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1、 嵌合抗原受体T细胞治疗的研究进展 叶世光 李萍 梁爱斌摘 要 嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor， CAR）是一种将抗体衍生的靶向片段与能激活细胞的信号传导结构域相连接而产生的重组免疫受体，可赋予T细胞不依赖于主要组织相容性复合体而直接识别肿瘤细胞表面抗原的能力。目前，临床研究已证实表达CAR的T细胞（CAR T cells， CAR-T）能有效地用于治疗难治或复发性的急性B淋巴细胞白血病，且由此促进了CAR-T用于治疗其他血液系统恶性肿瘤及实体瘤的研究。本文主要介绍CAR的基本设计，同时回顾CAR-T用于治疗B细胞白血病、淋巴瘤及数种实体瘤的研究结果，并讨论C
2、AR-T治疗进一步发展所面临的主要挑战和如何提高其抗肿瘤效力问题。关键词 嵌合抗原受体T细胞 血液系统恶性肿瘤 实体瘤：R730.51 文献标志码：A ：1006-1533（2018）11-0003-06The current research of chimeric antigen receptor T cell therapy*YE Shiguang， LI Ping， LIANG Aibin*（Department of Hematology， Tongji Hospital， Tongji University， Shanghai 200065， China）ABSTRACT Chim
3、eric antigen receptor （CAR） is a recombinant immunoreceptor combining an antibody-derived targeting fragment with signaling domains capable of activating cells， which endows T cells with the ability of recognizing tumorassociated surface antigens independent of the expression of major histocompatibi
4、lity complex. Recent early-phase clinical trials of CAR T cells （CAR-T） for relapsed or refractory B cell acute lymphoblastic leukemia have demonstrated promising results. Given this success， broadening the clinical experience of CAR-T therapy beyond hematological malignancies has been actively inve
5、stigated. Here we discuss the basic design of CAR and review the clinical results from the studies of CAR-T therapy in B cell leukemia and lymphoma， and several solid tumors. We additionally discuss the major challenges in the further development and strategies for increasing anti-tumor activity and
6、 safety.KEy WORDS chimeric antigen receptor T cell； hematological malignancies； solid tumors嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor， CAR）由细胞外抗原识别结构域（通常是抗体单链可变片段scFv）与细胞内信号传导结构域（T细胞受体的CD3 链）相连接而成，其细胞外部分可使T细胞具有识别特异性抗原的能力。当CAR与其识别的抗原结合后便会通过信号传导结构域刺激T细胞增殖，同时激活T细胞的细胞毒作用并促进细胞因子分泌，最终消除带有该抗原的细胞。目前广泛使用的嵌合抗原受体T细胞（CA
7、R T cells， CAR-T）治疗流程为：首先分离出患者自己的T细胞（或来自同种异体供者的T细胞），然后予以活化并进行基因修饰以获得CAR-T，最后回输至患者体内。此种治疗方法可极大地降低移植物抗宿主疾病风险，且可使脂类、蛋白质和碳水化合物这些抗原都能不受主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex， MHC）的限制而被T细胞识别。另一种CAR-T治疗方法是设计出一种能够用于治疗所有表达相同抗原的肿瘤的CAR，这是一种更适于工业化生产、也便于临床应用的CAR-T治疗方法。1 CAR的结构设计CAR包含细胞外抗原识别结构域和细胞内信号传导结构域两个部
8、分（图1）。其中，细胞外抗原识别结构域通常为scFv，后者通过铰链和（或）跨膜结构域锚定于细胞上，能够与肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen， TAA）结合；细胞内信号传导结构域则是激活T细胞所必需的。第一代CAR的细胞内信号传导结构域通常为T细胞受体的CD3 链，可提供被称为“signal 1”的T细胞激活信号，但第一代CAR-T在临床试验中的表现不佳。尽管有证据表明，第一代靶向TAA的CAR-T可在人体内少量持续存在，然而其扩增能力和抗肿瘤效力很低1。第二代CAR的细胞内信号传导结构域增加了一个共刺激信号传导结构域，故可同时提供signal 1和signal 2两
