陽 沐, 吳 莉, 王季石

(1. 貴州醫(yī)科大學, 貴州 貴陽, 550004; 2. 貴州醫(yī)科大學附屬人民醫(yī)院 腫瘤科, 貴州 貴陽, 550002;3. 貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院 血液內(nèi)科, 貴州 貴陽, 550004)

腫瘤作為一種致死率極高的惡性疾病，對人們的健康造成了極大的威脅，當前治療腫瘤的醫(yī)療手段主要包含放射治療、化學藥物治療、手術治療，但其療效具有一定的局限性，腫瘤仍然存在轉移或復發(fā)的可能性[1]。目前，嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)療法逐漸成為腫瘤免疫治療中最為有效的新型手段[2]。CAR-T細胞可在基因轉導的作用下表達出嵌合抗原受體(CAR), 進而精準識別腫瘤抗原，迅速達到殺傷腫瘤細胞的目的[3]。將納米技術應用至CAR-T中，可促進患者自身T淋巴細胞快速實現(xiàn)基因改造，提高其對癌細胞的攻擊能力。結合納米技術的CAR-T能夠使T淋巴細胞表達出特定的CAR結構域，用以實現(xiàn)對靶抗原與靶細胞的識別與殺傷[4]。鑒于此，本文將納米技術與CAR-T腫瘤免疫治療進行有機的結合，探究納米技術在CAR-T腫瘤免疫治療中的應用發(fā)展及前景。

1 CAR-T腫瘤免疫治療機制分析

1.1 CAR的組成結構

早在20世紀90年代, CAR的概念就已被提出，經(jīng)過多年來不斷探索，基于CAR的基因修飾自體T細胞免疫治療藥品成功在美國批準上市，為大量復發(fā)性急性B淋巴細胞白血病患者提供了較好的臨床療效。位于細胞表面用作表達人工合成基因膜蛋白CAR的T淋巴細胞，即CAR-T細胞，相關研究[5]對其結構與應用進行了探究，成功提出其面臨的挑戰(zhàn)與應用前景。在CAR的結構中，主要囊括3個組成成分，分別為跨膜區(qū)、細胞內(nèi)信號肽區(qū)、細胞外抗原結合區(qū)?？缒^(qū)的主要構成元素為CD3、CD4、CD28, 其中存在單鏈可變片段與鉸鏈區(qū)，前者作用在于克服主要組織進行相容性復合時所受到的限制，后者則可對腫瘤相關抗原的選擇起到有力的促進作用。細胞內(nèi)信號肽區(qū)能夠實現(xiàn)信號的轉導。細胞外抗原結合區(qū)的作用最為關鍵，能夠對靶細胞外表上覆蓋的特異性抗原進行有效識別。CAR能夠結合腫瘤相關抗原，進而形成相應的活化信號，最終促進CAR-T實現(xiàn)活化并發(fā)揮其效用。CAR-T完成活化后能夠大量釋放出與CAR相關的殺傷因子、增殖因子、細胞因子。

1.2 CAR-T細胞活化與作用機制

作為一種新型生物免疫治療方法, CAR-T在血液腫瘤的臨床治療中具有顯著療效，相關學者[6]對CAR-T細胞的結構與功能進行了探究，驗證了該種療法的優(yōu)勢。研究人員[7]針對CAR-T在臨床應用中暴露出的載體安全性等問題，通過優(yōu)化CAR結構中的胞外抗原結合區(qū)的方式，加大對腫瘤細胞的免疫監(jiān)視力度，有效控制毒副作用。要使T細胞表現(xiàn)出準確的免疫應答，首先需要令其接受活化處理，并轉換為細胞毒性T淋巴細胞。在CAR的組成結構中，細胞外抗原結合區(qū)可憑借其效應T細胞的細胞毒作用，來促進T細胞的活化。與T細胞的活化機制相似, CAR-T的活化為一種雙信號途徑，即T細胞受體與CD28可以同時作用，二者分別與位于抗原提呈細胞中的抗原肽、共刺激分子等進行結合，進而使得T細胞被成功激活為細胞毒性T淋巴細胞。在早期的CAR中，僅存在3對免疫受體酪氨酸活化基序，且共刺激分子第二信號較少，會導致T細胞在與抗原結合之后難以持續(xù)進行增殖，造成較差的抗腫瘤效果。因此需要在第一代CAR的結構基礎上，進行不斷的優(yōu)化處理，五代CAR結構見圖1。

