CAR-T免疫疗法在实体肿瘤治疗中的研究进展

杨迅

（浙江省肿瘤医院 浙江 杭州 310022）

近年来，CAR-T免疫疗法除了被用来治疗急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，也被用来探索治疗实体肿瘤、自身免疫疾病、HIV感染和移植排斥等疾病。本文简要综述CAR-T免疫疗法在实体肿瘤的研究现状和最新进展。

1.CAR-T免疫疗法治疗实体肿瘤的研究发展

黑色素瘤是皮肤肿瘤中恶性程度最高的瘤种，由于其表达大量肿瘤抗原，在以往的研究中发现应用免疫疗法治疗转移性黑色素瘤疗效显著。2006年Morgan等[1]用反转录病毒改造T淋巴细胞并将其输注回人体内，使其表达识别黑色素瘤分化抗原(MART-1)的T细胞抗原受体（TCR），发现黑色素瘤明显减小。

研究发现在多形性胶质母细胞瘤(GBM)等多种实体瘤中高表达平足蛋白(podoplanin，PDPN)，其是一类表达于淋巴内皮细胞内的黏蛋白样穿膜糖蛋白。Shiina等[2]采用慢病毒载体表达第三代CAR-T细胞，其由含CD28的PDPN特异性抗体、4-1BB和CD3zeta细胞内结构域组成，能有效抑制免疫缺陷小鼠颅内GBM移植瘤的生长。Thomas等[3]在其研究中应用GD2 CAR-T细胞治疗成神经细胞瘤(NBL)，发现其持续、有效并且安全。其中临床I/II期试验结果表明[4]，GD2 CAR-T在治疗脑胶质瘤过程中能够在人体内长期检测到获得性转移T细胞，另外有2例临床试验用GD2 CAR-T在治疗儿童NBL中取得良好疗效[5]。

美国City of Hope癌症中心报道了一则利用脑脊液滴管注射CAR-T的方法治疗一位患有致命脑癌并已经发生脊髓扩散的癌症病人[6]。研究者通过外科手术除了该患者脑中三颗体积最大的肿瘤，然后每周6次将CAR-T细胞通过一种特制滴管输注入大脑。已切除的脑肿瘤虽然没有复发，但是剩余的其他肿瘤仍在进展并转移至该患者脊髓。因此研究者设计特制的脑脊液滴管CAR-T细胞输注入该患者的脑脊腔。仅仅在3次治疗之后该患者所有的脑肿瘤均明显缩小。而在第10次治疗后，所有肿瘤均完全消失。

Zuccolotto等[7]在其研究中构建出了能够靶向人前列腺特异性膜抗原(hPSMA)的CAR结构，该研究通过将表达有该中CAR的慢病毒载体（LV）转染生物荧光标记的T细胞再转移到小鼠体内，发现其有效地短暂激活外周血单核细胞（PBMC），刺激其产生细胞因子，从而对hPSMA表达阳性的前列腺癌细胞产生细胞毒作用。Hillerdal等[8]在研究中构建了第三代PSCA CAR-T细胞，其能有效杀伤PSCA阳性的肿瘤细胞；此外注射PSCA CAR-T细胞的荷瘤小鼠其肿瘤生长明显受到抑制。临床I期研究结果显示[9]，6例前列腺癌患者在经过正规的化疗后接受了PSMA CAR-T免疫治疗，并予以低剂量IL-2持续辅助治疗，其中5例患者成功治愈，而在治疗期间并没有出现明显的不良反应。

李鹏研究组[10]在其研究中首先构建了原代的非小细胞肺癌（NSCLC）异种移植（PDX）的小鼠模型，然后再通过实验证实NSCLC表达有前列腺干细胞抗原(PSCA)和MUC1抗原，再利用体外实验证实了靶向PSCA和MUC1的CAR-T细胞对NSCLC细胞系的特异性及有效性。最后通过实验发现在NSCLC的PDX小鼠模型中靶向PSCA的CAR-T可以有效抑制NSCLC肿瘤的生长，而联合使用靶向PSCA和MUC1的CAR-T细胞可以协同消除PSCA+MUC1+的肿瘤。

有研究通过慢病毒载体转染构建第一代和第三代靶向磷脂酰肌醇聚糖3(glypican3，GPC3)的CAR-T细胞，其在体外和体内实验中均表现出对多种HCC细胞系的细胞毒作用，该研究表明靶向GPC3的CAR-T细胞能够有效抑制GPC3阳性表达的HCC细胞。该研究进一步在SCID荷瘤小鼠中实验发现瘤内注射AFP-CAR T细胞后能够显著抑制HepG2及AFP表达阳性的HCC肿瘤的生长[11]。

