資訊中心

本文作者：山東大學(xué) Dr.Zhao

本文審核專(zhuān)家：江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院 李晶教授

引言

日前，國(guó)際頂級(jí)期刊Cell綜述總結(jié)了免疫細(xì)胞療法在癌癥、傳染病和自身免疫疾病治療中的現(xiàn)狀。本文介紹目前正在開(kāi)展的免疫細(xì)胞療法的種類(lèi)以及用途，幫助大家更加全面的了解免疫細(xì)胞在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。

免疫細(xì)胞療法是一種新興的治療方法，可以將人體的免疫細(xì)胞改造成“活的”藥物來(lái)對(duì)抗癌癥和其他疾病。這項(xiàng)治療方法在某些B細(xì)胞惡性腫瘤中取得了非常好的效果，并且未來(lái)幾年將在癌癥和其他疾病治療中扮演更重要的角色。相較于傳統(tǒng)藥物，這些“生命療法”具有許多不同之處。

日前，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Cell上的一篇題為“ The Emerging Landscape of Immune Cell Therapies ”的文章[1]，討論了免疫細(xì)胞療法在癌癥、傳染病和自身免疫疾病治療中的現(xiàn)狀，并展望了未來(lái)的發(fā)展方向。

圖1.免疫細(xì)胞治療人類(lèi)疾病的療法[1]

免疫細(xì)胞療法分類(lèi)

免疫細(xì)胞療法可分為非工程化免疫細(xì)胞療法和工程化免疫細(xì)胞療法。非工程化免疫細(xì)胞療法包括Treg細(xì)胞療法、TIL細(xì)胞療法和CTL細(xì)胞療法。工程化免疫細(xì)胞療法包含TCR-T細(xì)胞療法、CAR-T細(xì)胞療法、CAR-Treg和CAAR-T細(xì)胞療法。

（1）非工程化免疫細(xì)胞療法：未經(jīng)修飾的免疫細(xì)胞，主要利用其固有的細(xì)胞毒性功能。

Treg：從患者身體中分離出來(lái)的外周Tregs細(xì)胞，體外擴(kuò)增并重新注入患者體內(nèi)，以治療自身免疫性疾病、移植物抗宿主病或器官排斥反應(yīng)。

TIL：腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞（TIL）是從切除的腫瘤中分離出來(lái)的，體外擴(kuò)增，然后重新注入患者體內(nèi)。

CTL：將病毒特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）復(fù)蘇后擴(kuò)增、并回輸給與人類(lèi)白細(xì)胞抗原相合的受者，用于治療慢性感染。

（2）工程化免疫細(xì)胞療法：將免疫細(xì)胞加以改造，讓它們就能夠識(shí)別疾病狀態(tài)并做出適當(dāng)反應(yīng)。

首先從患者身上抽取血液，分離T細(xì)胞，使用病毒或非病毒方法插入編碼合成受體的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)生工程化T細(xì)胞，包括：

① 表達(dá)由腫瘤反應(yīng)性受體（TCR）α和β亞基組成的工程TCR的T細(xì)胞；

② 表達(dá)嵌合抗原受體（CAR）的T細(xì)胞（CAR-T）或NK細(xì)胞（CAR-NKs），其包括與TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的胞外抗原結(jié)合區(qū)域；

③ CAAR T細(xì)胞（CAAR-TS），其中嵌合受體由針對(duì)自身反應(yīng)性B細(xì)胞的抗原結(jié)合區(qū)域組成；

④ CAR-Tregs，其中Tregs從外周血中分離出來(lái)，并經(jīng)改造表達(dá)CAR，將其重定向至受自身免疫性疾病影響的組織。所有經(jīng)過(guò)改造的T細(xì)胞在重新注入患者體內(nèi)之前都會(huì)在體外進(jìn)一步擴(kuò)增。

治療癌癥

近年來(lái)，免疫細(xì)胞治療癌癥已經(jīng)取得了很大的突破。在癌癥領(lǐng)域使用的比較多的免疫細(xì)胞為T細(xì)胞，包括TILs、TCR-T及CAR-T療法。

