CAR-T细胞疗法：现状与未来展望

2024-06-04

细胞疗法免疫疗法

摘要：嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法在血液系统恶性肿瘤治疗中表现出显著的疗效，目前已有9种CAR-T细胞产品上市。此外，CAR-T细胞在将治疗应用扩展到实体瘤、心肌纤维化以及自身免疫和传染性疾病等不同领域展现出了有希望的潜力。尽管因此，目前的研究工作集中在解决这些问题上，以提高CAR-T细胞的安全性和有效性，并降低复发率。取得了这些进展，但与治疗相关的毒性反应和复发方面的重大挑战仍然存在。本文提供了CAR-T细胞疗法当前状态的全面概述，包括它们的成就、现有挑战和潜在的未来发展方向。 1. 引言嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法是一种绕过主要组织相容性复合体依赖的免疫耐受和肿瘤逃逸的过继细胞疗法；它针对广泛的抗原（蛋白质、碳水化合物和糖脂），并且比常规化疗具有更高的持久性，呈现出一种有希望的免疫疗法形式。它通过基因修饰来自患者或健康供者的T细胞来靶向癌细胞，满足当前精准和个性化医疗的趋势。CAR-T细胞在治疗B细胞恶性肿瘤方面显示出有希望的结果，目前已有9种针对B细胞恶性肿瘤或骨髓瘤的CAR-T细胞产品上市。CAR-T细胞具有不可忽视的毒性副作用，其中细胞因子释放综合征（CRS）和免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）最为常见。CAR-T细胞毒性的管理是CAR-T细胞疗法的一个重要方面。当前CAR-T细胞的发展继续减少毒性并提高疗效。 2. 现状 2.1 CAR-T细胞的结构和功能 CAR基本上由不同的部分构成：胞外、铰链、跨膜和胞内结构域。具体来说，胞外结构域，被称为抗原结合域，来源于单克隆抗体的可变重链（VH）和可变轻链（VL）。这些链通过柔性连接，形成一个单链可变片段（scFv），主要用于促进对肿瘤细胞表面的相关抗原的识别。VH和VL链之间的相互作用以及决定互补性的区域的相对位置可以影响CAR对目标抗原的亲和力和特异性。铰链或间隔区域是胞外结构的一部分，从跨膜域延伸到结合单元。其作用与CAR-T细胞的功能有关，除了连接胞外和跨膜结构域之外。Okuno等人发现，铰链区域长度的修改有助于区分正常细胞和肿瘤细胞。此外，降低铰链区域的灵活性可以减轻CAR-T细胞的过度激活，并在高肿瘤负荷下提高存活率。跨膜结构域作为胞内间隔的信号通道，通常来源于CD3-ζ、CD4、CD8或CD28分子。其主要功能是将CAR分子锚定到T细胞膜上，研究表明它通过控制CAR表达的水平和稳定性来调节CAR信号，这在信号或突触形成中起作用，并与内源性信号分子的二聚体形成相关。胞内结构域主要由共刺激域和信号转导区域组成。在CAR工程中，CAR共刺激的含义是一个重要的焦点，最终目标是制造优化胞内结构域功能的CAR架构（图1）。图1. CAR的五代。第一代CAR-T细胞结构仅包含1个抗原识别域，scFv，一个铰链区，一个跨膜域和细胞内激活域，而第二代CAR-T细胞有额外的共刺激域，第三代CAR-T细胞有2种不同的共刺激域。第四代CAR-T细胞通过修改分泌细胞因子。第五代CAR-T细胞是CAR-T细胞的最新一代，具有更高的安全性和可控性。CAR = 嵌合抗原受体，IL = 干扰素。 2.2 CAR-T细胞的发展不同代的CAR-T细胞具有相同的基本结构。它们主要在胞内结构域以及引入的细胞因子和配体方面有所不同。第一代CAR-T细胞具有最简单的结构，仅包含抗原识别域、scFv、铰链区、跨膜域和胞内CD3-ζ激活域。缺乏共刺激域导致在临床试验中存活时间显著缩短，限制了细胞毒性潜力。将诸如CD28或4-1BB等共刺激域整合到第一代CAR-T细胞中，构成了第二代CAR-T细胞的出现，增强了增殖能力和细胞因子分泌。目前，所有商业化的CAR-T细胞产品都是第二代的。第三代CAR-T细胞设计包含一个双重共刺激框架，结合了不同的分子，即CD28和4-1BB。理论上，这种配置与第二代相比具有更高的细胞毒性和更长的治疗有效性。然而，目前的证据并不支持它们与第二代产品相比在临床上的优越性能。第四代CAR-T细胞，通常被称为TRUCK或装甲CAR-T细胞，通过细胞因子分泌如白介素（IL）-12，或表达抗-PD-1抗体或自杀基因来增强治疗潜力。这种增强通过绕过抑制因素提高了CAR-T细胞的疗效。与其第二代对应物相比，第四代CAR-T细胞表现出增强的扩张动力学、提高的效力和对抑制影响的增加抵抗力。超越第四代，第五代CAR-T细胞在第二代CARs的基础上增加了IL-2受体β（IL-2Rβ）链在CD3-ζ和CD28或4-1BB之间，提供了一个STAT3结合位点，激活JAK-STAT信号传导。通用CAR-T（UCAR-T）细胞，来自健康供体，通过生物素结合免疫受体或分裂、通用、可编程CARs基因编辑来破坏T细胞受体（TCR）和人类白细胞抗原I类基因，能够识别广泛的抗原。