據(jù)圖1可知，向第一代CAR中添加第二信號分子的CD28, 或是添加共刺激分子，可獲取到第二代CAR, 可顯著延長CAR-T細胞在體內(nèi)的存活時間; 在第二代CAR中加入共刺激結構域，則得到第三代CAR, 能夠使白細胞介素2不足的不利影響降至最低，促進T細胞的增殖與活化; 為了降低毒副作用的影響，需要在第三代CAR的基礎上再次進行優(yōu)化，獲取到第四代CAR, 能夠有效抗擊腫瘤細胞; 第五代CAR, 即通用型CAR, 其結構與第二代CAR較為類似，區(qū)別在于添加了部分共刺激域，能夠實現(xiàn)對其他信號通路的激活。針對部分免疫活性極差的患者，第五代CAR能夠促進其進行自體CAR-T細胞治療，提高其臨床療效。

2 基于納米技術的新型腫瘤免疫治療方式

2.1 改進ACT的免疫治療

傳統(tǒng)過繼細胞療法(ACT)需要對相關免疫細胞進行分離，并對其進行離體處理，最后再將其重新輸回至患者體內(nèi)。通過注射納米聚合物或支架的方式，可建構一個定制化、模式化的局部微環(huán)境，進而在原位生產(chǎn)相應的免疫信號、腫瘤抗原、共定位炎癥因子。由于部分腫瘤微環(huán)境中具有一定的免疫抑制性，因此ACT的療效會受到較大的影響，添加納米聚合物或支架只針對實體瘤存在效果，無法對血液惡性腫瘤進行有效的治療。ACT在腫瘤治療過程中存在一定的局限性，有學者[8]針對該問題進行了細致的探討，并分析了CAR-T細胞在腫瘤治療中的應用效果與弊端，旨在提升其臨床療效。鑒于此，納米技術的重要性愈加凸顯，利用納米技術能夠在不植入ACT支架的條件下，完成對血液T細胞的調(diào)節(jié)，該種方式即改進ACT療法。改進ACT主要包含4個步驟，其一為對藥物、配體-抗體片段、單克隆抗體等進行打包處理，并將其附著于納米顆粒上; 其二為將相應的納米顆粒與T細胞表面進行連接; 其三為持續(xù)性提供類自分泌刺激信號給相關細胞，旨在最大化地防止轉移T細胞的功能與活力降低; 其四為通過引發(fā)全身免疫調(diào)節(jié)的形式，來殺傷或消除位于遠端的腫瘤細胞，并提高改進ACT的抗淋巴瘤效果。

2.2 遞送酶免疫治療

當前用作患者體內(nèi)酶遞送的載體主要為4種類型，即細胞因子、抗原、寡核苷酸、遞送小分子。除此以外，納米顆粒也可應用于酶的遞送中。鑒于腫瘤免疫治療藥物在患者體內(nèi)進行遞送時受到一定因素的限制，部分學者將腫瘤組織及其細胞的微環(huán)境特征作為研究基礎，設計了融合納米技術的微環(huán)境遞送系統(tǒng)，成功提高了抗腫瘤藥物的遞送效率與臨床療效[9]。在術后感染期間存在一道防線，即中性粒細胞，保證該細胞的活性可有效規(guī)避術后感染的風險。中性粒細胞胞外陷阱作為一種特殊的脫氧核糖核酸(DNA)結構，能夠在血管內(nèi)形成的過程中對循環(huán)腫瘤細胞進行隱蔽處理，進而導致腫瘤迅速發(fā)生轉移，最終導致惡性腫瘤或癌癥的發(fā)生。對該胞外陷阱進行有力的控制極為必要，因此利用包載中性粒細胞彈性蛋白酶的納米顆粒完成酶的遞送，能夠對胞外陷阱實現(xiàn)有效的催化降解，從根本上抑制腫瘤出現(xiàn)轉移等其他惡化現(xiàn)象。

