(shí)間大量釋放的穿孔素、顆粒酶是否會(huì)浸潤(rùn)心肌造成損害也有待證實(shí)。

3.2 間接毒性臨床研究發(fā)現(xiàn)CRS 分級(jí)與心血管毒性事件的發(fā)生呈正相關(guān)［8-11］。由此認(rèn)為心臟毒性的發(fā)生可能是CRS 的副產(chǎn)物引起。CRS 是大量細(xì)胞因子（IL-1，IL-6，IL-8，IL-10，IL-12，TNF-α，IFN-α，MCP-1，MIP-1 等）釋放引起的臨床綜合征，一種影響心、腦、肺等多個(gè)器官的全身性炎癥。劉育英等［22］通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了CRS 的機(jī)制：GSDME通路介導(dǎo)細(xì)胞焦亡，釋放相關(guān)因子促進(jìn)巨噬細(xì)胞gasdermin D（GSDMD）裂解，導(dǎo)致細(xì)胞因子的釋放和隨后的CRS。GIAVRIDIS 等［23］及NORELLI 等通過(guò)小鼠模型證實(shí)IL-1、Il -6 細(xì)胞因子是由巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞釋放。還發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶iNOS 上調(diào)是IL-1 和IL-6 誘導(dǎo)嚴(yán)重CRS 的機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)低血壓是由一氧化氮（NO）引起的。心功能障礙據(jù)可能是一個(gè)類(lèi)似于膿毒癥期間應(yīng)激性心肌病的過(guò)程［24］；還可能與IL-6 有關(guān)，IL-6 被認(rèn)為是感染和炎癥狀態(tài)下心肌抑制的中介。ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)從CRS開(kāi)始到托珠單抗（Tocilizumab）給藥的時(shí)間（每延遲12 小時(shí)不良心血管事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加1.7倍），進(jìn)一步驗(yàn)證了IL-6在心臟毒性中的作用。

接受CAR-T 細(xì)胞療法的R∕R B-ALL 和DLBCL患者，通常之前接受過(guò)基于蒽環(huán)類(lèi)的多輪化療，蒽環(huán)類(lèi)藥物對(duì)心肌有急性損害和遲發(fā)的與劑量有關(guān)的心肌損傷反應(yīng)；此外，在輸注CAR-T 細(xì)胞之前，患者接受氟達(dá)拉濱聯(lián)合環(huán)磷酰胺的預(yù)處理方案以減輕腫瘤負(fù)荷；而環(huán)磷酰胺本身就有心血管毒性，特別是心力衰竭和左室功能障礙［25］。而且，部分患者曾經(jīng)接受過(guò)造血干細(xì)胞移植治療。再者，接受CAR-T治療的老年患者可能已經(jīng)患有心血管疾病。發(fā)生CRS 后大量靜脈輸液，導(dǎo)致容量超負(fù)荷而引起心功能障礙。目前觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為心功能障礙的發(fā)作可能是急性和嚴(yán)重的，但通常是可逆的［8-9，24］。

4 預(yù)防策略

CAR-T 細(xì)胞治療的心血管毒性管理目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。目前倫敦大學(xué)學(xué)院醫(yī)院的Cardio-Oncology 建立了一個(gè)心臟篩查和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目要求所有患者在治療前、治療中及3 個(gè)月隨訪(fǎng)時(shí)都要接受心功能風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，包括肌鈣蛋白、BNP、12 導(dǎo)聯(lián)心電圖、超聲心動(dòng)圖檢查，必要時(shí)還需進(jìn)行CMR 成像以了解患者心功能。隨著CAR-T 細(xì)胞治療擴(kuò)展到更廣泛的患者群體，有必要在治療前進(jìn)行評(píng)估及分級(jí)管理。期待此項(xiàng)目得到廣泛使用，以更好的證明增加心臟監(jiān)測(cè)在患者CAR-T 細(xì)胞治療的預(yù)防、管理及預(yù)后方面的效用。

目前認(rèn)為CRS 的嚴(yán)重程度與治療時(shí)的疾病負(fù)擔(dān)和較高的CAR-T 細(xì)胞輸注量有關(guān)，而不良心血管事件又和CRS 的分級(jí)呈正相關(guān)。即凡是影響CRS 進(jìn)展的因素均可能增加不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)。因而CRS 的診斷和分級(jí)至關(guān)重要，但早期CRS 分級(jí)多種，它們之間缺乏共識(shí)和存在顯著的差異性。最近，美國(guó)移植和細(xì)胞治療協(xié)會(huì)發(fā)布了CRS 的一致分級(jí)［6］，可采用統(tǒng)一的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