新兴技术，如逻辑门控，越来越多地被应用于CAR-T细胞的设计，以克服传统CAR-T（C-CAR-T）细胞的缺陷并提高其安全性和有效性。 2.3 CAR-T细胞的制造 CAR-T细胞的生成涉及一系列的过程。最初步骤中，T细胞是从患者或供体的外周血中获取的。与造血干细胞移植（HSCT）中的外周血干细胞收集一样，自体CAR-T细胞的获取由于患者同时存在的细胞减少症和受损的T细胞功能而面临独特的障碍。这阻碍了T细胞的有效回收，并为CAR-T细胞的高效获取带来了重大挑战。孤立的单克隆经过基因修饰以表达CAR，然后进行扩增。随后，修饰后的产品被冷冻保存并运输到医院进行给药。患者通常接受淋巴细胞耗竭化疗，也称为调节化疗，这增强了有利的细胞因子环境，同时减少了免疫抑制细胞。调节化疗对淋巴细胞计数的影响与CAR-T细胞的最佳疗效相关且必要。然后重新输注CAR-T细胞，它们专门识别目标抗原并在体内迅速增殖以发挥抗肿瘤作用。在重新输注期间以及随后的2至3周内，必须对患者的生命体征进行持续监测，以便及时检测和干预任何潜在的毒性不良反应，包括CRS和ICANS。此外，应对CAR-T治疗的疗效进行全面的长期随访评估。 2.4 CAR-T细胞治疗的临床应用目前，CAR-T细胞治疗主要用于国内外市场上的血液肿瘤。其中，6种产品使用抗CD19 CAR-T细胞，针对复发或难治性（R/R）B细胞淋巴瘤和B细胞急性淋巴细胞性白血病（B-ALL），其余三种产品采用抗B细胞成熟抗原（BCMA）CAR-T细胞治疗R/R多发性骨髓瘤（MM）（表1）。 2.4.1 弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）是非霍奇金淋巴瘤（NHL）中最常见的侵袭性类型，其一线治疗方案为R-CHOP（利妥昔单抗联合环磷酰胺、阿霉素、长春新碱和泼尼松的免疫化疗），实现了70%至80%的缓解率。然而，30%至40%的患者对治疗无反应或复发，导致预后不佳，2年总生存率（OS）仅为20%至40%。CAR-T细胞疗法的开发和应用为R/R DLBCL的治疗提供了新的希望。抗CD19 CAR-T细胞疗法是第三线治疗的金标准，并且作为R-CHOP治疗后难治性或早期复发的第二线治疗正在迅速发展。目前，有3种CAR-T产品上市用于DLBCL治疗：axicabtagene ciloleucel（axi-cel cel）、tisagenlecleucel（tisa-cel cel）和lisocabtagene maraleucel（liso-cel cel）。美国食品药品监督管理局（FDA）分别在2017年和2018年批准了axi-cel cel和tisa-cel cel用于治疗高级别B细胞淋巴瘤或DLBCL，这些患者复发或之前已经接受过2种或更多化疗方案的治疗。Liso-cel cel在2021年获得批准。一系列临床试验和现实世界证据已经证明了CAR-T细胞疗法在治疗R/R DLBCL中的有效性。ZUMA-1试验显示，axi-cel cel的客观缓解率（ORR）为83%，完全缓解（CR）率为53%，在大量预处理的大B细胞淋巴瘤（LBCL）患者中，中位OS超过2年。5年随访结果显示，中位OS为25.8个月，5年OS率为42.6%。ZUMA-7试验使用axi-cel cel与标准护理（SOC）作为R/R LBCL患者的二线治疗，并显示axi-cel cel和SOC组的中位无事件生存期（EFS）分别为8.3个月和2.0个月，ORR分别为83%和50%，CR率分别为65%和32%。ZUMA-12是第一个评估axi-cel cel作为高风险LBCL一线方案的研究，ORR为89%，CR率为78%。美国淋巴瘤CAR-T联盟的研究报告了axi-cel cel在批准适应症的标准护理环境中的ORR为82%，CR率为64%。在美国，一项关于axi-cel cel治疗LBCL的研究报告显示，ORR为73%，CR率为56%。中位OS和无进展生存期（PFS）分别为21.8个月和8.6个月。 2.4.2 急性淋巴细胞白血病（ALL）在儿童中表现出高治愈率，5年总生存（OS）率超过90%，但成人的长期生存率仅为35%至45%，大多数复发是由于化疗耐药性。对于复发/难治性（R/R）ALL亚型，预后比原发性ALL要差得多，长期OS率为15%至50%。近年来，CAR-T细胞疗法在治疗R/R ALL方面取得了良好进展，研究最多的靶点是CD19。2017年8月，FDA批准了首个CD19-CAR-T细胞产品，即tisa-cel cel，用于儿童和青少年ALL的治疗。在一项tisa-cel的单中心I-IIa期研究中，3个月时的总缓解率为81%，6个月时的无事件和OS率分别为73%和90%。与CD19一样，CD22也是ALL中研究得非常充分的靶点。在患有B-ALL的成人和儿童中，90%表达CD22。一项CD22+ CAR-T细胞的I期研究显示了剂量依赖性的完全缓解（CR）率，接受较高剂量的患者中有73%达到了CR。一项更大型的研究表明，使用抗CD22 CAR-T细胞的安全性和可行性。