2.3 癌癥聯(lián)合免疫治療

治療癌癥的主要手段在殺傷惡性腫瘤細胞的過程中，往往會對人體正常細胞造成一定的損害，更有甚者會導致殘留的惡性腫瘤細胞經(jīng)由傷患處流入血液循環(huán)中，最終使得患者的預后較差。除此以外，單一免疫治療模式在治療實體瘤時，其療效具有一定的局限性?；诖耍捎眉{米顆粒來進行癌癥聯(lián)合免疫治療，有助于實現(xiàn)協(xié)同增效。納米顆粒中囊括的免疫調(diào)節(jié)劑可最大化降低患者全身毒性，促進免疫刺激分子產(chǎn)生作用，且促進全身免疫細胞產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應，最終達到防止惡性腫瘤細胞轉移與癌癥復發(fā)的目的。結合納米技術的癌癥聯(lián)合免疫治療，對抗癌效果的提升有著顯著的促進作用。傳統(tǒng)放療產(chǎn)生的促炎性因子會加速免疫細胞對抗原的吞噬與呈遞，誘導產(chǎn)生腫瘤特異性免疫反應與抗腫瘤免疫應答。納米顆?？晌较嚓P的特異性抗原，隨后被人體內(nèi)的吞噬細胞進行特異性識別與捕獲，增強對惡性腫瘤細胞的免疫治療效果。

在體內(nèi)研究中，對患黑色素瘤的小鼠進行實驗，首先對受試小鼠的原發(fā)病灶進行放療處理，再向其注射吸附著抗原的納米顆粒。經(jīng)過一段時間的恢復后，該批小鼠的臨床療效顯著增強，且其生存期大大延長。90 d后對該批小鼠接種黑色素瘤細胞，發(fā)現(xiàn)其并不會重新生長出新的腫瘤，這表明應用納米技術進行治療能夠對防止腫瘤的復發(fā)起到關鍵性的作用。

3 納米技術在CAR-T腫瘤免疫治療中的臨床應用

3.1 納米技術聯(lián)合CAR-T在惡性淋巴瘤和血液腫瘤中的應用

科研人員[10]認為在免疫治療的基礎上融入納米技術，可有效避免抗原等物質(zhì)出現(xiàn)降解，能顯著提高位于惡性腫瘤部位中的免疫刺激分子的富集度，實現(xiàn)預防全身免疫毒性的目的。聯(lián)合納米技術的CAR-T細胞可構建一個慢病毒表達載體，并完成一個完整的CAR-T細胞擴增體系的培養(yǎng)。臨床研究[11-12]表明，納米技術聯(lián)合CAR-T能夠針對復發(fā)性極強的小兒急性淋巴細胞白血病起到較好的緩解與治療效果。B細胞非霍奇金淋巴瘤作為一種罕見的惡性腫瘤疾病，其致死率極高，化療手段可對其實現(xiàn)一定的病情控制。然而該種方式無法對其他惡性腫瘤疾病取得較好的療效，如轉化型淋巴瘤、雙重打擊淋巴瘤等，若患者具有較高的早期復發(fā)風險，化療也無法起到顯著的控制作用[13-14]。聯(lián)合納米技術的CAR-T可對預后較差的B細胞惡性腫瘤患者進行有效的治療，通過CAR-T細胞重定向免疫的治療手段，在臨床實驗中取得較好的效果。26例接受納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療的B細胞惡性腫瘤患者，在完成階段性的治療后均獲得了較好的療效，提示該實驗提出的治療手段可行，但在進行治療前充足的準備、治療過程中積極的護理配合、治療后相關并發(fā)癥的處理等均會對B細胞惡性腫瘤患者的康復造成一定的影響[15]。

