陳富坤，陳娜娜，鄧智勇，呂娟，覃雯靜，朱家倫

0 引言

胸部惡性腫瘤主要包括肺癌、乳腺癌、食管癌、胸膜間皮瘤和胸腺瘤等，是導(dǎo)致腫瘤死亡和阻礙全球平均壽命提升的主要原因之一[1]。根據(jù)2020年全球腫瘤數(shù)據(jù)統(tǒng)計，胸部惡性腫瘤新發(fā)病例5 103 160例，死亡3 052 494例[2]，分別占全球腫瘤新發(fā)病例和死亡病例的26.45%和30.63%。當前，臨床上胸部惡性腫瘤的治療方法主要有外科減瘤術(shù)、化療、分子靶向治療等，但這些治療策略都具有一定的局限性。因此，尋求新的安全有效治療方法以緩解胸部惡性腫瘤進展和有效延長患者生存期是臨床亟待解決的問題。嵌合抗原受體基因修飾T（CAR-T）細胞療法被認為是治療惡性腫瘤的一種安全、有效的免疫療法[3]。目前，CAR-T細胞靶向CD19對藥物耐受B淋巴細胞惡性腫瘤具有長效緩解作用，在復(fù)發(fā)和難治性急性B淋巴細胞白血病和非霍奇金淋巴瘤的患者中，治愈率約為85%[4]。重要的是，有研究正在驗證CAR-T細胞免疫療法在胸部惡性腫瘤中的可行性和安全性[5]。為此，本文綜述了CAR-T細胞用于胸部惡性腫瘤治療的研究進展，包括CAR-T細胞結(jié)構(gòu)、分類以及靶抗原選擇，同時也分析了CAR-T細胞免疫治療在胸部惡性腫瘤中面臨的挑戰(zhàn)和未來前景，旨在為胸部惡性腫瘤免疫治療的臨床試驗設(shè)計和治療提供新的思路。

1 CAR-T細胞生物學(xué)特征

1.1 CAR-T細胞的結(jié)構(gòu)

CAR是一種工程化的合成受體，包含細胞外抗原結(jié)合域、細胞外間隔/鉸鏈序列、跨膜結(jié)構(gòu)域和細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)，見圖1A。細胞外抗原結(jié)合域通常是單鏈可變片段（scFv），包含重鏈可變區(qū)域（VH）和輕鏈可變區(qū)域（VL）；其功能主要是識別腫瘤相關(guān)抗原，正由于scFv的存在，所以CAR才能特異性地與靶細胞結(jié)合，確保了T細胞殺傷作用的特異性。細胞外間隔/鉸鏈序列通常是CD3、CD8或CD28的跨膜區(qū)，其主要功能是連接細胞外區(qū)域與細胞內(nèi)區(qū)域，通過調(diào)節(jié)細胞外間隔/鉸鏈序列的長度來優(yōu)化CAR-T細胞與靶向腫瘤之間的距離，以進行CAR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)主要包括刺激因子CD3ζ和其他共刺激因子，主要功能是激活T細胞、促進T細胞增殖和延長T細胞周期。

圖1 CAR-T細胞結(jié)構(gòu)(A)及發(fā)展歷程(B)Figure 1 Structure (A) and development (B) of CAR-T cells

1.2 CAR-T細胞的分類和發(fā)展

根據(jù)細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)的不同，CAR-T細胞已經(jīng)發(fā)展到了第五代和5款FDA批注的CAR-T產(chǎn)品，見圖1B，第五代CARs正處于測試階段。第一代CAR-T細胞的細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域僅包含CD3ζ結(jié)構(gòu)與細胞外的scFv結(jié)合修飾后激活T細胞，所以第一代CAR-T細胞的存活時間較短，激活T細胞的能力較弱。為了彌補第一代CARs細胞的不足，第二代CARs增加了共刺激因子以增強T細胞的增殖能力。第三代CARs包含CD3ζ和兩個共刺激因子，能有效提升其對腫瘤細胞的殺傷能力。第四代CAR-T細胞又稱為TRUCK T細胞，含有一個活化T細胞核因子（NFAT）轉(zhuǎn)錄相應(yīng)元件，可以使CAR-T細胞在腫瘤區(qū)域分泌特定的細胞因子，從而修飾腫瘤微環(huán)境，有助于實體瘤的免疫治療。第五代CARs包含一個IL-2受體β片段（IL-2Rβ）。IL-2Rβ替代了OX-40/CD27，且能夠介導(dǎo)酪氨酸激酶的產(chǎn)生、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子和轉(zhuǎn)錄激活因子-3/5的活化，但第五代CARs的有效性和安全性正處于驗證階段。

