嵌合抗原受体T 细胞免疫疗法治疗艾滋病及其他疾病的研究进展

曾紫微 彭爽 余维维 王敏

1 南华大学衡阳医学院长沙市第一医院研究生协作培养基地， 湖南衡阳 421001；2 长沙市第一医院艾滋病研究所，长沙 410005

抗病毒治疗（ART）的出现控制了HIV 的复制，但由于在急性感染期形成的病毒储存库，病毒难以从人体清除，而这也是目前艾滋病可以治疗但尚不能够彻底治愈的原因之一。 嵌合抗原受体T 细胞（CAR-T）免疫疗法在治疗血液系统疾病以及实体瘤方面卓有成效，为其治疗艾滋病提供了新的契机。 本综述概述了抗HIV CAR-T 免疫疗法的不同设计策略、效果、不良反应及可能的解决方法及在治疗其他疾病方面的应用等内容。

一、CAR-T 免疫疗法治疗艾滋病

1.设计策略

CAR-T 细胞是将单克隆抗体的抗原结合位点与T 细胞的信号激活机制结合，摆脱MHC 的限制，扩大细胞治疗的应用范围。 嵌合抗原受体的主要结构包括胞外、跨膜及胞内3个部分：胞外结构也称细胞外域，起着与抗原特异性结合的作用，跨膜部分为锚定受体的作用，而胞内部分即信号传导域，负责传输信号。细胞外域通常由单链可变抗体（ScFV）组成，跨膜部分主要来源于 CD28、CD8α 或 CD4，信号传导域由来自 T 细胞抗原受体（TCR）复合体的 CD3ζ 链组成。 利用上述特性， 研究人员设计了嵌合抗原受体来识别特定抗原，并且激活嵌合抗原受体表达的效应细胞。CAR-T 免疫疗法通常包括以下步骤：（1）从患者血液中分离出外周血单核细胞（PBMCs）；（2）用嵌合抗原受体载体转染 T 细胞；（3）表达嵌合抗原受体的T 细胞在体外扩增；（4） 对表达嵌合抗原受体的T 细胞进行质量评估后回输至患者体内。

20 世纪90 年代至今，抗HIV 特异性CAR-T 细胞已发展到第 4 代。 第 3 代 CAR-T 细胞则拥有两个共刺激域，在细胞持久性、细胞毒性以及长期生存等方面优于第2 代。 第4代CAR-T 细胞，即T 细胞重定向通用细胞因子介导的杀伤T细胞，将IL-12 基因添加至嵌合抗原受体盒中，故在嵌合抗原受体表达的同时，还存在着IL-12 的释放，这一结构特点增强了T 细胞的活化，并吸引及激活先天免疫细胞以消除靶向病变中的抗原阴性靶向细胞。 但有研究表明，基于CD4T 细胞为受体的嵌合抗原受体更易感染HIV，研究人员针对该问题设计出了基于广泛中和抗体（bNAbs）的ScFV。在约20%的HIV 感染者体内发现了bNAbs， 它能与HIV 的包膜糖蛋白（Env）特异性结合，有效中和大多数循环中的HIV，为设计bNAb-CAR 提供了基础。 Ali 等设计并研究了 7 个基于bNAbs 的 不 同 序 列 ， 包 括 10E8、3BNC117、PG9、PGT126、PGT128、VRC01 和 X5，发现病毒复制受到控制，并对 HIV 感染的细胞有激活及杀伤作用。Hale 等发现在没有HIV 复制的情况下，HIV 感染的细胞被基于bNAbs 的抗HIV CAR-T细胞特异性激活和杀死。基于ScFV 的嵌合抗原受体，其目标位点有CD4 结合位点、糖蛋白120 （gp120）的几种抗原、gp41的膜氧化区、富含甘露糖区和可变聚糖区等。 为了克服HIV 突变逃逸机制、提高亲和力以及特异性，研究者们设计出了双特异性和三特异性嵌合抗原受体。CD4-甘露糖结合凝集素（MBL） 嵌合抗原受体在与单独 CD4和 CD4抗 gp120 比较中，显示出最佳效力。 Anthony-Gonda 等利用双特异性和三特异性CAR-T 细胞在人源化小鼠模型中有效杀死了HIV 感染细胞，同时能够保护CAR-T 细胞免受感染。目前，至少有2 项用于消除潜伏性储存库的临床试验正在进行中：一项是使用改良的基于 bNAb 的 CAR-T 免疫疗法（NCT03240328）， 一项是使用基于 CD4 的 CAR-T 免疫疗法联合 CCR5 消融（NCT03617198）。

2.存在的问题和困难

（1）HIV 易感性

有研究表明， 基于CD4 的嵌合抗原受体使CAR-T 细胞易受 HIV 感染，其原因主要是在结合 CCR5 或 CXCR4 共受体蛋白之前，嵌合抗原受体中的胞外结构域（CD4 细胞或bNAb）可以替代天然CD4 细胞，从而能够感染CD8或CCR5T 细胞。配有 CD4ζCAR 病毒融合抑制剂（C46 肽）或利用短发夹RNA（shRNA）敲除 CCR5 并降解病毒 RNA，这两种方法都成功地使CD4ζCAR-T 细胞对HIV 感染产生耐药性， 并使得它们具有长期的持久性以及部分控制体内的HIV 感染。此外，有研究使用了几种基因组编辑技术，比如锌指核酸酶（ZFNs）、 转录激活因子样效应物核酸酶（TALENs）、CRISPR/CAS9 等来敲除T 细胞中的CCR5， 以赋予其对HIV 感染的永久耐受性。