近期的研究顯示，在20世紀(jì)80年代末到90年代初，針對(duì)轉(zhuǎn)移性惡性黑色素瘤患者的實(shí)驗(yàn)中，大約25%至50%的患者在接受自體腫瘤浸潤(rùn)性T細(xì)胞（又稱(chēng)腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞或TILs）的體外擴(kuò)增和重組人白介素2（rhIL-2）治療后，取得了長(zhǎng)期完全緩解的效果[2]。

隨著基因工程技術(shù)的進(jìn)步，研究人員能夠從對(duì)治療產(chǎn)生反應(yīng)的患者中提取免疫細(xì)胞，克隆腫瘤反應(yīng)性受體（TCR），并將其表達(dá)在其他患者的免疫細(xì)胞中（圖2）。這為治療提供了潛在的無(wú)限細(xì)胞來(lái)源。已開(kāi)發(fā)出預(yù)測(cè)高效TCR的方法，并且一些高親和力的TCR顯示出臨床活性和安全性（圖3）。研究人員也在積極改進(jìn)技術(shù)，以增強(qiáng)轉(zhuǎn)移后免疫細(xì)胞對(duì)癌癥的效力。這些進(jìn)展為臨床試驗(yàn)提供了新的方向。

圖2.免疫細(xì)胞療法的連續(xù)性[1]

嵌合抗原受體（Chimeric Antigen Receptors，簡(jiǎn)稱(chēng)CARS）是一種免疫細(xì)胞療法的關(guān)鍵技術(shù)，它可以通過(guò)改造人體免疫細(xì)胞，幫助它們更好地攻擊癌細(xì)胞。CARs由胞外抗原靶向結(jié)構(gòu)域（通常是單鏈可變區(qū)，ScFv）和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)域（通常來(lái)自T細(xì)胞受體，TCR）組成。自2010年開(kāi)始，第二代CD19-CARS已成為迄今為止最有效的過(guò)繼T細(xì)胞療法之一。這種療法被應(yīng)用于成人高級(jí)別B細(xì)胞淋巴瘤患者，取得了有效且持久的反應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)正在迅速發(fā)展，并為那些傳統(tǒng)治療無(wú)效的患者提供了新的希望。

圖3.加強(qiáng)過(guò)繼性T細(xì)胞治療的工程策略[1]

治療傳染病

20世紀(jì)90年代早期的臨床研究發(fā)現(xiàn)，輸注捐贈(zèng)者的T細(xì)胞后，一些復(fù)發(fā)的白血病患者可能會(huì)得到緩解[3]。這為T細(xì)胞治療控制病毒感染提供了證據(jù)。

針對(duì)HIV感染，從1998年開(kāi)始進(jìn)行CAR-T細(xì)胞的臨床試驗(yàn)。盡管這些試驗(yàn)并未證明CAR-T細(xì)胞有效控制艾滋病毒感染，但利用反轉(zhuǎn)錄病毒治療藥物，許多患者仍然能夠長(zhǎng)期生存。長(zhǎng)期隨訪顯示，CAR-T細(xì)胞持續(xù)存在并可持續(xù)十多年[4]。

目前，研究人員仍在探索治療潛伏艾滋病毒庫(kù)的方法。研究者通過(guò)表達(dá)特定蛋白，將CAR-T細(xì)胞定位到淋巴組織中的特定細(xì)胞，以進(jìn)一步提高治療效果。

治療自身免疫性疾病和其他疾病

近年來(lái)，除了在癌癥和病毒感染等領(lǐng)域，免疫細(xì)胞還被應(yīng)用到自身免疫性疾病的治療研究中，例如有研究將CAR-T和CAR-Treg細(xì)胞應(yīng)用到自身免疫性疾病的臨床研究中。

CAR-Treg療法相對(duì)于效應(yīng)CAR-T細(xì)胞療法具有潛在優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 持久性免疫抑制：目標(biāo)組織中Treg的持續(xù)擴(kuò)張和持久性能夠提供持續(xù)的免疫抑制，有助于治療自身免疫疾病或減輕移植物抗宿主病(GVHD)等疾病。

2. 減少脫靶毒性：效應(yīng)CAR-T細(xì)胞療法可能導(dǎo)致嚴(yán)重的脫靶效應(yīng)，給組織帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害，而CAR-Tregs的脫靶效應(yīng)相對(duì)較輕。

