CAR-T細(xì)胞療法是近年來癌癥治療領(lǐng)域的重大突破之一。迄今為止，美國FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了5款CAR-T療法，用于治療多種類型的血液癌癥。然而，在治療實(shí)體瘤方面，目前仍然沒有任何獲批的CAR-T療法。近日，Nature Reviews Drug Discovery發(fā)表了一篇綜述，對CAR-T療法治療實(shí)體瘤遇到的挑戰(zhàn)和解決策略進(jìn)行了深度分析。筆者結(jié)合公開資料，介紹這一綜述的精彩內(nèi)容。

選擇CAR-T細(xì)胞療法合適的靶標(biāo)

對于CAR-T療法來說，合適的靶標(biāo)是決定它們的療效和安全性的主要原因。因?yàn)镃AR-T細(xì)胞表面表達(dá)的嵌合抗原受體（CAR）會將細(xì)胞引導(dǎo)到表達(dá)靶標(biāo)抗原的細(xì)胞，如果這些靶標(biāo)表達(dá)在健康組織上，那么CAR-T療法即使與正確的靶標(biāo)結(jié)合，也可能因?yàn)闅】导?xì)胞而產(chǎn)生強(qiáng)烈的毒副作用。

目前治療血液癌癥的獲批CAR-T療法都是在靶向B淋巴細(xì)胞上的特異性抗原（例如CD19和B細(xì)胞成熟抗原），而這些療法一個常見的副作用是導(dǎo)致健康B細(xì)胞的清除，不過它們?nèi)跃哂锌梢越邮艿陌踩浴?/p>

而在治療實(shí)體瘤方面，找到一個只在腫瘤中表達(dá)而不在健康組織中表達(dá)的特異性靶標(biāo)十分困難。Nature Reviews Drug Discovery的綜述文章中指出，靶向多個不同靶標(biāo)的CAR-T療法在臨床試驗(yàn)中出現(xiàn)過嚴(yán)重的毒副作用。

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圖片：CAR-T療法在臨床試驗(yàn)中出現(xiàn)過因?yàn)榕c非腫瘤組織表達(dá)的靶標(biāo)結(jié)合產(chǎn)生的毒副作用）

因此，在治療實(shí)體瘤時，選擇一個更具特異性的靶點(diǎn)至關(guān)重要。目前在治療實(shí)體瘤方面，在研細(xì)胞療法靶向的“熱門”靶標(biāo)包括HER2、EGFR、間皮素（mesothelin）、NY-ESO-1、PSMA等等。其中NY-ESO-1屬于癌癥睪丸抗原（CTA），它通常只在睪丸或卵巢組織中表達(dá)，然而在多種癌癥中，這種抗原會重新開始表達(dá)。因此，它為T細(xì)胞療法提供了一種特異性強(qiáng)而毒副作用弱的靶標(biāo)抗原。

提高CAR-T療法特異性的另一個方法是對CAR-T細(xì)胞表達(dá)的受體進(jìn)行改造，從而增強(qiáng)它們識別腫瘤細(xì)胞的能力。例如，近日登上Science Translational Medicine封面的一項研究中，美國加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的研究人員設(shè)計了一種“智能”CAR-T細(xì)胞。利用稱為synNotch的基因表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)，先引導(dǎo)CAR-T細(xì)胞識別在部分癌細(xì)胞中高度特異性表達(dá)的EGFRvIII，然后激發(fā)識別EphA2或IL13Rα2的CAR的表達(dá)。這兩種蛋白在所有癌細(xì)胞中都表達(dá)，從而可以指揮T細(xì)胞消滅所有的癌細(xì)胞。雖然EphA2或IL13Rα2也在部分健康細(xì)胞中表達(dá)，但由于在synNotch系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，識別它們的CAR只會在遷移到腫瘤中的T細(xì)胞上表達(dá)，因此健康細(xì)胞不會受到這些CAR-T細(xì)胞的攻擊。

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圖片：智能CAR-T細(xì)胞療法的設(shè)計和作用機(jī)理，通過與特異性抗原結(jié)合的synNotch系統(tǒng)調(diào)節(jié)識別周圍癌細(xì)胞的CAR的表達(dá)）