CRS的发生率是86.2%，90%为1-2级CRS，轻度短暂的神经毒性症状，CR率为70%。中位OS率为13.4个月。管理与CAR-T细胞治疗R/R B-ALL相关的毒性反应和复发仍然是一个挑战。此外，需要更长时间的随访以获取更多临床数据，以确认其长期疗效。 2.4.3 多发性骨髓瘤 MM在很大程度上是不治之症，几乎所有患者最终都会复发，随着治疗选择的使用，缓解时间缩短。CAR-T细胞治疗是针对R/R骨髓瘤患者的有希望的新治疗选择。最广泛研究的MM CAR-T细胞靶点是BCMA，肿瘤坏死因子受体超家族(TNFRSF17)的成员，其在浆细胞中而非造血干细胞中的优先表达使其成为理想的抗原靶点。2021年3月和2022年2月，FDA批准了2种抗BCMA CAR-T细胞产品用于MM治疗：ide-cel ide-cel/Abecma和cilta-cel cel。2023年6月，国家药品监督管理局批准了第三种CAR-T细胞产品CT103A用于MM治疗。II期研究显示，接受ide-cel ide-cel治疗的患者中有73%的反应率，33%的CR率，中位PFS为8.8个月。在最新的III期试验中，中位PFS分别为13.3和4.4个月，反应率分别为71%和42%，在ide-cel和标准方案组中。设计用于评估cilta-cel cel安全性和临床活性的Ib/II期试验显示，总反应率为97%，CR率为67%，常见不良事件，CRS的发生率为95%；仅有9%的严重CRS，大约60%的患者在2年内没有疾病进展。FUMANBA-1试验的CT103A显示，ORR为95%，部分反应为4%，具有良好的安全性。在2023年ASCO年会上提出的更新数据显示治疗疗效显著提高。总反应率飙升至96.0%，显著的严格CR（sCR）率为74.3%。令人印象深刻的是，之前接受过CAR-T细胞治疗的12名受试者中有9人实现了缓解，其中5人实现了sCR，其中4人维持sCR超过18个月。需要进一步的研究来验证这些发现。除了BCMA，还发现了其他靶点，包括CD138、CD38、CD19、GPRC5D、SLAMF7(CS1)、APRIL、TACI、CD229、CD56、MUC1、NKG2D配体、整合素b7、κ轻链、FcRH5、CCR10和CD44v6。POLARIS是第一个针对GPRC5D靶向CAR-T细胞(OriCAR-017)的人类、单中心、单臂、第一臂试验，专门招募中国患者，结果显示总反应率为100%，CR率为60%，没有严重的不良反应。 O’Neal等人开发了针对CS1(SLAMF7)的CAR-T细胞，尽管CD8+ CS1表达的CAR-T细胞杀死了CD8+ CS1细胞，但在高肿瘤负荷的骨髓瘤模型中显示出疗效。一项针对BCMA和CD38的人类化双特异性BM38 CAR-T细胞的I期试验显示，反应率为87%，CR率为52%，中位PFS为17.2个月。表1 九种CAR-T细胞产品 CAR-T生产靶标应用Kymriah（tisagenlecleucel，tisa-cel）CD19复发/难治性B-ALL，复发/难治性DLBCL Yescarta（axicabtagene ciloleucel，axi-cel）CD19复发/难治性DLBCL Tecartus（brexucabtagene autoleucel）CD19复发/难治性MCL，复发/难治性B-ALL Abecma（idecabtagene vicleucel，ide-cel）BCMA复发/难治性MM Breyanzi（lisocabtagene maraleucel，liso-cel）CD19复发/难治性DLBCL Axicabtagene ciloleucel CD19复发/难治性DLBCL Relmacabtagene autoleucel CD19复发/难治性DLBCL；Carvykti（ciltacabtagene autoleucel，cilta-cel）BCMA复发/难治性MM CT103A，IBI326 BCMA复发/难治性MM CAR = 嵌合抗原受体，R/R B-ALL = 复发/难治性B细胞急性淋巴细胞性白血病，R/R DLBCL = 复发/难治性弥漫大B细胞淋巴瘤，R/R MCL = 复发/难治性套细胞淋巴瘤，R/R MM = 复发/难治性多发性骨髓瘤。目前CAR-T细胞治疗通常用于MM治疗的后期；制备过程缓慢且成本高，一些患者不可避免地会复发。探索新靶标以减少CAR-T细胞毒性并提高其安全性是未来发展的方向。 2.4.4 套细胞淋巴瘤除了一些接受异体骨髓（BM）移植的患者外，套细胞淋巴瘤（MCL）的治愈性是不确定的。标准化疗后的预后较差，中位生存期约为3年，长期无病生存罕见。CAR-T细胞治疗是一种新的有价值的治疗方式。目前市场上针对R/R MCL的CAR-T细胞产品是brexucabtagene autoleucel。ZUMA-2，一项II期多中心临床研究，在所有68名接受治疗的患者中，客观反应率为91%，完全反应为68%，中位随访时间为35.6个月。TRANSCEND研究报告称，接受liso-cel cel治疗的R/R MCL患者中，ORR为84%，CR为59%。 