CAR-T在恶性肿瘤治疗中的研究进展

CAR-T在恶性肿瘤治疗中的研究进展

史佳欣1，韩宇晨2，何磊3，郝强3

1空军军医大学学员五大队,西安，710032   2空军军医大学学员四大队十六队,西安，710032

3空军军医大学药学系生物制药学教研室，西安，710032

摘要：CAR-T细胞疗法是一种革命性的癌症治疗方法，它利用改造的T细胞来攻击癌细胞，近年来，CAR-T细胞疗法已经在恶性肿瘤的治疗中取得了显著的进展。本文通过阐述CAR-T细胞疗法的原理、应用、限制和发展，总结了CAR-T疗法在恶性肿瘤研究中的进展，为未来的研究和临床应用提供了参考。

关键词：CAR-T细胞；恶性肿瘤；淋巴瘤

1CAR-T疗法的原理即优势

CAR-T（Chimeric Antigen Receptor T-cell）疗法是一种革命性的免疫疗法，用于治疗多种白血病和淋巴瘤等恶性肿瘤，其原理是通过改造患者自身T细胞，使其能够主动攻击癌细胞。这一疗法的核心是CAR（Chimeric Antigen Receptor）受体，它是一种由合成的受体蛋白构成的分子，能够将T细胞与特定的抗原相结合，从而使T细胞能够识别并杀死癌细胞。

CAR-T疗法的原理可以分为如下几个步骤。首先是T细胞的采集，医生会从患者的血液中采集T细胞样本，之后，实验室中的研究员会设计和合成CAR受体，这个受体通常包括一个外部抗原结合域、一个跨膜域和一个内部信号传导域。CAR受体的外部抗原结合域会被设计成能够识别目标癌细胞表面的特定抗原。然后，采集的T细胞会进行改造，通过病毒载体将CAR受体导入T细胞内部，使其表达CAR受体。改造后的T细胞会在实验室进行扩增，一旦获得足够数量的CAR-T细胞，它们就会被重新注射入患者的体内，这些细胞就能够识别并攻击患者体内的癌细胞，从而抑制肿瘤的生长和扩散。

CAR-T疗法的优势在于其高度个性化和针对性。因为CAR-T疗法使用的是患者自身的T细胞，因此每个治疗方案都是高度个性化的，这就意味着CAR-T细胞能够精确地识别和攻击患者体内的癌细胞，最大程度地减少了对健康组织的损害。此外，CAR-T细胞还具有持久的疗效，一旦它们识别并攻击了癌细胞，就可以在多年后继续活跃并保持疗效。并且，CAR-T疗法只需要涉及和合成不同的CAR受体来识别不同的抗原，就可以同时应用于治疗不同类型的癌症。

2CAR-T疗法在恶性肿瘤治疗中的应用

近年来，CAR-T疗法在治疗恶性肿瘤中的应用广泛扩展。其中，最成功的应用领域之一是治疗B细胞恶性肿瘤，尤其是B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）和非霍奇金淋巴瘤（NHL）。首个获批的CAR-T细胞疗法药物是CD19导向的Kymriah，用于治疗复发难治性急性淋巴白血病和弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）。DLBCL是最常见的非霍奇金淋巴瘤之一，占所有淋巴瘤的40%(1)。在ZUMA的研究中，难治性大B细胞淋巴瘤患者接受靶向CD19受体的CAR-T细胞治疗，有58%的患者完全缓解，25%的患者部分缓解。2021年3月，一种名为Breyanzi的新得CAR-T疗法药物被FDA批准用于治疗DLBCL、高级别B细胞淋巴瘤、原发性纵膈大细胞淋巴瘤和滤泡性淋巴瘤等难治性大B细胞淋巴瘤。对于套细胞淋巴瘤（MCL）的治疗，FDA批准了抗CD19的CAR-T细胞疗法药物Ecartus。到目前为止，只有针对B细胞淋巴瘤的靶向CD19治疗药物被批准，这表明研究者还需要将重点转移到其他靶点上才有可能会获得更大的突破。

此外，CAR-T细胞疗法也被应用于多发性骨髓瘤（MM）的治疗。在多发性骨髓瘤中，恶性浆细胞在骨髓中聚积，抑制正常造血细胞产生，并且进一步抑制成骨细胞的功能(2)。这就导致一些成骨细胞会产生不完整的免疫球蛋白，变成没有功能的副蛋白。这种疾病在目前无法治愈，各种治疗方法包括化疗、造血干细胞移植和免疫调节药物，只能达到长期保持疾病稳定并且缓解症状的效果(3)。而由于CD19分子在成骨细胞表面表达量过少，靶向CD19的CAR-T细胞疗法无法彻底治愈多发性骨髓瘤患者。所以现在的一些临床试验正在研究不同靶点，当前最有希望成为下一个CAR-T细胞治疗MM的靶点的是在成熟B细胞和浆细胞上表达的BCMA因子。在一项I期临床试验中，对靶向BCMA的CAR-T细胞进行了测试，结果显示有86%的应答率。最近，首个抗BCMA的CAR-T细胞疗法的药物Abecma也被FDA批准用于治疗复发和难治性的多发性骨髓瘤(4) 。