這個設(shè)計同時可能解決CAR-T治療實(shí)體瘤時的另一個挑戰(zhàn)，那就是實(shí)體瘤由于它的異質(zhì)性，并不是所有細(xì)胞都會表達(dá)CAR-T療法靶向的靶標(biāo)。SynNotch系統(tǒng)產(chǎn)生的作用被稱為“旁觀者效應(yīng)”（bystander effect），是指讓CAR-T細(xì)胞在特異性地到達(dá)腫瘤后，能夠殺傷周圍不表達(dá)特異性靶標(biāo)的腫瘤細(xì)胞，從而增強(qiáng)殺傷效果。在小鼠模型中，利用synNotch系統(tǒng)設(shè)計的“智能”CAR-T療法也確實(shí)顯示出了更好的效果。

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圖片：在小鼠腫瘤模型中，植入了synNotch系統(tǒng)的CAR-T細(xì)胞（左圖）表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗癌能力）

除了synNotch系統(tǒng)以外，科學(xué)家們還設(shè)計了多種其他的“分子開關(guān)”，它們的作用包括讓CAR-T細(xì)胞能夠識別多種不同的抗原；在識別健康細(xì)胞表達(dá)的抗原后失活；或者可以通過藥物調(diào)控CAR-T細(xì)胞的活性。這些對CAR-T細(xì)胞的改造都有助于提高它們治療實(shí)體瘤時的特異性并降低毒副作用。

克服腫瘤微環(huán)境的免疫抑制

實(shí)體瘤與血液癌癥相比，一個重要的不同點(diǎn)是實(shí)體瘤周圍形成的腫瘤微環(huán)境（TME）。TME中包含著多種具有免疫抑制能力的細(xì)胞，例如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）等。TME中還過度表達(dá)TGFβ、IL-10、IL-4等具有免疫抑制能力的細(xì)胞因子。這些因素構(gòu)成的免疫抑制環(huán)境能夠顯著降低CAR-T細(xì)胞的效力。

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圖片：實(shí)體瘤的腫瘤微環(huán)境中可能影響CAR-T細(xì)胞效力的多種因素）

為了克服TME的影響，科學(xué)家們給新一代的CAR-T療法加上了對抗免疫抑制的“武器”。這些“武裝起來的CAR-T細(xì)胞”（armored CAR-T cells）正在成為T細(xì)胞療法開發(fā)的一個趨勢。

科學(xué)家們?yōu)镃AR-T細(xì)胞添加的“武器”多種多樣。例如，一個對抗TGFβ免疫抑制功能的方法是在CAR-T細(xì)胞中表達(dá)能夠阻斷TGFβ信號傳導(dǎo)的顯性負(fù)性受體（dominant negative receptor，DNR）。這種DNR能夠與細(xì)胞中本來存在的TGFβ受體競爭和TGFβ結(jié)合，但是與TGFβ結(jié)合后不會引發(fā)下一步的信號傳導(dǎo)。由著名CAR-T療法先驅(qū)Carl June博士聯(lián)合創(chuàng)建的Tmunity公司開發(fā)的一款新一代CAR-T療法就采用了表達(dá)阻斷TGFβ信號通路的DNR的策略。這款靶向PSMA的CAR-T療法在治療前列腺癌患者的臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出了臨床活性。這一策略也可以用于阻斷PD-1介導(dǎo)的免疫抑制信號通路。

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圖片：“武裝”CAR-T療法的多種策略）

另一種對抗腫瘤微環(huán)境的方法是讓CAR-T細(xì)胞同時表達(dá)能夠改變腫瘤微環(huán)境特征的促炎癥細(xì)胞因子，例如IL-12，IL-18和IL-23。IL-12和IL-18能夠提高促炎癥的細(xì)胞因子IFN-γ的分泌，而IFN-γ則能夠進(jìn)一步促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放IL-12，從而產(chǎn)生一個正反饋回路。以往的研究結(jié)果顯示，全身性使用IL-12和IL-18均會導(dǎo)致很強(qiáng)的毒性，如果CAR-T細(xì)胞持續(xù)表達(dá)這些因子可能也會產(chǎn)生毒性，因此目前的設(shè)計是讓CAR-T細(xì)胞在與靶標(biāo)結(jié)合之后驅(qū)動細(xì)胞因子的表達(dá)，從而將細(xì)胞因子的作用限制在腫瘤附近。