2.5 不良反应和毒性 2.5.1 细胞因子释放综合征 CRS是CAR-T细胞治疗中最常见的不良反应，是由CAR-T细胞在结合相应靶抗原时释放的炎症细胞因子和趋化因子触发的炎症状态。在接受CAR-T细胞治疗的血液系统恶性肿瘤患者中，CRS的发生率是55.3%。美国移植和细胞治疗学会（ASTCT）将CRS定义为“任何免疫治疗后，由于内源性或输注的T细胞和其他免疫效应细胞的激活或参与，而产生的超生理反应。”CRS的发病机制目前尚不清楚。IL-6和IL-1，由单核细胞、巨噬细胞和树突细胞产生，在其中起关键作用。研究发现CAR-T细胞激活了gasmdermin E（GSDME）来介导细胞焦化，并通过大量释放穿孔素和颗粒酶B，随后引发CRS。动物实验表明，敲除GSDME、破坏巨噬细胞或阻断GSDMD的激活可以防止CRS的发展。症状可能是渐进的，首先是发烧，这可能发生在细胞输注后的几小时或几天内，以及低血压、毛细血管渗漏（缺氧）和终末器官功能障碍。其他症状类似于流感，包括肌肉痛、头痛、僵硬、不适和食欲不振。低级别的CRS是自限性的，而其他患者可能会出现低血压、败血症和毛细血管渗漏综合征，这些症状会因休克、播散性血管内凝血（DIC）和多器官衰竭而进一步恶化。其进展和严重程度通常被认为与疾病负担、CAR结构和剂量、淋巴耗竭调节方案等因素有关。CRS的持续时间不同，取决于干预措施，通常在CAR-T细胞输注后2至3周完全解决。管理CRS最重要的一步是仅在能够忍受CRS的患者中使用CAR-T细胞治疗，并提供适当的支持性护理和干预措施，包括直接靶向和非特异性免疫抑制策略，基于患者和CAR-T细胞产品。托珠单抗，一种IL-6受体拮抗剂，是FDA批准的用于CAR-T细胞相关CRS的唯一治疗方法。一些研究表明，早期使用托珠单抗和/或皮质类固醇治疗可降低3级或更高级别 2.5.2 免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）是CAR-T细胞疗法中另一种常见的不良反应，它可以与CRS同时发生、在CRS之后发生或独立于CRS发生。在血液系统恶性肿瘤患者中，有37.2%在接受CAR-T细胞治疗后会发生神经毒性。ICANS被ASTCT定义为“一种疾病，其病理过程涉及中枢神经系统，导致内源性或输注的T细胞和其他免疫效应细胞在任何免疫疗法后的激活或参与。”早期表现可能包括表达性失语和书写变化，随后进展为意识水平改变、昏迷、癫痫发作、虚弱和脑水肿。这一发生的机制尚不清楚。研究表明，脑壁细胞中CD19的表达是CAR-T细胞治疗中发生的神经毒性的原因，这表明了针对CD19导向治疗中的神经毒性的靶向机制。ICANS的治疗选择包括禁食、保持水化、营养支持疗法和改进的神经系统检查。糖皮质激素被认为是ICANS快速缓解的首选一线治疗。对于类固醇难治性ICANS，可以使用阿那白介素。这在统计上显著且迅速减少了发热、炎症细胞因子和与ICANS/CRS相关的生物标志物。对于有癫痫发作或中枢神经系统（CNS）疾病史的患者，可以使用左乙拉西坦预防。苯二氮卓类药物和额外的抗癫痫药物（左乙拉西坦和苯巴比妥）被推荐用于治疗活动性癫痫发作。ICANS是CAR-T细胞疗法的常见并发症，症状逐渐进展，早期诊断和预防是其管理的重要工具。不断改进控制不良反应的措施可以进一步突出CAR-T细胞疗法的优势。 2.5.3 其他相关毒性严重的靶向肿瘤外毒性（OTOT）经常发生在CAR-T细胞治疗实体瘤的临床试验中，其主要机制是CAR-T细胞介导的正常细胞的识别和裂解，这些细胞表达目标抗原。尽管CAR-T细胞目前针对实体瘤的主要靶标是肿瘤相关抗原（TAAs），但它们也在非恶性组织中表达。当前减轻OTOT的策略包括：（1）修改CAR组分，提高CAR-T细胞对肿瘤细胞的特异性识别；（2）通过逻辑门控开关减少CAR-T细胞的毒性，提高细胞死亡的特异性；（3）使用药物通过调节其信号通路或CAR表达水平来限制CAR-T细胞的功能。由于针对正常细胞的抗CD19 CAR-T细胞的靶向非肿瘤效应，经常发生B细胞发育异常，导致低丙种球蛋白血症和随后的频繁感染表现。在接受针对B-ALL的抗CD19 CAR-T细胞治疗后，有报道称B细胞发育异常可长达5年。感染在接受CAR-T细胞治疗后非常常见，大多数发生在1至2年内，感染发生率约为55%。在CRS反应期间，合并感染的死亡率很高；因此，感染预防和控制是CAR-T细胞治疗的最高优先事项。血细胞减少症包括贫血、血小板减少症、白细胞减少症和中性粒细胞减少症。此外，CAR-T细胞治疗还会引起不良反应，包括播散性血管内凝血（DIC）、噬血细胞综合征、肿瘤溶解综合征和移植物抗宿主病（GVHD）。 2.6 复发在接受CAR-T细胞治疗的B细胞恶性肿瘤患者中，复发被定义为通过T细胞输注实现CR后肿瘤细胞的持续存在。大约40%至60%的患者会发生复发；在R/R ALL中，30%至60%的患者在接受CAR-T细胞治疗后复发，其中10%至20%是CD19阴性复发。