白血病作為一種骨髓造血干細胞惡性克隆性增殖的造血系統(tǒng)腫瘤性疾病，具有較高的致死率，這是由于在該種疾病的治療過程中，化療耐藥與復發(fā)的現(xiàn)象頻發(fā)。大多數(shù)應用于化療的藥物均會導致機體出現(xiàn)一定的不良反應，如嚴重的組織急性壞死等癥狀，故而進一步加大化療力度，無法促進患者康復[16-17]。納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療的方式，可極大地改善該種現(xiàn)象，可在治療過程中精確地篩選出最佳靶抗原，顯著降低CAR-T細胞的耐藥性，進而令白血病患者的緩解率得到大幅提高，實現(xiàn)對治療后各類不良反應的有效控制[18]。針對急性淋巴細胞白血病進行治療時，摒棄傳統(tǒng)的化療方式，選擇納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療，可從根本上解決耐藥患者體內(nèi)存在過大腫瘤負荷的問題，令患者的病情得到明顯的緩解，并改善其預后療效[19]。納米技術聯(lián)合CAR-T在白血病的治療中，具有廣闊的應用前景。

3.2 納米技術聯(lián)合CAR-T在其他惡性腫瘤中的應用

據(jù)前述內(nèi)容可知，在納米技術的作用下, CAR-T細胞可發(fā)揮出較強的特異性與個體性，能夠針對性地治療淋巴瘤與白血病。不僅如此，在其他惡性腫瘤疾病中，該種治療手段也可作為臨床治療的有效策略，如卵巢癌[20]。相關研究[20]表明，對人體外周血中的單核細胞進行感染處理，進而可制備出具有穩(wěn)定表達的CAR-T細胞，結合納米技術應用蛋白質(zhì)印跡法或免疫組織化學法，可對卵巢癌患者的腫瘤樣本進行檢測，還能評估納米技術聯(lián)合CAR-T對卵巢癌細胞的殺傷能力與清除能力。納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療能夠針對卵巢癌細胞進行特異性的識別與殺滅，從根本上防止癌細胞轉移，避免腫瘤持續(xù)性生長。在實體瘤治療過程中, CAR-T細胞療法并未被納入臨床實驗中，然而該種療法已在相關動物模型實驗中取得了一定的進展。相關學者[21]應用納米技術將溶瘤病毒與CAR-T細胞進行有機的結合，對小鼠異種膠質(zhì)瘤腫瘤模型進行臨床醫(yī)學實驗，大幅提升了其抗腫瘤效果與生存率，并突破了CAR-T細胞在實體瘤治療中的單一性限制。據(jù)受試小鼠體內(nèi)腫瘤生長指標顯示，納米技術聯(lián)合CAR-T能夠促進其產(chǎn)生大量的自然殺傷受體，進而加速各類細胞因子的分泌，最終使得惡性腫瘤細胞得到完全溶解。臨床實驗[22]表明，除卵巢癌以外，肝癌、肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等惡性腫瘤疾病，均可在納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療的作用下，得到有效的控制，該方式的抗腫瘤效果極為顯著。

4 結論與展望

諸多臨床實驗結果顯示, CAR-T細胞免疫治療可對血液系統(tǒng)中的惡性腫瘤取得較好的療效，但該種治療手段對實體瘤進行治療時，其療效仍然受到了一定的限制。在整個治療過程中，腫瘤微環(huán)境的免疫抑制、惡性腫瘤抗原逃逸、治療后的各類不良反應，均會對CAR-T細胞免疫治療的療效造成影響。鑒于此，提高CAR-T細胞的靶向性與抗腫瘤效果，是腫瘤免疫治療的核心，且從根本上提高CAR-T細胞的多功能性與特異性識別能力，可顯著改善患者預后。

納米技術在CAR-T腫瘤免疫治療中具有較好的應用進展與廣闊的應用前景，在未來的研究中，將深入探討基因工程改造時利用納米技術聯(lián)合CAR-T細胞免疫治療的合理性與安全性。由于3D打印再生技術在醫(yī)學領域中的應用愈加廣泛，因此利用相應的納米器件可為腫瘤免疫治療提供一定的輔助力量。聯(lián)合納米技術的腫瘤免疫工程，可促進特定細胞因子、免疫細胞及其基質(zhì)的定位準確度的提升，進而使相應的納米支架或納米載體應用至人體各級淋巴結構中。