2 CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤中的靶抗原

以往研究表明，CAR-T細胞免疫療法在胸部惡性腫瘤中的核心問題是選擇理想的腫瘤相關(guān)抗原（TAA）。理想的TAA是指其在腫瘤細胞中特異性高表達，但在正常組織中不表達或低表達，主要是TAA能使CAR-T細胞觸發(fā)腫瘤特異性免疫反應(yīng)，且避免正常組織反應(yīng)。然而，CAR-T細胞免疫治療在包括胸部惡性腫瘤在內(nèi)的實體瘤中，很難獲得在血液惡性腫瘤中療效較為顯著的TAA。根據(jù)以往研究和早期臨床試驗，本文總結(jié)了胸部惡性腫瘤潛在的TAA，并對其中9種CAR-T細胞的潛在靶抗原進行了描述。

2.1 B7-H3

B7-H3作為腫瘤免疫治療的一個分子靶點，在多種實體瘤中高表達[6]。以往研究表明，超表達B7-H3能夠抑制T細胞活性、增殖和細胞因子分泌[7]。臨床研究表明，靶向B7-H3的CAR-T細胞實體瘤[8]中表現(xiàn)出較好的抗腫瘤活性。此外，3項臨床試驗也正在驗證靶向B7-H3的CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤的安全性、耐受性和可行性（NCT05341492、NCT04864821和NCT03198052）。

2.2 CEA

CEA是一種糖蛋白，其表達量與腫瘤發(fā)生呈正相關(guān)[9]。TCGA數(shù)據(jù)庫分析顯示，在胸部惡性腫瘤中CEA高表達，且高表達CEA的患者總生存期更短。以往研究證實，CEA可作為肺癌治療預(yù)后的有效腫瘤標志物[10]。最新研究也證實，抗CEA-CAR-T細胞在CEA陽性實體瘤患者中顯示出較好的抗腫瘤作用，且未出現(xiàn)細胞因子釋放綜合征[11]。此外，有2項臨床試驗正在對靶向CEA的CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤的安全性和有效性進行驗證（NCT02349724和NCT04348643）。

2.3 EGFR

多項研究證實，EGFR在胸部惡性腫瘤中高表達，并與腫瘤血管生成、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)相關(guān)[12]。Xia等[13]研究證實，靶向EGFR的CAR-T細胞對三陰性乳腺癌細胞增殖活力具有特異性抑制作用。臨床試驗（NCT01869166）表明，抗EGFR-CAR-T細胞治療EGFR陽性復(fù)發(fā)或耐藥的非小細胞肺癌患者后，沒有患者出現(xiàn)嚴重的不良反應(yīng)，且2例患者部分緩解，5例患者病情穩(wěn)定2～8個月。

2.4 成纖維活化蛋白

已有文獻證實，超表達成纖維活化蛋白（FAP）有助于腫瘤細胞增殖、侵襲和血管生成，且可作為多種腫瘤早期診斷的新靶點[14]。一項Ⅰ期臨床試驗證實，靶向FAP的CD8+T細胞能抑制FAP陽性胸膜間皮瘤移植瘤體生長，并延長移植小鼠的生存期[15]。

2.5 HER2

HER2是一種能夠促進癌細胞增殖、侵襲和血管生成的促癌基因[16]。重要的是，靶向HER2的CAR-T細胞能夠顯著抑制HER2陽性乳腺癌細胞和曲妥珠單抗耐藥乳腺癌細胞的增殖活力[17]。同時，抗HER2-CAR-T細胞對異種移植瘤小鼠食管癌細胞增殖活力具有抑制作用，并減少促炎因子的釋放[18]。