2.CAR-T突破实体瘤治疗瓶颈的新研究

实体瘤的微环境由多种细胞组成，包括基质细胞、调节性T细胞(Treg)、骨髓来源的抑制细胞(MDSC)、抑制性细胞因子以及一些其他细胞所产生的抗肿瘤免疫反应，使其具有免疫抑制作用，成为所有免疫疗法的障碍。Nishio等[12]在研究中将携带趋化因子RANTES和细胞因子IL-5的溶瘤病毒和CAR-T细胞集合，利用溶瘤病毒作用于恶性肿瘤细胞发挥细胞分解作用，从而促进CAR-T细胞在肿瘤微环境更好地迁移和存活。此外实验室细胞研究中发现T细胞对实体肿瘤效果不佳可能是因为这样的肿瘤与健康器官相比氧气浓度极低。缺氧对肿瘤细胞似乎没什么影响，但是T细胞却很难穿透肿瘤执行杀死的功能。最新的研究表明，T细胞在低氧条件下有助于消灭细胞培养皿中的癌细胞[13]。

在T细胞免疫过程中，其对肿瘤细胞的免疫作用往往被肿瘤微环境产生的免疫抑制信号所减弱。这些信号大多由肿瘤细胞和基质组分产生，包括抑制性细胞因子白介素-4（IL-4）、白介素-10（IL-10）、肿瘤生长因子Beta(TGF-beta)等。

对于实体瘤细胞疗法效果不佳另一部分原因是由于癌症特异性的T细胞难以运送到肿瘤组织中。Fred Hutchinson癌症研究中心的Smith等[14]设计了一种可移植的高分子生物聚合物"骨架"，这种“骨架”有许多微型小孔，可以将CAR-T细胞导入该“骨架”，然后帮助CAR-T细胞直接作用于实体肿瘤的表面。在移植胰腺癌和黑色素瘤的正常免疫小鼠模型的实验结果表明，搭载“骨架”的CAR-T细胞相比单独注射T细胞的能够更加有效地有效迁移并杀伤肿瘤。

CAR-T免疫治疗及其联合其他免疫疗法将是未来的发展趋势。但是相对于CAR-T免疫疗法在血液肿瘤里取得的骄人的成绩，其在实体肿瘤领域的研究仍旧进展缓慢。治疗中或者疗效不满意，或者毒副反应不能控制。这可能与实体瘤特有的免疫抑制微环境，以及所选择靶点不够特异有关。如何在实体肿瘤治疗中有所突破，是未来的重要方向。

[1]Morgan RA,et al.Cancer regression in patients after transfer of genetically engineered lymphocytes.Science,2006. 314(5796):126-9.

[2]Shiina S,et al.CAR T Cells Targeting Podoplanin Reduce Orthotopic Glioblastomas in Mouse Brains. Cancer Immunol Res,2016.4(3):259-68.

[7]Sampson JH,et al.EGFRvIII mCAR-modified T-cell therapy cures mice with established intracerebral glioma and generates host immunity against tumor-antigen loss.Clin Cancer Res,2014.20(4):972-84.

[3]Thomas S,et al.An Optimized GD2-Targeting Retroviral Cassette for More Potent and Safer Cellular Therapy of Neuroblastoma and Other Cancers.PLoS One,2016.11(3):e0152196.

[4]Louis CU,et al.Antitumor activity and long-term fate of chimeric antigen receptor-positive T cells in patients with neuroblastoma. Blood, 2011. 118(23):6050-6.

[5]Heczey A.Advances in chimeric antigen receptor immunotherapy for neuroblastoma. Discov Med,2013.16(90): 287-94.

[6]Brown CE,et al.Regression of Glioblastoma after Chimeric Antigen Receptor T-Cell Therapy.N Engl J Med,2016.375(26):2561-9.

[7]Zuccolotto G,et al.PSMA-specific CAR-engineered T cells eradicate disseminated prostate cancer in preclinical models.PLoS One, 2014. 9(10):e109427.

[8]Hillerdal V,et al.Systemic treatment with CAR-engineered T cells against PSCA delays subcutaneous tumor growth and prolongs survival of mice. BMC Cancer,2014.14: 30.

[9]Junghans RP,et al.Phase I Trial of Anti-PSMA Designer CAR-T Cells in Prostate Cancer: Possible Role for Interacting Interleukin 2-T Cell Pharmacodynamics as a Determinant of Clinical Response. Prostate,2016.76(14):1257-70.

[10]Wei X,et al.PSCA and MUC1 in non-small-cell lung cancer as targets of chimeric antigen receptor T cells.Oncoimmunolo gy,2017.6(3):e1284722.

[11]Liu H, et al.Targeting Alpha-Fetoprotein (AFP)-MHC Complex with CAR T-Cell Therapy for Liver Cancer.Clin Cancer Res,2017.23(2):478-488.

[12]Nishio N,et al.Armed oncolytic virus enhances immune functions of chimeric antigen receptor-modified T cells in solid tumors.Cancer Res,2014.74(18):5195-205.

[13]Gropper Y.et al.Culturing CTLs under Hypoxic Conditions Enhances Their Cytolysis and Improves Their Anti-tumor Function. Cell Rep,2017.20(11):2547-2555.

[14]Smith TT,et al. Biopolymers codelivering engineered T cells and STING agonists can eliminate heterogeneous tumors.J Clin Invest,2017.127(6):2176-2191.