CAR-T细胞治疗失败最常归因于抗原逃逸，即抗原阴性复发；然而，抗原阳性复发也经常发生，这可能与CAR-T细胞的内在因素有关。因此，肿瘤细胞本身、肿瘤微环境（TME）和CAR-T细胞可能会影响复发。肿瘤细胞的固有异质性为肿瘤的克隆进化和恶性进展奠定了基础。在CAR-T细胞输注之前，表达低或阴性抗原的肿瘤细胞可能会逃逸并发生二次克隆扩张。输注后CAR-T细胞在体内的功能受损和持久性减少也可能导致复发。CD19外显子3中的点突变可以影响CD19 FMC63 CAR-T细胞识别的表位，并在患有高级别B细胞淋巴瘤的患者中诱导CD19阳性复发。大多数CAR中的单链可变片段（scFv）来源于小鼠，具有高抗原性、低持久性和高复发率。 3. 未来发展方向 3.1 应用扩展针对血液恶性肿瘤，包括霍奇金淋巴瘤（HL）、T细胞淋巴瘤和急性髓系白血病（AML）的CAR-T细胞治疗仍处于探索阶段。尽管CAR-T细胞治疗的适用范围几乎涵盖所有肿瘤类型，但其临床应用仍受到肿瘤抗原多样性和TME异质性的挑战的制约。因此，将CAR-T细胞治疗转化为这些疾病的临床实践尚未实现。此外，CAR-T细胞的应用已经扩展到非肿瘤性疾病，如自身免疫性疾病、HIV等感染性疾病和心肌纤维化。 3.1.1 霍奇金淋巴瘤 HL是一种B细胞淋巴瘤，其特点是TME中恶性细胞数量少，免疫效应细胞数量多。HL的发病率较低，在英美两国大约为每10万人中有2.7到2.8例，男性发病率高于女性，最高发病率在年轻人和60岁以上的个体中。大多数经典HL患者可以通过一线治疗治愈；然而，大约15%的患者会在初次治疗反应后发展为原发性难治性疾病或复发。对于一线治疗失败的患者，SOC是大剂量化疗后进行自体HSCT；大约50%的患者会在移植后复发，预后较差。针对HL的抗CD30 CAR-T细胞已进入临床试验，并且在一项I期研究中，7名复发HL患者中没有观察到任何毒性。一位患者在接受第二次输注后发展为完全反应（>2年）。Ramos等人进行了两项平行的I/II期临床试验，总体ORR为62%，没有剂量限制毒性，轻度血液学毒性，CRS发生率为24%。 3.1.2 T细胞恶性肿瘤 T细胞恶性肿瘤是一类异质性肿瘤的广泛谱系，包括前体T细胞恶性肿瘤，如T淋巴母细胞性白血病/淋巴瘤（T-ALL/LBL），以及成熟的T细胞恶性肿瘤，如T细胞大颗粒淋巴细胞白血病、成人T细胞白血病/淋巴瘤、T细胞前淋巴细胞白血病和许多外周T细胞淋巴瘤（PTCLs）。T-ALL是一种淋巴系统的恶性肿瘤，占儿童ALL病例的10%至15%，成人病例的大约25%。T淋巴细胞性淋巴瘤（T细胞淋巴瘤）是一种NHL，其生物学特征与T-ALL相似，被归类为皮肤T细胞淋巴瘤或PTCL。在T细胞淋巴瘤中，预后较差，通常是由于药物抗性和患者对化疗方案的不耐受。与B细胞恶性肿瘤的情况不同，CAR-T细胞治疗在对抗恶性T细胞自我破坏、T细胞再生和产品污染方面面临挑战。针对T细胞恶性肿瘤，有许多CAR-T细胞靶标，包括CD7、CD7、CD99和Vβ8，所有这些都目前处于研究阶段。CD7是一种跨膜糖蛋白，属于免疫球蛋白超家族，在T-ALL和T细胞淋巴瘤中高度表达。Lu等人报告了一项开放式、单臂I期临床试验，使用自然选择的CD7 CAR-T（NS7CAR）CD7 CAR-T（NS7CAR）。在20名患有R/R T-ALL和T细胞淋巴瘤的患者中，19名在第28天的骨髓中实现了MRD阴性CR，14名在接受NS7CAR输注后接受了异体HSCT，并且至今没有复发。只有1名患者发生了3级CRS。89 2022年9月，Hu等人报告了一项使用CD7通用CAR-T细胞治疗T细胞恶性肿瘤的I期临床试验，11名可评估患者的总体反应率为81.8%，完全反应率为63.6%，没有剂量限制毒性、GVHD、ICANS或严重的CRS（≥3级）。Shi等人报告了在T-ALL中使用抗CD99 CAR-T细胞，并显示出体外和体内对肿瘤细胞的有效抑制增殖和诱导凋亡，同时对正常细胞没有细胞毒性。Li等人报告说，抗Vβ8 CAR-T细胞能够识别并杀死所有由克隆扩增产生的Vβ8+恶性T细胞，同时保留恶性或健康的Vβ8-T细胞，从而实现足够的T细胞介导的细胞免疫。 3.1.3 急性髓系白血病 AML是一种异质性的血液系统恶性肿瘤，是成人最常见的急性白血病形式。它的特点是髓母细胞在外周血、骨髓和/或其他组织中的克隆性扩张。93 在美国，AML的年发病率为每10万人中有4.3例，男性略高于女性。AML占所有亚型白血病死亡的高达62%。94 常规化疗后，年轻成人的复发率为10%至60%，老年人AML的复发率在年轻成人中为10%至60%，在60岁以上人群中为40%至60%，5年患者生存率约为27.4%。Jetani等人开发了一种针对Siglec-6的CAR-T细胞，在临床前模型研究中显示出对白血病有反应，并能在异种AML模型中诱导完全肿瘤缓解。Hebbar等人报告了一种GRP78-CAR-T细胞，在体内对AML有显著的抗白血病活性，且对造血祖细胞无毒性。CLL-1 CAR-T细胞的I期研究显示，完全缓解(CR)/不完全血液学恢复的完全缓解(CRi)率为70%，总生存(OS)率为60%。