美國麻省總醫(yī)院Hauh等撰寫綜述，對目前CAR-T療法的進展以及潛在的CAR-T療法聯(lián)合放療治療的機會和挑戰(zhàn)進行了闡述。(JAMA Oncol. 2021, 7: 1051-1059. DOI: 10.1001/jamaoncol.2021.0168)

CAR-T作用機制與迭代史

嵌合抗原受體T細胞(CAR-T細胞)過繼免疫療法已被證實是治療難治性或耐藥性血液系統(tǒng)腫瘤的有效選擇，目前全球已有多款CAR-T治療獲批上市。該療法基于T細胞工程開發(fā)，其使用的嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor，CAR)由腫瘤抗原識別抗體、單鏈可變片段(外域)、連接片段(跨膜域)以及T細胞受體(TCR)信號域(內(nèi)域)構(gòu)成。CAR的跨膜結(jié)構(gòu)域通常由CD28組成，也有一些會使用CD4、 CD8、 OX40或CD3ζ。

第一代CAR由單個細胞內(nèi)信號模塊組成，通過CD3ζ來誘導T細胞激活。而由于抗原呈遞細胞(APC)能通過與CD28的相互作用提供第二種T細胞激活信號，為實現(xiàn)PI3K激活和T細胞的共刺激，第二代和第三代CAR在設(shè)計時將CD3ζ受體與2個(第二代)或3個(第三代)信號內(nèi)域進行了結(jié)合，如CD28、OX40或4-1BB。第四代CAR-T則基于第二代，在其基礎(chǔ)上添加了細胞因子表達盒，提升了其抗腫瘤療效;合并的細胞因子包括白介素(IL)-2、IL-10和IL-17等，這些因子都能夠促進T細胞的活化、增強患者自身免疫細胞的招募。

盡管CAR-T技術(shù)已經(jīng)進行了多次迭代，其應(yīng)用依然存在不少局限性。除了治療方案高度個性化、需要格外注意安全和耐受問題外，能接受CAR-T治療的患者依然會有30%~60%最終復發(fā)，亦有一部分患者會出現(xiàn)耐藥，如何維持長程使用的療效是亟待解決的難題。CAR-T治療目前只對血液系統(tǒng)腫瘤起作用，在實體瘤中的應(yīng)用仍未打開局面。學界正在嘗試通過聯(lián)合治療等方式進一步增強CAR-T的治療效果，傳統(tǒng)放化療方案也被納入聯(lián)合方案的探索。

CAR-T療法在實體瘤的應(yīng)用

CAR-T治療對于實體瘤而言療效有限，且存在長期治療效果不佳的問題。CAR-T治療受限的原因復雜，主要有免疫細胞浸潤腫瘤的能力、腫瘤微環(huán)境的變化、腫瘤抗原的表達、腫瘤血供與氧供情況等。

1. CAR-T細胞浸潤腫瘤的能力

既往研究表明，CAR-T治療實現(xiàn)抗腫瘤效應(yīng)最關(guān)鍵的條件是工程化的CAR-T細胞能浸潤到腫瘤組織。CAR-T細胞的腫瘤浸潤依賴于趨化因子受體的表達，但事實上，腫瘤分泌的趨化因子常無法與CAR-T識別相匹配。

一些研究給出了潛在的解決方法。臨床前數(shù)據(jù)表明，抗血管生成治療可以通過上調(diào)內(nèi)皮細胞粘附分子來增強T細胞歸集和浸潤。在小鼠模型中，聯(lián)合抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，或使用VEGF受體2靶向的CAR-T細胞和外源性IL-2，都被證實能增強CAR-T的歸集。設(shè)計CAR-T表達調(diào)控亞基Ⅰ錨定干擾物，增強其對趨化因子CXCL10的響應(yīng)，也能實現(xiàn)對CAR-T歸集的促進。

2. 腫瘤微環(huán)境變化對CAR-T的影響

腫瘤微環(huán)境分泌的細胞因子能夠招募諸如調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)之類的免疫抑制細胞，從而造成腫瘤的免疫逃逸或?qū)χ委煹哪退?。在腫瘤微環(huán)境中，Treg細胞抑制效應(yīng)T細胞活性，不僅導致患者自身免疫防御機制衰竭，也導致輸注的CAR-T細胞衰竭。趨化因子CXCL12或SDF1α是招募Treg細胞的主要趨化因子之一。