9、种T细胞激活信号。与靶向CD19的第一代CAR-T（单独通过CD3 链传导信号）相比，第二代CAR-T（同時通过CD3 链和CD28传导信号）在被回输至非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkins lymphoma， NHL）患者体内后的存在时间更长、扩增能力更强。在过去的5年中，靶向CD19的第二代CAR-T包含CD28或4-1BB（CD137）共刺激信号传导结构域在治疗急性B淋巴细胞白血病（B-cell acute lymphocytic leukemia， B-ALL）方面显示具有显著的临床疗效2，但有关第二代CAR的最佳细胞内信号传导结构域仍有待确定。第三代CAR的细胞内信号传导结构域包含
10、CD3 链和2个共刺激信号传导结构域，共刺激信号由CD28、4-1BB或OX40（CD134）传导。临床前研究显示，与第二代CAR-T相比，第三代CAR-T表现出优异的抗肿瘤效力3。目前，一项临床试验（NCT01853631）正在招募患者，将比较第二代和第三代CAR-T治疗的抗肿瘤效果。这项研究将以NHL、B-ALL和慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia， CLL）患者为对象，分别给予靶向CD19的第二代CAR-T（通过CD3 链和 CD28传导信号）和靶向CD19的第三代CAR-T（通过CD3 链、4-1BB和CD28传导信号）治疗，研究结果可为未来C
11、AR结构设计1个、还是2个共刺激信号传导结构域提供临床依据。2 靶向CD19的CAR-T的临床研究CAR-T治疗肿瘤的临床研究主要集中在CD19阳性的血液系统恶性肿瘤方面，包括B-ALL、CLL、滤泡性淋巴瘤（follicular lymphoma， FL）、弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma， DLBCL）和套细胞淋巴瘤等。2.1 治疗B-ALLKyrmiah（tisagenlecleucel）是诺华（Novartis）公司生产的CAR-T产品，2017年8月获美国FDA批准，用于治疗25岁以下的难治或复发性B-ALL患者。这是全球范围内首次批准
12、一种CAR-T产品，同时也为肿瘤治疗开启了“以基因改造的免疫细胞治疗”的新治疗模式。Kyrmiah属第二代CAR-T（通过CD3 链和4-1BB传导信号），最初由美国宾夕法尼亚大学开发，后于2012年8月将全球商业化开发权益转让给了诺华公司。Kyrmiah的关键临床试验是一项代号为“B2202”（NCT02435849）的期临床试验，后者为单组、多国、多中心臨床研究，研究地点包括美国、欧盟、加拿大、澳大利亚和日本等共11个国家。共有75例B-ALL患者接受了Kyrmiah治疗，结果显示3个月的总缓解率为81%（95% CI： 71% 89%），6和12个月的无事件生存率和总生存率分别为73%（
13、95% CI： 60% 82%）、90%（95% CI： 81% 95%）和50%（95% CI： 35% 64%）、76%（95% CI： 63% 86%）4。2.2 治疗B细胞淋巴瘤Yescarta（axicabtagene ciloleucel）是Kite制药公司生产的CAR-T产品，2017年10月获美国FDA批准，用于治疗经其他疗法治疗无效或既往至少接受过2种治疗方案治疗后又复发的特定类型成人大B细胞淋巴瘤，包括DLBCL、转化型FL和原发性纵隔B细胞淋巴瘤等患者。Yescarta是第一种被批准用于治疗某些特定类型的NHL的基因工程产品，属第二代CAR-T（通过CD3链和CD28传导
14、信号）。Yescarta的关键临床试验是一项代号为“ZUMA-1”的临床研究，其结果为Yescarta获得批准提供了安全性和有效性证据。该研究对101例接受Yescarta治疗的大B细胞淋巴瘤患者的临床数据进行了分析，发现总缓解率为82%，完全缓解率为54%。中位随访15.4个月，42%的患者有治疗反应，40%的患者持续完全缓解。18个月的总生存率为52%5。3 用于血液系统恶性肿瘤治疗的CAR的新靶点上述CAR-T产品都靶向CD19，故仅对CD19阳性的血液系统恶性肿瘤有效。不过，目前也在研究能够用于治疗更广泛血液系统恶性肿瘤的CAR的新靶点，其中最有希望的用于治疗B细胞肿瘤的CAR的新靶点
15、包括CD22、CD20、无活性酪氨酸激酶跨膜受体ROR1和免疫球蛋白轻链（immunoglobulin ， Ig），用于治疗髓系肿瘤的CAR的新靶点包括CD123、CD33和LeY抗原，用于治疗多发性骨髓瘤（multiple myeloma， MM）的CAR的新靶点包括B细胞成熟抗原（B-cell maturation antigen， BCMA）和CD138。3.1 用于治疗B细胞肿瘤的CAR的新靶点CD22和CD20的表达模式与CD19类似，故靶向这些分子也可能导致非恶性B细胞的“靶向性、非肿瘤性”破坏，导致B细胞发育不良。这种毒性已见于靶向CD19的CAR-T治疗，但被认为是可接受的，因
16、可通过每月经静脉输注免疫球蛋白来治疗6。目前，一项代号为“NCI34”的临床试验正在评估靶向CD22的CAR-T用于治疗FL、NHL、ALL和大B细胞淋巴瘤患者的临床效果。临床前研究结果表明，最佳抗CD22的CAR是第二代CAR，其scFv结合于近端CD22表位7。上述期临床试验（NCT02315612）将评估这种靶向CD22的CAR-T（通过CD3 链和4-1BB传导信号）治疗CD22阳性的白血病或淋巴瘤患者的临床效果。ROR1和Ig在恶性B细胞上高表达，故这些蛋白可用作靶向B细胞肿瘤的CAR的有效靶点，且与靶向CD19、CD20或CD22的CAR相比，靶向ROR1或Ig的CAR-T的“靶向性、非肿瘤性”毒性也可能较低。ROR1是一种糖基化的型膜蛋白，在许多肿瘤（包括CLL和B-ALL）细胞表面表达，但不表达于非恶性B细胞和造血干细胞。不过，有关ROR1的表达模