（2）扩增困难

Scholler 等观察到基于 CD4细胞的 CAR-T 细胞在体内并未出现扩增现象，而CAR-T 细胞在治疗肿瘤时，同样存在着扩增困难的问题。 为此，Sockolosky 等对 IL-2 进行了设计， 避免了其他效应T 细胞受到刺激而扩增， 这使得CAR-T 细胞均匀表达效应增大，还延迟了效应T 细胞的分化和衰竭。 此外，Fraietta 等通过敲除甲基胞嘧啶双加氧酶2（TET2）基因来促进CAR-T 细胞的扩增。

（3）脱靶效应

CAR-T 细胞能够攻击HIV 感染细胞，但也能够攻击表达相同或相似靶抗原的其他健康细胞，这一现象称之为脱靶效应。 正常细胞可以表达CD19，而恶性B 细胞同样能够表达。 所幸， 目前尚无证据表明表达MHC-Ⅱ的细胞在与CD4 CAR-T 细胞结合后会出现细胞溶解的情况，而基于bNAb的CAR-T 免疫疗法甚至更安全，因为bNAb 是HIV 特异性靶向包膜糖蛋白。

（4）细胞因子释放综合征

当CAR-T 细胞输入人体， 它们与感染HIV 的细胞特异性结合后， 短时间内能够分泌大量的 TNF-α、IL-6 和 IFN-γ等，导致人体出现高热、肌肉酸痛、疲劳等症状，甚至可能出现低血压、气促乃至器官功能衰竭，这被称为细胞因子释放综合征 （CRS）， 多发生于输注 CAR-T 细胞后的 1 周内。 在CAR-T 细胞介导清除的过程中IL-6 水平明显升高，故将IL-6视为CRS 的标志性细胞因子。 CRS 期间IL-6 最重要的来源是PBMC，因此去除人单核细胞或托珠单抗阻断IL-6 受体均可预防CRS。

二、CAR-T 免疫疗法治疗其他疾病

许多研究显示，CAR-T 免疫疗法在治疗慢性乙型肝炎、恶性血液系统疾病、实体瘤等方面也同样有效。 对于治疗慢性乙型肝炎，研究方向多集中在第2 代CAR-T 细胞上。有研究以HBV 表面的 L、S 蛋白为靶点， 设计出 L-CAR 以及S-CAR 细胞，注入构建的小鼠模型中，结果表明这两种细胞均能裂解HBV 感染的细胞， 并且该过程仅有短暂的肝损伤甚至没有出现肝衰竭或是肝损伤，而最近设计出的针对于HBsAg 的CAR，即HBs-CAR 细胞，注入小鼠模型后，小鼠血浆HBsAg 和HBV DNA 水平显著降低，这些研究对于CAR疗法治疗慢性乙型肝炎提供了强有力的证据。

在血液肿瘤方面， 研究人员利用自体CD19 特异性CAR-T 细胞，实现了如慢性淋巴细胞白血病、急性淋巴细胞白血病（ALL）、弥漫大B 细胞淋巴瘤和滤泡性淋巴瘤、顽固性免疫化疗和移植或治疗后复发的完全缓解。 Zhang等设计了一种以OX40 为共刺激体的，针对难治性复发转移性B 淋巴瘤的CAR-T 细胞， 该项研究共纳入了5 例难治性复发转移性B 淋巴瘤患者，在经过CAR-T 免疫疗法后，所有患者症状均得到缓解，其中3 例达到部分缓解，2 例更是达到了完全缓解。 2017 年， 由诺华制药生产的 CAR-T 细胞Kymriah 以及凯特制药生产的Yescarta， 均已被美国FDA 批准用于B 细胞淋巴瘤的治疗。2021 年，美国食品药品监督管理局批准由Juno Therapeutics 公司开发的Breyanzi 上市，同年，由百时美施贵宝和Bluebird 公司开发的治疗复发或难治性多发性骨髓瘤的Abecma 也已被批准上市。

在实体瘤方面，CAR-T 多应用于儿童神经母细胞瘤、胃癌、肝癌、卵巢癌等疾病。 在一项由19 例儿童神经母细胞瘤患者参加的研究中，3 例患者出现完全缓解的情况，并且体内持续存在CAR-T 细胞。 有研究表明，1 例经过多次化疗的晚期卵巢浆液性腺癌患者， 在复发后使用了CAR-T 免疫疗法，肿瘤5 个月内无进展，患者生存时间达到了17 个月，未曾出现明显的不良反应。 在胃癌、肝癌等消化系统肿瘤中，患者经过CAR-T 免疫疗法后的效果也十分显著。

三、展望

CAR-T 免疫疗法作为细胞免疫治疗的一个重大突破，不论是在感染性疾病，还是在血液系统疾病、实体瘤等方面，其优势及有效性日益显现，带来了新的希望。 但不可否认的是，其存在的扩增困难、脱靶效应、细胞因子释放综合征等问题，阻碍着CAR-T 免疫疗法的进一步发展。 国内外对于CAR-T免疫疗法的研究越来越多， 相信在不久的将来，CAR-T 免疫疗法将发展得更加成熟，包括艾滋病在内的越来越多的疾病能够从中获益。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突