3CAR-T在治疗中面临的挑战

尽管CAR-T疗法已经在某些类型的白血病和淋巴瘤中取得了显著的临床功效，但其在治疗过程中仍然面临着诸多挑战。尤其是在治疗实体瘤方面，与血液肿瘤相比，实体瘤的靶向抗原选择性更加复杂。因为实体瘤的抗原表达异质性较大，并且可能存在健康组织与肿瘤组织共同表达的抗原，这就为CAR-T细胞的靶向抗原选择带来了困难。此外，实体瘤的肿瘤微环境也具有免疫抑制特征，这可能影响会CAR-T细胞的浸润和迁移能力。肿瘤微环境中的细胞间质、免疫抑制细胞、细胞因子，如调节性T细胞（Tregs）、髓样抑制性细胞（MDSCs）以及免疫抑制细胞因子TGF-β和IL-10等，这些成分也可能降低CAR-T细胞的活性，影响其治疗效果(

5)。

最后是安全性问题，CAR-T疗法也可能导致严重的副作用，如细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性，又由于实体瘤的靶向抗原选择困难，所以CAR-T细胞也可能会对健康组织产生离靶效应，导致严重的组织损伤。这些副作用对患者产生严重的不良影响，甚至危及生命(6)。其次，CAR-T细胞在体内的持续性和抗肿瘤活性也可能会随着时间的推移而减弱，所以，肿瘤细胞会逐渐发展出对CAR-T疗法的耐受性，从而减低治疗的有效性(7)。此外，CAR-T疗法的制造过程复杂且成本高昂，这导致其始终无法在临床上进行广泛地应用。为了克服这些挑战，研究人员正努力改进CAR-T疗法，包括开发新的靶标抗原、优化CAR设计、改进其制造过程和降低制作成本。

4CAR-T疗法未来的发展方向

为了更好地解决当前治疗过程中的挑战与限制，CAR-T疗法的未来发展创新主要集中在以下几个方面。首先是双靶向或多靶向CAR-T细胞的构建，为了提高CAR-T细胞的特异性和抗肿瘤活性，研究人员正在开发能够识别多个肿瘤相关抗原的CAR-T细胞，以此来提高其杀伤肿瘤细胞的效率，并且能够同时降低副作用。

其次是关于CAR-T治疗的安全开关与调控系统，为了降低CAR-T疗法的副作用，研究人员正在开发具有安全开关和调控系统的的CAR-T细胞，以便在发生严重不良事件时能够迅速消除或调控CAR-T细胞的活性。在现在的研究中，有种名为达沙替尼的药物可以完成这一功能。达沙替尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，其调控作用的机理是通过抑制近端TCR信号激酶来抑制T细胞的激活。在临床模型中，达沙替尼被证明可以快速且可逆地组织CAR-T细胞的激活，CAR-T细胞输入注射后早期给药达沙替尼可以显著降低小鼠的死亡率。因此，这种方法似乎可以暂时抑制CAR-T细胞的功能，并且可在毒性消退后保持更多CAR-T细胞的治疗效果。在未来，开发更多的创新方法暂时抑制CAR-T细胞的功能并且允许CAR-T细胞在毒性消退后能够继续发挥作用，是治疗血液恶性肿瘤和实体瘤的一线治疗方向发展的必要条件(8)。

此外，CAR-T疗法还可以结合CRISPR/Cas9等基因编辑技术，一方面可以对CAR-T细胞进行精确地遗传修饰，提高其抗肿瘤的活性、持久性和安全性；用一方面也可以利用基因编辑技术与mRNA治疗的结合，实现CAR-T细胞在体内的重编程，以降低治疗的成本，有利于其更好地推广。

最后，针对实体瘤治疗中的肿瘤微环境问题研究人员正在开发能够改变肿瘤微环境、增强CAR-T细胞渗透和抗肿瘤活性的策略，同时也在进行新型CAR的设计，研发在信号转导、共刺激和抗原识别功能方面具备改进的新型CAR结构，以提高CAR-T细胞的疗效和安全性(9) 。

5结语

CAR-T细胞疗法作为一种创新性的免疫疗法，在治疗恶性肿瘤方面取得了显著的研究进展。近年来，它已经在临床试验中表现出了卓越的疗效，并且在不断改进CAR设计和减轻毒性效应方面也取得了重要进展。随着新抗原的发现与其他治疗方法与技术的结合使用，CAR-T细胞疗法有望继续发挥重要作用，CAR-T疗法在未来将继续优化和拓展其应用范围，实现更高效、安全、持久且个性化的治疗，为恶性肿瘤患者提供更有效的治疗选择。

参考文献

1.S. Li, K. H. Young, L. J. Medeiros, Diffuse large B-cell lymphoma. Pathology 50, 74-87 (2018).

2.R. O. Carpenter et al., B-cell maturation antigen is a promising target for adoptive T-cell therapy of multiple myeloma. Clin Cancer Res 19, 2048-2060 (2013).

3.S. K. Kumar et al., Improved survival in multiple myeloma and the impact of novel therapies.

4.T. Haslauer, R. Greil, N. Zaborsky, R. Geisberger, CAR T-Cell Therapy in Hematological Malignancies. International journal of molecular sciences 22,  (2021).

5.K. Newick, S. O'Brien, E. Moon, S. M. Albelda, CAR T Cell Therapy for Solid Tumors. Annu Rev Med 68, 139-152 (2017).

6.S. S. Neelapu et al., Chimeric antigen receptor T-cell therapy - assessment and management of toxicities.

Nat Rev Clin Oncol 15, 47-62 (2018).

7.E. Sotillo et al., Convergence of Acquired Mutations and Alternative Splicing of CD19 Enables Resistance to CART-19 Immunotherapy. Cancer Discov 5, 1282-1295 (2015).

8.K. Mestermann et al., The tyrosine kinase inhibitor dasatinib acts as a pharmacologic on/off switch for CAR T cells. Sci Transl Med 11,  (2019).

9.R. C. Sterner, R. M. Sterner, CAR-T cell therapy: current limitations and potential strategies. Blood Cancer J 11, 69 (2021).