2.6 間皮素

在胸部惡性腫瘤中，高表達間皮素（MSLN）與患者高侵襲性和不良預(yù)后相關(guān)[19]，且其可作為胸膜間皮瘤和肺癌的診斷和治療靶點[20]。體外實驗表明，抗MSLN-CAR-T細胞能夠特異性殺死多種腫瘤細胞[21]。一項Ⅰ期臨床試驗（NCT01583686）表明，抗MSLN-CAR-T細胞治療轉(zhuǎn)移性腫瘤后，40%（6/15）的患者出現(xiàn)嚴重不良反應(yīng)（包括貧血、血小板減少、低氧血癥和淋巴細胞減少），只有1例患者在3.5個月的觀察期內(nèi)獲得病情穩(wěn)定。

2.7 MUC1

MUC1是一種促進腫瘤細胞黏附和轉(zhuǎn)移的跨膜蛋白，并在包括胸部腫瘤在內(nèi)的多種實體瘤中高表達[22-23]。也有研究證實，MUC1是實體瘤免疫治療的潛在靶點[24]。重要的是，已有6項臨床試驗正在驗證抗MUC1-CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤的安全性和有效性（NCT03179007、NCT02587689、NCT03198052、NCT03706326、NCT03525782和NCT05239143）。

2.8 PD-L1

PD-L1作為一種重要的免疫檢查點，在胸部惡性腫瘤中高表達[25]。體內(nèi)試驗證實，靶向PD-L1的CAR-T細胞對多種實體瘤具有顯著抑制作用[26]。同時，已有3項臨床試驗正在對靶向PD-L1的CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤的安全性和有效性進行評估（NCT03060343、NCT04556669和NCT04684459）。

2.9 ROR1

以往研究表明，ROR1在三陰性乳腺癌、肺癌、卵巢癌等腫瘤中高表達，但在正常組織中低表達[27]。同時，抗ROR1-CAR-T細胞表現(xiàn)出的抗腫瘤活性同抗CD19-CAR-T細胞治療淋巴細胞瘤的療效相當[28]。此外，一項臨床試驗（NCT02706392）顯示，抗ROR1-CAR-T細胞治療30例晚期胸部惡性腫瘤患者中至少有6例患者沒有出現(xiàn)劑量限制性毒性。

3 胸部惡性腫瘤CAR-T細胞免疫療法面臨的挑戰(zhàn)與策略

目前，CAR-T細胞免疫療法應(yīng)用于胸部惡性腫瘤治療仍處于早期探索階段，大部分的臨床試驗進展相對緩慢，還未取得令人滿意的效果。同時，CAR-T細胞治療胸部惡性腫瘤存在以下幾種主要挑戰(zhàn)，包括靶抗原異質(zhì)性與脫靶毒性、腫瘤免疫微環(huán)境抑制、細胞因子釋放綜合征、神經(jīng)毒性。

3.1 靶抗原異質(zhì)性與脫靶毒性

實體瘤CAR-T細胞治療最主要的問題是缺乏理想的TAA，這嚴重限制了CAR-T細胞在實體瘤中的治療效果。同時，挑選的TAA在正常組織/細胞中低表達，這容易導(dǎo)致CAR-T細胞攻擊表達靶抗原腫瘤細胞的同時會針對其他正常細胞，即產(chǎn)生脫靶毒性，進而可能導(dǎo)致肺纖維化、肝損傷和胃腸道功能紊亂等器官功能損傷[29]。為避免這些風(fēng)險的發(fā)生，研究者正積極開發(fā)可用于應(yīng)對靶抗原異質(zhì)性和脫靶毒性的相關(guān)策略，包括篩選特異性腫瘤靶抗原和設(shè)計多靶點CAR-T細胞等。也有研究證實，單細胞RNA測序技術(shù)可能為TAA選擇提供更多精確的靶抗原表達譜，且能更好預(yù)測腫瘤治療中CAR-T細胞的效能和毒性[30]。此外，CAR-T細胞聯(lián)合嵌合受體疫苗[31]、血管破壞劑[32]、PD1阻斷劑[33]等也能下調(diào)脫靶毒性。