所有患者都经历了CRS，但没有神经毒性。Sugita等人评估了异基因基因编辑的CAR-T细胞对AML治疗的潜力。UCART123在体内外均有效消除AML，对正常细胞没有显著影响。一项针对自体抗CLL-1 CAR-T细胞的I/II期临床试验显示，在8名复发/难治性AML儿童中，有4人达到了无白血病的形态学状态，没有最小残留疾病，1人达到了CR。Wu等人报告了一项针对AML的抗CD70 CAR-T细胞的临床前研究，显示出与CD70+ AML细胞系共培养时的强细胞毒性和在小鼠模型中的强抗白血病活性。然而，这并没有在体内完全消除白血病。目前，尚未确定AML的理想CAR-T细胞靶标。最近的研究提出了使用单细胞转录组分析来预测在恶性细胞而非健康细胞（包括T细胞）上表达的靶抗原，以开发新的AML治疗CAR-T细胞。利用公开的RNA测序数据，包括来自15名AML患者的超过50万个单细胞和9名健康患者的组织，研究人员计算鉴定了2个潜在的新靶标，CSF1R和CD86。CSF1R-CAR-T和CD86-CAR-T细胞在AML细胞系和人源AML模型中的功能验证试验中显示出强大的疗效。 3.1.4 实体瘤 CAR-T细胞治疗的适应症多样，几乎涵盖了每种肿瘤类型。主要挑战可以概括为三个主要组成部分：识别、迁移和存活。实体瘤抗原异质性阻碍了肿瘤细胞特异性抗原的识别。相比之下，免疫抑制性TME干扰了T细胞的活性，包括分化和耗竭。之前的一项研究表明，抗GPC3-CAR-T细胞在原发性人类肝细胞异种移植模型中有效地抑制并消除了肿瘤。Cao等人开发了一种新型双特异性GPC3-BiTE CAR，与单靶点CAR-T细胞相比，在体外功能分析中显示出更好的抗肿瘤活性，并克服了由抗原异质性引起的肿瘤逃逸。Moghimi等人开发了一种GD2/B7H3 CAR-T细胞模型，证明了在抑制神经母细胞瘤生长和增加体内持久性方面的高特异性。CLDN18.2靶向CAR-T细胞（CT041）在胃肠道癌症中的I期中期试验显示，总响应率和疾病控制率分别为48.6%和73.0%。所有患者都经历了≥3级血液学毒性，没有观察到≥3级CRS或神经毒性。Meister等人开发了一种多功能mRNA基础的CAR-T细胞，显示出对胶质瘤的强烈抗肿瘤活性，在体内外试验中没有显示出毒性。Li等人开发了一种合成锌指转录调节因子，synZiFTR，通过编程药物依赖的、交付后控制体内T细胞抗肿瘤活性，调节CAR-T细胞在异种移植血液肿瘤模型中的体内疗效。他莫昔芬诱导的synZiFTR在体外以剂量和时间依赖性方式调节细胞因子的表达，包括IL-2和IL-12，安全且可控地增强了CAR-T的疗效。随后，Allen等人设计了一种增强型Notch受体包含CAR-T细胞，并表明工程化的synNotch诱导的IL-2电路在局部产生IL-2，推动CAR或TCR T细胞有效地渗透到胰腺癌和黑色素瘤的免疫排斥肿瘤模型中，增强免疫细胞渗透并减少系统毒性。一项临床前研究发现，局部注射靶向间皮素的CAR-T细胞在小鼠中清除了残留的肿瘤组织，没有显著的毒副作用。 3.1.5 心肌纤维化心血管疾病约占全球所有死亡的31%，几乎所有与心力衰竭相关的心脏病都涉及心肌纤维化。以过量的细胞外基质蛋白沉积为特征的纤维化，是对慢性炎症的基本病理反应，在心血管疾病发展中具有重要的病理生理学意义。心肌纤维化的治疗策略仍处于研究阶段，CAR-T细胞治疗已取得显著进展。Rurik等人开发了一种在体内生成瞬时工程化CAR-T细胞的方法，该方法逆转了纤维化并在体外显著改善了心力衰竭。这不仅为心肌纤维化，也为其他纤维性疾病提供了可能性。然而，需要进一步的研究来验证安全性和有效性。 3.1.6 自身免疫疾病自身免疫疾病源于免疫系统攻击身体自身的组织，通常被分类为器官特异性或系统性。目前的常规治疗包括非甾体抗炎药、糖皮质激素和疾病修饰性抗风湿药物；然而，彻底消除疾病已被证明是难以捉摸的。CAR修饰的T细胞可以杀死自身免疫疾病中的异常免疫细胞，如B细胞或分泌抗体的浆细胞，提供了潜在的治愈方法。Mougiakakos等人报告了使用自体CD19 CAR-T细胞成功治疗了一名患有严重难治性系统性红斑狼疮（SLE）的患者，该患者出现了活动性狼疮性肾炎，实现了血清学和临床缓解以及SLE疾病活动指数（DAI）评分从基线的16降至随访时的0，没有不良事件。随后，Mackensen等人报告了5名患有难治性SLE的患者接受了CAR-T细胞治疗。所有患者在3个月时实现了SLE缓解，中位SLE DAI评分为0，并实现了无药物缓解，在随访时没有观察到复发；他们也很好地耐受了CAR-T细胞治疗，没有或只有轻微的不良效应。这些数据表明，CD19+ CAR-T细胞移植是可行的、可容忍的，并有效治疗SLE。Müller等人报告了第二种自身免疫疾病通过CAR-T抗合成酶抗体综合征得到了治愈。经过6个月的CART细胞治疗，磁共振成像显示肌炎病变完全消退，肺炎消失，并实现了无药物缓解。目前，缺乏关于CAR-T细胞治疗在自身免疫疾病背景下有效性的全面长期数据。