骨髓源性抑制細胞分泌的活性氧自由基和抗炎細胞因子(IL-10，TGF-β)也可誘導Treg細胞的浸潤;這些細胞表面通常表達免疫檢查點分子(如PD-1)。腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAM)可進一步抑制CAR-T細胞的激活，其可通過分泌前列腺素E2和IL-10、趨化因子(如CCL17、CCL18和CCL22)以及潛在PD-L1的表達促進Treg活性;TAM釋放的IL-6、IL-1和一氧化氮已被證實與CAR-T細胞治療的重要不良反應(yīng)——細胞因子釋放綜合征密切相關(guān)。

3. 腫瘤抗原表達與CAR-T治療的脫靶效應(yīng)

“脫靶效應(yīng)”是CAR-T治療的一大不良反應(yīng)，在實體瘤中尤其具有挑戰(zhàn)性。多數(shù)被識別的腫瘤靶標抗原也在正常細胞中表達，盡管表達水平較低，但仍使得CAR-T的應(yīng)用受到毒性的限制。CAR-T細胞的治療效果還可能受腫瘤內(nèi)靶向腫瘤抗原的異質(zhì)性表達的限制，導致產(chǎn)生耐治療克隆;這也是亟待解決的問題。

在設(shè)計CAR、選擇最佳靶標時，需要仔細考慮靶向結(jié)構(gòu)的表位、密度以及其與CAR的關(guān)聯(lián)和結(jié)合特性。為了達到最高的激活率和最佳的協(xié)同刺激效果，實體瘤應(yīng)用更需要格外注重個體化的CAR設(shè)計。

4. 改善腫瘤血供與氧供或有望助力CAR-T治療實體瘤

與血液腫瘤不同的是，實體瘤大多存在新生血管的結(jié)構(gòu)和功能異常，進而導致局部組織缺氧。局部乏氧是實體瘤對包括免疫治療、放療和某些化療在內(nèi)的治療產(chǎn)生抵抗的共同機制之一。相關(guān)研究顯示，在缺氧條件下培養(yǎng)時，CAR-T細胞的細胞因子分泌減少，表型分化程度降低。另外，腫瘤血管對于T細胞的運輸和激活也至關(guān)重要，實體瘤中CAR-T細胞治療的效果勢必受到血管功能異常和缺氧條件的限制。未來的研究需要明確異常的腫瘤血管和缺氧如何影響CAR-T細胞功能，以及聯(lián)合治療能否通過改善血供和氧供，提升CAR-T治療效果。

CAR-T細胞療法與放療的聯(lián)合治療探索

針對目前CAR-T治療面臨的諸多困境，有研究者認為或可通過聯(lián)合放療克服CAR-T耐藥、促進CAR-T募集、提升CAR-T治療效果。放療可增加多種細胞因子的局部表達，包括IFN-γ及其誘導的趨化因子CXCL9、CXCL10、CXCL11、CXCL16等，這些因子可吸引包括CAR-T在內(nèi)的淋巴細胞;放療還可影響腫瘤血管，促進內(nèi)皮細胞粘連分子的表達;放療還被證實能誘導內(nèi)源性靶抗原免疫、促進APC募集。小鼠模型還顯示，低劑量放療可使腫瘤血管正?；?、增加T細胞浸潤。這些特征都為聯(lián)合放療以增強CAR-T細胞療效的構(gòu)想提供了理論基礎(chǔ)。

1. CAR-T細胞聯(lián)合放療的挑戰(zhàn)

既往研究已證實，T細胞活性對放療的細胞毒性作用至關(guān)重要，CAR-T細胞的輸注與放療的使用在理論上存在協(xié)同作用，但聯(lián)合方案投入實踐仍需面臨一系列挑戰(zhàn)。有研究顯示，放射治療在增加T細胞向腫瘤富集的同時也可能引起Treg浸潤增加，且Treg的浸潤可能呈劑量依賴性增加。Treg細胞比其他T細胞亞群更具抗輻射能力，這也可能成為放療聯(lián)合CAR-T的策略帶來潛在障礙。

2. 聯(lián)合放療的最佳劑量、分割及類型都有待探索

放療劑量和分割對CAR-T細胞功能和受體-抗原相互作用的影響都尚未明確。臨床前研究顯示，低劑量放療或可產(chǎn)生顯著療效。臨床前數(shù)據(jù)表明，放射治療后的靶抗原釋放可能取決于分割和總劑量;單次劑量促進充分免疫反應(yīng)的閾值為7.5 Gy或更高，但目前相關(guān)數(shù)據(jù)依然不足。在小鼠模型中進行2~8 Gy劑量的放射治療，靶抗原釋放和T淋巴細胞啟動和殺傷均呈劑量依賴性。靶細胞表面的靶抗原密度與CAR-T細胞的識別和消除密切相關(guān)，靶抗原上調(diào)可能促進更強的治療反應(yīng)。