3.2 神經(jīng)毒性

神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)是CAR-T細胞治療后以多種神經(jīng)癥狀為特征的嚴重不良反應(yīng)，常見癥狀包括頭痛、癲癇、失語、譫妄、腦出血，甚至死亡[34]。以往臨床研究證實，全身性炎性反應(yīng)或嚴重細胞因子釋放綜合征會增加神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)的風(fēng)險[35]。此外，內(nèi)皮細胞的活化有助于免疫效應(yīng)細胞和炎性反應(yīng)介質(zhì)突破血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，從而發(fā)生神經(jīng)中毒[36]。

3.3 細胞因子釋放綜合征

細胞因子釋放綜合征（CRS）是CAR-T細胞治療后產(chǎn)生的主要不良反應(yīng)，是由活化的CAR-T細胞觸發(fā)的全身性炎性反應(yīng)。同時，伴隨著以下常見癥狀：發(fā)熱、寒顫、肌肉酸痛、厭食、乏力、多器官功能障礙等，嚴重時可危及生命[37]。因此，深入了解CRS的生物學(xué)特性、降低細胞因子釋放、減少炎性反應(yīng)的發(fā)生對于預(yù)防和治療CRS至關(guān)重要。此外，識別CRS生物學(xué)標志物（IFN-γ、可溶性IL-1受體激動劑、糖蛋白亞基130）可在早期預(yù)判CRS的發(fā)生[38]。

3.4 腫瘤微環(huán)境免疫抑制

腫瘤微環(huán)境（TME）是影響CAR-T細胞治療實體瘤療效的重要因素之一，主要為缺氧、氧化應(yīng)激反應(yīng)、細胞免疫檢查點受體的免疫信號抑制和腫瘤來源的細胞因子抑制等[39]。研究證實，腫瘤細胞釋放多種免疫抑制因子導(dǎo)致抑制性免疫細胞激活[40]，從而限制了CAR-T細胞抗腫瘤效果。目前，有研究者通過基因編輯設(shè)計T細胞共表達免疫抑制性受體，進而增強CAR-T細胞治療療效。

4 結(jié)語和展望

CAR-T細胞在血液惡性腫瘤中取得的成功，為胸部惡性腫瘤的免疫治療帶來了希望。隨著對腫瘤發(fā)生機制不斷了解，培養(yǎng)和利用患者自身資源治療疾病比藥物治療更為重要。然而，由于胸部惡性腫瘤的異質(zhì)性和前臨床實驗的局限性，CAR-T細胞在包括胸部惡性腫瘤在內(nèi)的實體瘤的臨床運用中存在一定的不良反應(yīng)和潛在風(fēng)險。為了克服這些風(fēng)險和減少不良反應(yīng)的發(fā)生，后續(xù)研究需要解決以下4個關(guān)鍵問題：（1）尋找更加穩(wěn)定和特異性靶抗原和設(shè)計多靶點CAR-T細胞，減少脫靶毒性和免疫逃逸；（2）優(yōu)化CAR-T細胞結(jié)構(gòu)，靶向胸部惡性腫瘤微環(huán)境，增強療效；（3）挖掘CAR-T細胞歸巢調(diào)控因子和監(jiān)控機制，保障CAR-T細胞治療安全性；（4）探索聯(lián)合治療，如CAR-T細胞聯(lián)合放療、免疫檢查點抑制劑等。重要的是，未來提高CAR-T細胞對腫瘤細胞的殺傷作用、延長患者生存時間是迫切需要解決的問題。綜上所述，繼續(xù)優(yōu)化CAR-T細胞，設(shè)計理想的治療方案，CAR-T細胞免疫療法有望成為胸部惡性腫瘤治療的有效策略。

利益沖突聲明：

所有作者均聲明不存在利益沖突。