临床应用主要仍处于调查阶段，有限的病例正在进行临床试验，因此需要继续评估安全性和长期结果。尽管如此，这些有希望的结果突出了CAR-T细胞治疗作为自身免疫疾病治愈措施的潜力。 3.1.7 传染病在传染病中，艾滋病是CAR-T细胞治疗研究的主要焦点。这种疾病没有治愈方法，患者需要终身服药。尽管抗逆转录病毒疗法的出现大大减少了与HIV感染相关的发病率和死亡率，但在潜伏感染的细胞中需要终身坚持治疗的稳定的HIV储库，中断抗逆转录病毒疗法可能导致病毒的快速重新激活。Liu等人开发了一种源自广泛中和抗体的CAR-T细胞治疗，产生针对HIV-1感染细胞的特异性细胞毒性活性，并有效地去除了HIV重新激活的感染 CD4+ T淋巴细胞。最近的研究显示，通过外周静脉注射抗HIV duoCAR-T细胞可以定位到人源化小鼠脾脏中的活跃HIV感染部位，并消除了原发性HIV感染的细胞。 3.2 新靶标目前，CAR-T细胞治疗在AML、HL、T细胞恶性肿瘤和实体瘤方面仍处于研究阶段，除了在B细胞恶性肿瘤方面的成功之外。人们希望新靶标的开发将有助于推进CAR-T细胞治疗在这些疾病治疗中的发展。例如，CD5+ CAR在针对各种T细胞癌症的临床前研究中已经显示出有效性。Feng等人开发了CD5-IL15/IL15sushi CAR-T细胞，这些细胞足以在几周内消除中枢神经系统淋巴细胞，并且患者只经历了短暂的T细胞发育不良事件。这些结果表明，这可能是T细胞恶性肿瘤的安全有效治疗方法，特别是那些涉及中枢神经系统的癌症。表皮生长因子受体（EGFR）在三阴性乳腺癌（TNBC）中高度表达，可能是相关的免疫治疗靶标；针对EGFR的CAR-T细胞在体内外对TNBC显示出强大且特异性的抗肿瘤活性。另一项研究表明，第二代针对EGFR的CAR-T细胞在小鼠中有效地根除了TNBC脑转移并提高了它们的生存率，进一步突出了EGFR作为TNBC治疗的有希望的靶标。单靶点CAR-T细胞通常会遇到诸如抗原逃逸和克隆阴性复发等问题。针对两个或更多肿瘤相关分子的靶向不仅可以防止肿瘤细胞的免疫逃逸，还可以克服实体瘤中的抗原异质性。针对CD19和CD22的双价CD19/CD22-4-1BB CAR-T细胞在20名R/R B-ALL患者的I期剂量递增试验中显示出60%的CR率和80%的骨髓CR率双特异性CAR-T细胞，靶向BCMA和CD38，在临床试验中显示出87.5%的响应率和81.3%的严格完全缓解率，复发率低且CRS可控。田等人开发了一种BiCisCAR-T细胞系，同时靶向GPC2和CD276，能够通过靶向多种肿瘤相关抗原（TAAs）和实体肿瘤中的抗原异质性来克服神经母细胞瘤中的神经抗原异质性。戴等人表明，CD5/CD7双特异性CAR-T细胞在体外展现出良好的肿瘤杀伤能力和在持续抗原刺激下的增殖。此外，串联双靶向CAR比并行双靶向CAR在活性和防止肿瘤逃逸方面更有效（见图2）。 3.3 新的CAR设计自杀基因切换可以消除体内的CAR-T细胞并防止潜在的危及生命的不良事件。基因组编辑技术是推动CAR-T细胞治疗进展的重要驱动力。诱导型半胱氨酸蛋白酶9（iC9）是一种自杀基因，可被一种惰性小生物分子AP1903激活。在CAR构建设计中包含iC9可以作为一个有效的安全开关来控制恶性CAR+ B细胞。布尔逻辑门控开关是数学运算符“如果/那么”，“和”，“或”和“非”。在CAR-T细胞设计中使用逻辑门控开关可以进一步控制它们的激活，提高细胞杀伤的特异性，并减少毒性副作用。针对癌胚抗原和间皮素的逻辑门控CAR-T细胞显示出对同时表达两种抗原的肿瘤细胞的特异性毒性，而不会影响单一抗原阳性肿瘤细胞的生长。图2. CAR-T领域的发展方向（A）B细胞白血病/淋巴瘤、T细胞白血病/淋巴瘤、AML、HL、MM和实体瘤的CAR-T细胞治疗的新靶标；（B）利用自杀或逻辑门控开关改进CAR-T细胞设计，提高其安全性和可控性；（C）CAR-T细胞与免疫检查点抑制剂、溶瘤病毒或放疗的联合应用；（D）下一代CAR-T细胞，包括通用CAR-T、CAR-NK、CAR-MΦ和CAR-γδ T。AML = 急性髓系白血病，CAR = 嵌合抗原受体，CAR-MΦ = CAR巨噬细胞，HL = 霍奇金淋巴瘤，MM = 多发性骨髓瘤，NK = 自然杀伤细胞，UCAR-T = 通用CAR-T。 3.4 下一代CAR 3.4.1 通用CAR-T 自体CAR-T细胞生产成本高且生产周期长，患者淋巴细胞数量少且功能差；来自健康供体的通用CAR-T（UCAR-T）细胞似乎克服了这些限制，但可能引发移植物抗宿主病（GVHD），并且它们的持久性会被宿主免疫系统干扰。多重基因组CRISPR/Cas9编辑的UCAR-T细胞在体外和动物模型中展现出强大的抗肿瘤活性，与非基因编辑CAR-T细胞相似。CRISPR/Cas9设计的通用CD19/CD22 CAR-T细胞展现出可控的安全特性和卓越的无血细胞减少活性。通用双靶标CAR-T细胞治疗可能为R/R ALL患者提供替代治疗。通过TALEN介导的基因编辑产生的产品可以避免自然杀伤细胞和异体反应T细胞的攻击，并在体外和体内在NK细胞中延长它们的持久性和抗肿瘤活性。 