另一個問題是，當與CAR-T細胞治療聯(lián)合使用時，哪種類型放療(即近距離放療、質(zhì)子治療或光子照射)能產(chǎn)生最好的結(jié)果和最小的不良反應(yīng)。迄今為止，大多數(shù)研究都集中在CAR-T細胞治療與光子照射的結(jié)合，涉及其他類型的聯(lián)合方案則知之甚少。

此外，在某些人類腫瘤細胞系中，放療已被證明可以上調(diào)細胞凋亡相關(guān)分子Fas的表達，后續(xù)研究需要確定如何最有效地誘導癌細胞中Fas的表達，并基于此確認放療的最佳劑量和分割次數(shù)。放療和CAR-T治療聯(lián)合時達到最佳協(xié)同效應(yīng)的治療窗也有待探索，確定治療窗的邊界對于療效和治療風險控制來說都非常重要。

3. 臨床數(shù)據(jù)：CAR-T治療聯(lián)合放療的實踐和可行性

CAR-T細胞放射免疫治療在臨床已有一些嘗試，但目前獲得的數(shù)據(jù)仍有限。一例病例報告顯示，難治性彌漫性大B細胞淋巴瘤患者的疼痛病灶經(jīng)姑息性放療(4 Gy/5次)后，再接受CD19特異性CAR-T細胞治療未出現(xiàn)明顯的局部不良反應(yīng)。盡管患者的腫瘤在CAR-T細胞治療后2個月內(nèi)復發(fā)，但放射區(qū)域在治療后至少1年沒有疾病。與該病例相一致的是，進行了B細胞成熟抗原(BCMA)靶向CAR-T細胞治療的患者，再接受胸椎姑息性放療或全腦放療，仍有良好的耐受性。還有研究報道，放療可安全地用于患者的CAR-T細胞治療后的挽救性治療。對比研究顯示，在放療后再接受CAR-T細胞治療，不僅有更佳的緩解率，不良反應(yīng)也更少。

4. 放射化療聯(lián)合CAR-T治療：不同化療方案存在不同效應(yīng)

也有研究證實了化療聯(lián)合CAR-T的可能性，但由于紫杉醇和達卡巴嗪等化療藥物可抑制T細胞反應(yīng)，相關(guān)聯(lián)合方案的療效與安全性有待進一步確證。放療與其他細胞免疫治療結(jié)合的研究也為放射化療與CAR-T治療聯(lián)合方案提供了一些參考。

一項Ⅲ期臨床試驗評估了放化療聯(lián)合自體細胞因子誘導的殺傷細胞免疫治療對初診膠質(zhì)母細胞瘤患者的療效，但未取得對比單純放化療方案的陽性結(jié)果。臨床前研究顯示，放化療(順鉑)和瘤內(nèi)樹突狀細胞接種的組合對鱗癌模型小鼠有協(xié)同效應(yīng);放療(20 Gy/次)、化療(環(huán)磷酰胺)聯(lián)合自體T細胞輸注顯著延長乳腺癌模型小鼠的生存期。提示不同化療方案對免疫治療的效應(yīng)存在巨大差異。

結(jié)語

已有很多研究結(jié)果支持CAR-T細胞治療與放射治療相結(jié)合的潛在可行性和有效性。放療可使腫瘤血管功能正?；⒃黾幽[瘤中趨化因子表達，進而促進CAR-T細胞向腫瘤局部浸潤。此外，放療可增加靶抗原表達，CAR-T細胞可增強放療的細胞毒性作用，二者的腫瘤殺傷效果能協(xié)同增益。放療還可刺激內(nèi)源性免疫反應(yīng)，使CAR-T細胞的療效更持久。

盡管目前已經(jīng)取得不少積極結(jié)果，但相關(guān)研究大多為臨床前或臨床早期，證據(jù)十分有限。不論是放療類型、劑量強度，還是放化療聯(lián)合方案的嘗試，都有待探討。另外，聯(lián)合治療是否存在重疊毒性效應(yīng)等安全隱患，也需要進一步探索。相關(guān)生物標志物的開發(fā)也可能為聯(lián)合治療策略提供指導，以最大限度地減少患者的不良反應(yīng)和過度治療的風險。 (編譯 宋穎)