孫潔 陳欣

1天津醫(yī)科大學一中心臨床學院（天津300070）；2天津市第一中心醫(yī)院心內科（天津300192）

嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）T 細胞是過繼性T 細胞的一種，作為一種新型免疫療法，成為腫瘤治療的研究熱點。特別是CD19 CAR-T 細胞在復發(fā)∕難治（relapsed or refractory，R∕R）血液惡性腫瘤的顯著療效，引起了極大的關注［1-2］。目前FDA已批準多個CD19 CAR-T細胞應用于R∕R 血液病治療：Axicabtagene ciloleucel 用于治療成人R∕R彌漫大B細胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）；Tisagenlecucel 用于治療R∕R兒童∕年輕成人B 細胞急性淋巴細胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia，ALL）；以及Tecartus 用于治療R∕R套細胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma，MCL）。近年來，CAR-T 細胞的臨床試驗急劇增加，各種CAR-T 細胞產品正在開發(fā)中，如探索用于其他血液系腫瘤［3］，治療實體腫瘤［4-5］，同時靶向多種抗原的治療方法［6］等。這對腫瘤免疫治療領域具有劃時代意義。

然而，臨床中CAR-T 細胞療法帶來嚴重的治療相關毒性卻是不容忽視的，目前報道最多的是細胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）和神經毒性，還有可能威脅生命的心血管毒性，其機制、臨床表現(xiàn)及治療逐漸得到重視，及早預測、診斷和管理心血管毒性事件是至關重要的。本文對目前關于CAR-T 細胞療法心臟毒性的研究進展作了綜述，以期最大限度地提高CAR-T細胞治療的心血管安全性，使更多的患者受益。

1 CAR-T 細胞療法介紹

首先提取患者自身T 細胞，再通過基因工程重組T 細胞以識別腫瘤細胞表達的腫瘤相關抗原TAA（tumor associated antigen，TAA），然后體外快速增殖以產生治療量CAR-T 細胞，最后回輸患者體內。CAR 分子包括胞外的結合區(qū)域［能特異性識別靶抗原的單鏈可變區(qū)片段（single chain variable fragment，scFv）］、鉸鏈區(qū)、跨膜區(qū)和胞內的信號段。CAR 蛋白對TAA 的識別是以一種MHC-非依賴性方式進行的。CAR-T 細胞的scFv 片段與靶細胞TAA 結合，形成一個效應功能所必需的非經典免疫突觸。然后再通過穿孔素∕顆粒酶途徑、Fas∕FasL 途徑以及釋放細胞因子等來介導其抗腫瘤作用［7］。

2 心臟毒性的臨床表現(xiàn)及影響因素

由于目前文獻資料的缺乏，心血管毒性的定義尚不明確。迄今為止，觀察到的不良心血管事件主要有：心律失常，包括竇性心動過速、房顫、QT 間期延長、室上性心動過速及非持續(xù)室性心動過速等［8-12］；低血壓、左心室收縮功能障礙、休克，急性冠脈綜合征［11］和心臟驟停［10］。

BURSTEIN 等［8］及FITZGERALD 等［9］評估了CAR-T 細胞治療在兒童和青年人群中的不良心血管反應。心血管功能障礙定義為需要使用藥物支持的顯著低血壓。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)熱伴隨心動過速，低血壓的發(fā)生也晚于發(fā)熱。顯著低血壓患者均有較高級別的CRS。并且至少41%患者住院期間出現(xiàn)了新的左心室功能障礙（并非所有患者都進行了超聲心動圖檢查）。治療前未成熟細胞計數(shù)＞25%或先前存在的心功能障礙是心血管功能障礙的危險因素。