3.4.2 其他可替代细胞由于以下因素——它们的天然杀伤功能；丰富的来源，如NK92细胞系、脐带血、外周血和诱导多能干细胞；以及不引发GVHD——CAR-NK细胞目前正在被探索。刘等人在11名复发或难治性CD19阳性癌症 CD19阳性癌症患者中使用抗CD19 CAR-NK细胞，显示出73%的缓解率和64%的CR率。对于不适合单细胞分离的患者，使用原始人类造血干/祖细胞在体外产生功能性CAR巨噬细胞（CAR-MΦs），具有与CAR-T细胞相同的靶向激活。陈等人随后使用靶向胶质瘤干细胞的CAR-MΦs的局部注射有效地消除肿瘤细胞并抑制术后胶质母细胞瘤复发。γδ T细胞缺乏同种型，可以安全地用于半相合移植，并介导天然的抗肿瘤反应。Rozenbaum等人发现，γδ T细胞的CAR转导效率与标准CAR-T细胞在生产中一样高；在抗肿瘤效果方面，CD19导向的γδ T细胞对CD19阳性和阴性的白血病 CD19阳性和阴性的白血病细胞都有效。 3.5 改变CAR-T细胞的给药计划 3.5.1 优化药物递送增加单次或多次CAR-T细胞输注的作用持续时间是提高它们持久性的有效方法。李等人开发了一种具有可回收能力的CAR（CARKR-T），并显示出显著抑制CAR下调和增强内化CAR循环至细胞表面，促进长期杀伤能力。CD19 CAR-T细胞治疗在R/R B细胞恶性肿瘤中非常有效，但大多数情况下未能诱导持久反应。第二次输注（CART2）可能会改善结果。与第一次输注相比，第二次输注观察到更高的总响应率、更长的PFS和更低的严重毒性发生率。在R/R B-ALL患者中第二次CAR-T细胞输注对一些患者有益，而在其他患者中，CAR-T细胞扩张减少和抗原下调阻碍了对CART2的有力反应。静脉注射是CAR-T细胞给药的主要方式；然而，这对于治疗实体瘤并不理想。鞘内注射CAR-T细胞可以局部治疗复发性髓母细胞瘤和脑室内脑膜瘤，绕过血脑屏障，在小鼠模型中显示出优越的抗肿瘤效果。Grosskopf等人制造了一种可注射的水凝胶，控制了CAR-T细胞和刺激性细胞因子的共同递送，有效地消除了肿瘤，达到了100%的响应率；它没有引起不良的炎症反应，并且在几周内完全在体内降解。 3.5.2 联合疗法 CAR-T联合疗法将CAR-T细胞治疗与其他选项结合起来，如放疗、化疗、免疫检查点抑制剂和溶瘤病毒，这可以提高其安全性和有效性。放疗和化疗是传统的肿瘤治疗方式。周等人发现，将针对EGFR的CAR-T细胞与放疗相结合，在免疫缺陷的原位TNBC小鼠中有效地增强了免疫功能和抗肿瘤效果。有效的化疗减少改善了高肿瘤负荷的R/R DLBCL患者CAR-T细胞治疗的短期ORR和长期OS，使结果与低肿瘤负荷患者相当。PD-1抑制T细胞在TME中的功能通过PD-1抗体检查点阻断、细胞内PD-1 shRNA阻断或PD-1显性负性受体恢复了CD28 CAR-T细胞的效应功能。同时下调3个抑制性免疫检查点受体——PD-1、Tim-3和Lag-3——在CAR-T细胞中增强了肿瘤浸润和抑制肿瘤生长。地西他滨处理的CAR-T细胞在体内外都表现出增强的抗肿瘤活性和更持久的抗肿瘤潜力。布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）是B细胞受体依赖性细胞生长的关键介导因子，在多种B细胞恶性肿瘤中上调。BTK抑制剂（BTKis）在治疗MCL和慢性淋巴细胞性白血病中非常有效。伊布替尼是市场上第一种BKTi产品，与抗CD19 CAR-T细胞联合使用增强了疗效。同时给予CAR-T细胞治疗和伊布替尼导致了比单独CAR-T细胞治疗更高的ORR（83%对56%）。在小鼠实验中，伊布替尼与CD19 CAR-T细胞联合使用有协同效应；小鼠中的CAR-T细胞显著扩张，扩张比例高于单独CAR-T细胞治疗，显著减少了肿瘤负荷。溶瘤病毒疗法是一种新型的癌症治疗方式，使用裂解病毒直接攻击或在感染的癌细胞中表达病毒抗原，导致细胞毒性T细胞的识别和破坏。Evgin等人将CAR-T细胞装载了囊泡性口炎或真兽病毒，用于治疗小鼠模型中的实体瘤。系统递送大大增强了CAR-T细胞治疗黑色素瘤和胶质瘤肿瘤的疗效，并提高了生存率。 4. 结论总之，CAR-T细胞治疗在血液系统恶性肿瘤中的成功已有充分记录，其在其他疾病领域的潜力也很明显。然而，与治疗相关的毒性反应和复发所带来的挑战需要进一步研究。旨在识别新靶标、改进或设计新的CAR结构、改变给药方法以及探索联合疗法的策略有潜力提高CAR-T细胞的安全性和有效性，同时减少毒性和降低复发率。此外，正在开展对其他免疫细胞疗法的调查，如CAR-NK细胞。未来有望开发出可定制的CAR细胞疗法，用于精确和个性化治疗一系列疾病。识别微信二维码，添加细胞基因研究圈小编请注明：姓名+研究方向！本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(wibplib@126.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。