CAR-T细胞免疫疗法在实体瘤中的挑战

近些年来，CAR-T细胞疗法在肿瘤治疗中发展迅速。CAR结构通常由胞外结合结构域、铰链区、穿膜区以及一个或多个胞内信号域组成。抗体来源的单链可变片段（scFv）靶向肿瘤相关性抗原（TAA）。铰链区能够影响scFv与TAA之间的相互作用。共刺激分子能够提高T细胞增殖与持久性。临床试验表明，特异性CD19的CAR-T细胞用于治疗CD19阳性的血液恶性肿瘤十分有效。由于实体肿瘤CAR-T治疗经验较为匮乏，因而本文对过去针对实体肿瘤的CAR-T治疗做一综述，旨在提高后续治疗的效果并克服相关的局限性。

     到目前为止，最让人振奋的结果仍然是针对血液肿瘤的CAR-T细胞治疗的临床效果。本综述中，列举了CAR-T细胞疗法在实体肿瘤治疗中所面对的障碍与困难。

目前，CAR-T细胞疗法所选择的靶抗原大部分是TAA，在治疗的同时产生严重副反应。实体瘤中选择的靶点详见表1。为了增强CAR-T细胞对异常组织与健康组织的鉴别能力，CAR-T细胞通过修饰使其具备识别两种甚至多种TAA的能力，如分裂信号CAR。另一种策略为纵列CAR（TanCARs），包括两个scFv的外功能区，也限制了免疫逃逸的发生。另一种可选择的方式是抑制性CAR（iCARs）的共表达，检查点分子能够提供抑制性信号，例如CTLA-4与PD-1。

表1 基于CAR-T细胞治疗的免疫疗法可选择的实体瘤抗原

实体肿瘤的微环境极端恶劣，免疫抑制微环境都能够诱导CAR-T细胞无能。如图1所示，CAR-T细胞免疫治疗面临许多障碍。

有研究表明，抗肿瘤应答与毒性T淋巴细胞（CTL）浸润相关。肿瘤是一个敌对的微环境，在内、外因素的影响下，T细胞贩运明显减少。通过肿瘤趋化因子与T细胞表达的趋化因子受体之间的作用来提高CAR-T细胞的贩运。

基因修饰T细胞必须浸润到肿瘤内部才能发挥肿瘤杀伤作用。T细胞攻击实体瘤时需要降解周围的HSPG才能进入肿瘤内部并发挥肿瘤杀伤效果。研究表明，表达肝素酶的CAR-T细胞能够促进T细胞在肿瘤部位的浸润及抗肿瘤活性。另一个可作为提高T细胞浸润的候选靶点是表皮生长因子受体2（VEGFR-2），其由肿瘤相关血管内皮细胞过度表达。

      实体瘤阻碍CAR-T细胞治疗的一个重要障碍便是肿瘤微环境。它是抗肿瘤免疫治疗效果的关键决定因素，其能抑制T细胞浸润、激活与效能。

实体瘤通常被免疫抑制性细胞所浸润，包括M2肿瘤相关巨噬细胞、髓源性抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Treg细胞）等，这些免疫抑制细胞能够保护恶性肿瘤细胞免受抗肿瘤免疫系统的攻击。

      研究表明，免疫抑制细胞因子（如TGF-β、IL-10）能显著抑制免疫治疗的效果。IL-2、IL-12与IL-15被证明能在肿瘤微环境中减轻免疫抑制因子的作用，且能显著提高CAR-T细胞效能。

一些抑制性免疫检查点通路，如程序性细胞死亡蛋白1（PD1）和细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA-4）等，可以关闭肿瘤浸润淋巴细胞杀伤肿瘤的能力。PD1与其配体PDL1之间的相互作用，可以抑制肿瘤微环境中CAR-T细胞的激活。当前有临床前研究显示阻断PD1能够促进CAR-T治疗效果。

严重的毒性是限制CAR-T免疫治疗发展的关键问题（表2）。

表2  CAR-T细胞治疗相关的毒性

       针对这些毒性，常常采用自杀基因的方式，常见的自杀基因有单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）、诱导caspase 9（iCasp9）和CD20。然而，自杀基因的方式会导致修饰后的T细胞不可逆地清除。通过RNA转移实现CAR瞬时表达，可以临时重定向T细胞，进而减少不良事件的产生。此外，双CAR靶向由包含“信号1”的CAR和包含“信号2”激活结构域的CAR，该策略能够提高肿瘤特异性，因而能有效避免脱靶效应的发生。

       总之，我们已经概述了CAR-T细胞治疗实体瘤时所面临的且必须要克服的某些障碍和困难。目前，针对实体瘤开发CAR-T细胞治疗主要处于临床前期。在临床试验开始前需要界定克服挑战的策略，以提高实体瘤治疗的安全性与有效性。

参考文献：

Zhang BL,Qin DY,Mo ZM,et,al.Hurdles of CAR-T cell-based cancer immunotherapy directed against solid tumors.Sci China Life Sci 2016 Apr;59(4):340-8.  

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