ALVI 等［10］及LEFEBVRE 等［11］分別對接受CD19 CAR-T 治療的成年患者的心血管毒性進行了回顧性研究。ALVI 等研究定義：心臟毒性為射血分數(shù)降低或肌鈣蛋白升高。心血管事件包括心律失常、失代償性心力衰竭和心血管死亡。而LEFEBVRE 等研究定義的主要不良心血管事件包括心血管死亡、癥狀性心力衰竭、急性冠狀動脈綜合征、缺血性中風和新發(fā)心律失常。定義事件的發(fā)生率分別為12%和15%，均有心臟死亡事件發(fā)生。研究均發(fā)現(xiàn)CRS 級別（≥2 級）是不良心血管事件的風險變量。此外，ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)CAR-T 細胞輸注后肌鈣蛋白升高和從CRS 開始到Tocilizumab 給藥的時間延長均與發(fā)生心血管事件的風險增加有關。CRS 的嚴重程度、肌鈣蛋白的升高和心血管事件的發(fā)生之間存在密切關系。肌鈣蛋白水平被認為是腫瘤患者心肌細胞損傷的可靠指標，研究發(fā)現(xiàn)肌鈣蛋白的增加與低血壓和心動過速有關。在LEFEBVRE 等［11］的研究中還發(fā)現(xiàn)血管風險高及多病共存的患者CAR-T 治療的不良心血管事件風險更高。

3 心臟毒性的發(fā)病機制

心臟毒性可能的發(fā)生機制有多種說法，如CRS、脫靶效應、交叉免疫反應、腫瘤溶解綜合征、T 細胞受體錯配、毒物代謝產物和其他特殊機制［13-17］。但是CAR-T 細胞治療后出現(xiàn)的心臟毒性到底是其對心臟的直接損害還是間接毒性目前未知。

3.1 直接毒性脫靶效應：脫靶效應是指未能達到預先設定的目標，有所偏移的現(xiàn)象。CAR-T 細胞所識別的抗原并非腫瘤細胞獨有，它們與非腫瘤組織的相同靶抗原接觸時便會引起脫靶效應。例如在CAR-T 治療轉移性腎癌和轉移性結直腸癌等相關的臨床試驗［18-19］中，證實CAR- T 細胞攻擊了部分表達靶抗原的正常組織，直接造成正常組織損傷。CD19 抗原在R∕R B-ALL 和DLBCL 的腫瘤細胞以及正常B 淋巴細胞表面都有表達，CD19 CAR-T 細胞在對腫瘤細胞殺傷過程中，有可能發(fā)生脫靶效應而損傷心臟細胞［20］。

交叉免疫反應：在LINETTE 等［21］報告了兩名心臟篩查正常的黑色素瘤患者接受T 細胞免疫療法后發(fā)生心源性休克并死亡的病例，尸檢結果顯示心肌嚴重受損，病理學顯示T 細胞浸潤，但組織中未檢測到MAGE-A3（一種超過76%的黑色素瘤患者都表達的腫瘤抗原）表達。進一步研究證實這些T 細胞識別了一種不相關的肌聯(lián)蛋白——一種存在于心臟中的大型橫紋肌蛋白，而導致心肌細胞的損傷。即使靶抗原與正常組織抗原不同，部分序列或結構上的相似性也有可能觸發(fā)交叉免疫反應。雖然目前在CAR-T 的臨床應用中還未有類似報道，但基于兩種治療技術相似性，不可排除這種潛在的心肌損傷機制。

穿孔素∕顆粒酶途徑：穿孔素∕顆粒酶通路是快速、有效和特異的CAR-T細胞誘導靶細胞裂解的關鍵［7］。CAR-T 細胞能釋放穿孔素，并在腫瘤細胞膜上打孔，讓顆粒酶B進入靶細胞，進而激活caspase 3-gasdermin E（GSDME）通路，引起細胞焦亡［22］。在治療中外周血中短時間大量釋放的穿孔素、顆粒酶是否會浸潤心肌造成損害也有待證實。