3. Treg的重要性：Treg在維持自身耐受性、免疫平衡和預(yù)防自身免疫疾病方面發(fā)揮重要作用，在非工程化Tregs的過(guò)繼轉(zhuǎn)移研究中已取得了顯著的成果。

4. CAR表達(dá)提升療效：CAR在Tregs中的表達(dá)可以提高Treg療法的效力和特異性。在小鼠結(jié)腸炎模型中的一項(xiàng)里程碑性研究中，針對(duì)2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）設(shè)計(jì)的CAR Tregs表現(xiàn)出通過(guò)抗原特異性分泌抑制因子、增殖并改善疾病癥狀的特點(diǎn)。

總的來(lái)說(shuō)，CAR-Treg療法具有許多潛在優(yōu)勢(shì)，并為其在臨床實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

此外，研究人員最近開(kāi)發(fā)了嵌合自身抗體受體（CAAR）技術(shù)，利用效應(yīng)CAR-T細(xì)胞治療自身免疫性疾病。CAAR類(lèi)似于CAR，但細(xì)胞外抗原結(jié)合域針對(duì)自體B細(xì)胞的受體（BCR）。通過(guò)在天皰瘡小鼠模型中使用表達(dá)Desmoglein 3的CAAR-T細(xì)胞，能夠特異性地攻擊致病B細(xì)胞并實(shí)現(xiàn)治愈。這項(xiàng)研究證明了CAAR-T細(xì)胞在治療自身免疫性疾病方面的潛力[5]。

小結(jié)

在過(guò)去的幾十年中，研究人員開(kāi)展了一系列的探索工作，通過(guò)基因工程等方法，將人體的免疫細(xì)胞改造成可以主動(dòng)攻擊腫瘤的“藥物”。其中一種被FDA批準(zhǔn)的療法叫做CAR-T細(xì)胞療法，已經(jīng)成功地用于治療某些B細(xì)胞惡性腫瘤。為了提高免疫細(xì)胞療法的效果，科學(xué)家們正在進(jìn)行更復(fù)雜的研究，通過(guò)基因工程等方法，嘗試改變細(xì)胞的基因組，使其更好地攻擊腫瘤。這些工作的目標(biāo)是使下一代的免疫細(xì)胞療法能夠更好地替代傳統(tǒng)療法，為患者帶來(lái)更好的治療效果。

1. Weber, E.W., Maus, M.V., and Mackall, C.L. (2020). The Emerging Landscape of Immune Cell Therapies. Cell 181, 46–62. 10.1016/j.cell.2020.03.001.

2. Rosenberg, S.A., Packard, B.S., Aebersold, P.M., Solomon, D., Topalian, S.L., Toy, S.T., Simon, P., Lotze, M.T., Yang, J.C., and Seipp, C.A. (1988). Use of tumor-infiltrating lymphocytes and interleukin-2 in the immunotherapy of patients with metastatic melanoma. A preliminary report. N Engl J Med 319, 1676–1680. 10.1056/NEJM198812223192527.

3. Bonini, C., Ferrari, G., Verzeletti, S., Servida, P., Zappone, E., Ruggieri, L., Ponzoni, M., Rossini, S., Mavilio, F., Traversari, C., et al. (1997). HSV-TK gene transfer into donor lymphocytes for control of allogeneic graft-versus-leukemia. Science 276, 1719–1724. 10.1126/science.276.5319.1719.

4. Scholler, J., Brady, T.L., Binder-Scholl, G., Hwang, W.-T., Plesa, G., Hege, K.M., Vogel, A.N., Kalos, M., Riley, J.L., Deeks, S.G., et al. (2012). Decade-long safety and function of retroviral-modified chimeric antigen receptor T cells. Sci Transl Med 4, 132ra53. 10.1126/scitranslmed.3003761.

5. Ellebrecht, C.T., Bhoj, V.G., Nace, A., Choi, E.J., Mao, X., Cho, M.J., Di Zenzo, G., Lanzavecchia, A., Seykora, J.T., Cotsarelis, G., et al. (2016). Reengineering chimeric antigen receptor T cells for targeted therapy of autoimmune disease. Science 353, 179–184. 10.1126/science.aaf6756.