目前對(duì)CRS 的管理未形成指南規(guī)范，在輸注CAR-T 細(xì)胞后，密切的臨床觀(guān)察和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)是早期發(fā)現(xiàn)CRS 的必要條件。發(fā)熱、心動(dòng)過(guò)速和低血壓通常是CRS 的最初癥狀。目前認(rèn)為監(jiān)測(cè)C 反應(yīng)蛋白和鐵蛋白可有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)CRS，但需注意與基線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，并除外感染的可能。CRS的嚴(yán)重程度取決于低血壓和缺氧［6］。為了減少低血壓的發(fā)生，在治療前停止或盡量減少降壓藥物的使用。低血壓是左心室功能障礙的至關(guān)重要的標(biāo)志［8］。如果血壓在擴(kuò)容后沒(méi)有改善，就要進(jìn)行血管加壓素治療，并用超聲心動(dòng)圖、肌鈣蛋白和BNP 進(jìn)行評(píng)估。早期液體擴(kuò)容對(duì)CRS 和相關(guān)低血壓的治療至關(guān)重要。根據(jù)臨床情況控制液體容量，以減少心衰的風(fēng)險(xiǎn)。在血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、心臟生物標(biāo)記顯著升高或嚴(yán)重左室功能障礙（左室射血分?jǐn)?shù)＜40%）的情況下，患者通常需要轉(zhuǎn)到重癥監(jiān)護(hù)病房，持續(xù)心電監(jiān)護(hù)，維持足夠的灌注，積極對(duì)癥治療。

5 治療及進(jìn)展

Tocilizumab（IL-6 受體拮抗劑）對(duì)于任何在CAR-T 治療中出現(xiàn)心臟毒性的患者，都應(yīng)首先考慮使用。ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)早期給予Tocilizumab可顯著降低CV 事件發(fā)生率，且不妨礙CAR-T 細(xì)胞的抗腫瘤作用，但Tocilizumab 并不是對(duì)所有患者有效。BRUDNO 等［26］認(rèn)為T(mén)ocilizumab 可能增加神經(jīng)毒性的發(fā)生率和嚴(yán)重程度。對(duì)于給藥最佳時(shí)機(jī)尚無(wú)定論。糖皮質(zhì)激素通常被用作二線(xiàn)藥物，因?yàn)槠鋵?duì)CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤活性的影響存在爭(zhēng)議。

Siltuximab（另一種IL-6 受體拮抗劑）理論上比Tocilizumab 和糖皮質(zhì)激素有更高的親和力；而且通過(guò)直接綁定IL-6，可降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)的IL-6 水平，減少神經(jīng)毒性。但它未通過(guò)FDA 審批。Anakinra（IL-1 受體阻斷劑）在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)［23］發(fā)現(xiàn)可以有效地預(yù)防CRS 和神經(jīng)毒性。Tocilizumab 可用于預(yù)防CRS，但對(duì)神經(jīng)毒性的預(yù)防無(wú)效。在SCIDbeige 小鼠模型［23］中，NOS 抑制劑被證明可以降低CRS 的全身毒性。因此，這些藥物都有潛力用于治療CAR-T 療法的相關(guān)毒性。然而這些僅來(lái)自動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，需要臨床試驗(yàn)來(lái)證實(shí)Anakinra、NOS 抑制劑的真實(shí)效果。

除了藥物治療外，有研究稱(chēng)血液濾過(guò)可以成功地消除CD19 CAR-T 細(xì)胞治療后嚴(yán)重的細(xì)胞因子釋放綜合征。另外減少毒性的替代方法是CAR-T 細(xì)胞工程技術(shù)的優(yōu)化，在基因修飾T 細(xì)胞時(shí)加入“自殺”或誘導(dǎo)開(kāi)關(guān)基因，以及需要雙抗原結(jié)合以確保靶向腫瘤細(xì)胞的激活［27］。伊文芳等［27］通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氟達(dá)拉濱及馬磷酰胺對(duì)CD19CAR-T 細(xì)胞有明顯的抑制作用，為清除CD19-CAR-T 細(xì)胞提供了新的思路。雖然這些方法很有吸引力，但它們?nèi)蕴幱谘芯侩A段。

6 CAR-T 細(xì)胞治療心臟腫瘤研究的展望

近年來(lái)CAR-T細(xì)胞療法在R∕R B-ALL和DLBCL的治療中取得顯著療效，并具有廣大的應(yīng)用前景，但其致命的心血管毒性可能是得不償失的。仍需要大量臨床前瞻性研究，確定心臟毒性事件的真實(shí)發(fā)病率、影響因素、自然史等。需要進(jìn)一步探索發(fā)病機(jī)制、病理生理改變，以便開(kāi)發(fā)基于證據(jù)的干預(yù)及治療措施。另外有研究［28］證明CAR-T 細(xì)胞治療后在患者內(nèi)持續(xù)存在超過(guò)10年。目前尚不清楚CAR-T 細(xì)胞循環(huán)持續(xù)的存在對(duì)免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響，需要未來(lái)的研究來(lái)評(píng)估其長(zhǎng)期的心血管安全性。隨著研究的深入，以期能降低心臟毒性的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提高治療的安全性和有效性。