3.2 間接毒性臨床研究發(fā)現(xiàn)CRS 分級與心血管毒性事件的發(fā)生呈正相關［8-11］。由此認為心臟毒性的發(fā)生可能是CRS 的副產物引起。CRS 是大量細胞因子（IL-1，IL-6，IL-8，IL-10，IL-12，TNF-α，IFN-α，MCP-1，MIP-1 等）釋放引起的臨床綜合征，一種影響心、腦、肺等多個器官的全身性炎癥。劉育英等［22］通過動物實驗證明了CRS 的機制：GSDME通路介導細胞焦亡，釋放相關因子促進巨噬細胞gasdermin D（GSDMD）裂解，導致細胞因子的釋放和隨后的CRS。GIAVRIDIS 等［23］及NORELLI 等通過小鼠模型證實IL-1、Il -6 細胞因子是由巨噬細胞、單核細胞釋放。還發(fā)現(xiàn)誘導型一氧化氮合成酶iNOS 上調是IL-1 和IL-6 誘導嚴重CRS 的機制，并發(fā)現(xiàn)低血壓是由一氧化氮（NO）引起的。心功能障礙據(jù)可能是一個類似于膿毒癥期間應激性心肌病的過程［24］；還可能與IL-6 有關，IL-6 被認為是感染和炎癥狀態(tài)下心肌抑制的中介。ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)從CRS開始到托珠單抗（Tocilizumab）給藥的時間（每延遲12 小時不良心血管事件發(fā)生風險增加1.7倍），進一步驗證了IL-6在心臟毒性中的作用。

接受CAR-T 細胞療法的R∕R B-ALL 和DLBCL患者，通常之前接受過基于蒽環(huán)類的多輪化療，蒽環(huán)類藥物對心肌有急性損害和遲發(fā)的與劑量有關的心肌損傷反應；此外，在輸注CAR-T 細胞之前，患者接受氟達拉濱聯(lián)合環(huán)磷酰胺的預處理方案以減輕腫瘤負荷；而環(huán)磷酰胺本身就有心血管毒性，特別是心力衰竭和左室功能障礙［25］。而且，部分患者曾經接受過造血干細胞移植治療。再者，接受CAR-T治療的老年患者可能已經患有心血管疾病。發(fā)生CRS 后大量靜脈輸液，導致容量超負荷而引起心功能障礙。目前觀點認為心功能障礙的發(fā)作可能是急性和嚴重的，但通常是可逆的［8-9，24］。

4 預防策略

CAR-T 細胞治療的心血管毒性管理目前還沒有標準化。目前倫敦大學學院醫(yī)院的Cardio-Oncology 建立了一個心臟篩查和監(jiān)測項目。該項目要求所有患者在治療前、治療中及3 個月隨訪時都要接受心功能風險評估，包括肌鈣蛋白、BNP、12 導聯(lián)心電圖、超聲心動圖檢查，必要時還需進行CMR 成像以了解患者心功能。隨著CAR-T 細胞治療擴展到更廣泛的患者群體，有必要在治療前進行評估及分級管理。期待此項目得到廣泛使用，以更好的證明增加心臟監(jiān)測在患者CAR-T 細胞治療的預防、管理及預后方面的效用。

目前認為CRS 的嚴重程度與治療時的疾病負擔和較高的CAR-T 細胞輸注量有關，而不良心血管事件又和CRS 的分級呈正相關。即凡是影響CRS 進展的因素均可能增加不良心血管事件的風險。因而CRS 的診斷和分級至關重要，但早期CRS 分級多種，它們之間缺乏共識和存在顯著的差異性。最近，美國移植和細胞治療協(xié)會發(fā)布了CRS 的一致分級［6］，可采用統(tǒng)一的分級標準。

目前對CRS 的管理未形成指南規(guī)范，在輸注CAR-T 細胞后，密切的臨床觀察和血流動力學監(jiān)測是早期發(fā)現(xiàn)CRS 的必要條件。發(fā)熱、心動過速和低血壓通常是CRS 的最初癥狀。目前認為監(jiān)測C 反應蛋白和鐵蛋白可有助于及時發(fā)現(xiàn)CRS，但需注意與基線進行對比，并除外感染的可能。CRS的嚴重程度取決于低血壓和缺氧［6］。為了減少低血壓的發(fā)生，在治療前停止或盡量減少降壓藥物的使用。低血壓是左心室功能障礙的至關重要的標志［8］。如果血壓在擴容后沒有改善，就要進行血管加壓素治療，并用超聲心動圖、肌鈣蛋白和BNP 進行評估。早期液體擴容對CRS 和相關低血壓的治療至關重要。根據(jù)臨床情況控制液體容量，以減少心衰的風險。在血流動力學不穩(wěn)定、心臟生物標記顯著升高或嚴重左室功能障礙（左室射血分數(shù)＜40%）的情況下，患者通常需要轉到重癥監(jiān)護病房，持續(xù)心電監(jiān)護，維持足夠的灌注，積極對癥治療。

5 治療及進展

Tocilizumab（IL-6 受體拮抗劑）對于任何在CAR-T 治療中出現(xiàn)心臟毒性的患者，都應首先考慮使用。ALVI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)早期給予Tocilizumab可顯著降低CV 事件發(fā)生率，且不妨礙CAR-T 細胞的抗腫瘤作用，但Tocilizumab 并不是對所有患者有效。BRUDNO 等［26］認為Tocilizumab 可能增加神經毒性的發(fā)生率和嚴重程度。對于給藥最佳時機尚無定論。糖皮質激素通常被用作二線藥物，因為其對CAR-T細胞的抗腫瘤活性的影響存在爭議。

Siltuximab（另一種IL-6 受體拮抗劑）理論上比Tocilizumab 和糖皮質激素有更高的親和力；而且通過直接綁定IL-6，可降低中樞神經系統(tǒng)的IL-6 水平，減少神經毒性。但它未通過FDA 審批。Anakinra（IL-1 受體阻斷劑）在動物實驗［23］發(fā)現(xiàn)可以有效地預防CRS 和神經毒性。Tocilizumab 可用于預防CRS，但對神經毒性的預防無效。在SCIDbeige 小鼠模型［23］中，NOS 抑制劑被證明可以降低CRS 的全身毒性。因此，這些藥物都有潛力用于治療CAR-T 療法的相關毒性。然而這些僅來自動物實驗，需要臨床試驗來證實Anakinra、NOS 抑制劑的真實效果。

除了藥物治療外，有研究稱血液濾過可以成功地消除CD19 CAR-T 細胞治療后嚴重的細胞因子釋放綜合征。另外減少毒性的替代方法是CAR-T 細胞工程技術的優(yōu)化，在基因修飾T 細胞時加入“自殺”或誘導開關基因，以及需要雙抗原結合以確保靶向腫瘤細胞的激活［27］。伊文芳等［27］通過體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)氟達拉濱及馬磷酰胺對CD19CAR-T 細胞有明顯的抑制作用，為清除CD19-CAR-T 細胞提供了新的思路。雖然這些方法很有吸引力，但它們仍處于研究階段。

6 CAR-T 細胞治療心臟腫瘤研究的展望

近年來CAR-T細胞療法在R∕R B-ALL和DLBCL的治療中取得顯著療效，并具有廣大的應用前景，但其致命的心血管毒性可能是得不償失的。仍需要大量臨床前瞻性研究，確定心臟毒性事件的真實發(fā)病率、影響因素、自然史等。需要進一步探索發(fā)病機制、病理生理改變，以便開發(fā)基于證據(jù)的干預及治療措施。另外有研究［28］證明CAR-T 細胞治療后在患者內持續(xù)存在超過10年。目前尚不清楚CAR-T 細胞循環(huán)持續(xù)的存在對免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的長期影響，需要未來的研究來評估其長期的心血管安全性。隨著研究的深入，以期能降低心臟毒性的發(fā)生風險，提高治療的安全性和有效性。