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CAR-T細胞免疫療法，正在強勢開啟自身免疫病的變革時代

2024-07-12 點擊量：620

嵌合抗原受體T細胞（CAR-T細胞）療法是一種革命性的癌癥治療方法，利用基因工程改造患者自身的T細胞，使其能夠識別并攻擊特定的癌細胞。

通過靶向B細胞表面的一種白細胞分化抗原CD19，CAR-T細胞療法能夠有效清除表達CD19的腫瘤細胞，已被批準用于治療復發(fā)和/或難治性B細胞惡性淋巴瘤。證據表明，靶向CD19的CAR-T療法顯示出較高的完全緩解率，許多患者的無進展生存期超過 5 年。

令人翹首以盼的是，CAR-T細胞療法在癌癥治療中的成功，只是一個開始。近年來，科學家們正在探索如何利用這種強大的工具治療自身免疫疾病。

自身免疫疾病是指人體的免疫反應錯誤地攻擊個體組織，最終導致器官破壞或功能障礙，包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）、類風濕關節(jié)炎（RA）、多發(fā)性硬化癥等。能夠產生自身抗體的B細胞在其發(fā)病機制中發(fā)揮關鍵作用，因此 B細胞耗竭被視為自身免疫疾病的主要治療策略^[1]。

于是，CAR-T細胞療法在B細胞惡性淋巴瘤治療中綻放的光彩，照進了自身免疫疾病治療領域——既然都能整治住癌變的B細胞，我們可以利用CAR-T去清除那些“內鬼”B細胞。

展開的初步研究結果顯示，CAR-T細胞療法確實能夠在系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫疾病中實現(xiàn)更徹底地耗竭致病性B細胞。從臨床效果看，CAR-T細胞療法有望用于緩解自身免疫疾病癥狀，提高患者的生活質量。

今年六月初，美國國立衛(wèi)生研究院的James N. Kochenderfer在《自然評論免疫學》發(fā)表了一篇綜述文章^[2]，對此進行探討。論文不僅詳細介紹了CAR-T細胞療法的機制和CAR的結構，還討論了其在多種自身免疫疾病中的應用、療效及安全性，為進一步研究提供了寶貴的參考。

接下來我們一同探尋，CAR-T細胞療法究竟如何完成“跨界”，顛覆自身免疫疾病的治療。

▲首頁截圖

明確目標：清除異常B細胞

B細胞最為人熟知的功能是產生抗體。當B細胞產生可識別自身組織成分的抗體時，便會攻擊身體的組織和細胞，導致炎癥和組織損傷，它們被稱為自身反應性B細胞。大多數自身免疫病患者的B細胞免疫耐受性檢查點存在缺陷，無法消除自身反應性B細胞，導致疾病發(fā)生。此外，B細胞還通過局部產生炎癥因子和作為抗原呈遞細胞參與疾病發(fā)生。

因此，清除異常B細胞成為治療自身免疫病的治療策略。

CD19、CD20、CD38和B細胞成熟抗原（BCMA）是B細胞在不同發(fā)育和分化階段表達的表面蛋白，其中CD19 在B細胞全生命周期表達。針對B細胞表面抗原CD20和CD19的靶向藥，已經在自身免疫病治療中顯示出顯著療效。例如靶向CD20的利妥昔單抗、靶向CD19的伊奈利珠單抗等，陸續(xù)獲批用于治療B細胞驅動的自身免疫病。然而，許多自身免疫疾病對B細胞靶向的單克隆抗體治療耐藥或控制不佳。

▲B細胞發(fā)育和分化過程中蛋白質標志物的表達

于是，在癌癥治療中展現(xiàn)出卓越B細胞清除能力的CAR-T細胞療法，被科學家們拿來與自身免疫病進行較量。

CAR-T細胞療法的原理

在CAR-T療法中，患者的T細胞被提取并在實驗室中進行基因修改，添加一個特殊的受體——嵌合抗原受體（CAR），設計用來識別和結合特定抗原。被CAR“武裝”的T細胞經過擴增后重新輸注回患者體內，識別并消滅表達目標抗原的細胞。

CAR由五個關鍵部分組成：

抗原識別域位于細胞外，通常是單鏈可變片段（scFv），賦予CAR識別抗原的敏感性和特異性?？乖R別域可以靶向腫瘤特異性抗原和自身抗原。自身免疫病中，最常研究的兩個靶點抗原是CD19和BCMA。

CAR的細胞內組分包括共刺激域（通常是CD28或4-1BB）和T細胞激活域（通常是CD3ζ鏈），它們與跨膜域相連，鉸鏈域則負責將抗原識別域和跨膜結構域鏈接起來。這些結構強烈影響著CAR-T細胞的功能和持久性。

▲CAR的關鍵組成部分

基于單特異性的標準型CAR，為增強療效和特異性，如今已研發(fā)出多種CAR結構策略，包括雙順反子構建體（Bicistronic CAR constructs）、T細胞受體融合構建體（TCR fusion constructs, TRuCs）、裝甲策略（Armoured CAR approach）、嵌合自身抗體受體（CAAR）。

其中，雙順反子構建體能夠使同一個T細胞同時靶向兩個抗原。與僅靶向CD19的CAR相比，同時靶向CD19和BCMA的雙順反子CAR構建體，可能在消除引起自身免疫的抗體方面更勝一籌。另一種CAAR將病原性自體抗原作為抗原識別域，選擇性地消除自反應性B細胞。

▲CAR 構造的類型

進行轉導時，目前大部分自身免疫臨床試驗使用慢病毒載體將CAR轉移到從患者體內提取的T細胞中，該方法的一個缺點是可能發(fā)生插入突變。將CAR-T細胞輸注到患者體內后，一旦CAR的抗原識別域識別到特定抗原，CAR-T細胞將釋放細胞因子、表現(xiàn)細胞毒性并增殖。

自身免疫疾病中構建CAR時，限制細胞因子釋放綜合癥和神經毒性以提高安全標準尤為重要，因為大多數自身免疫病患者比血液惡性腫瘤患者有更長的預期壽命。

初步臨床試驗已啟動，結果激動人心

靶向CD19的CAR-T細胞療法在急性淋巴細胞白血病和B細胞惡性淋巴瘤中徹底清除B細胞的效果，為其用于自身免疫疾病治療提供了堅實依據。然而，由于CAR-T細胞是利用患者自身的T細胞制備而成，那么是否會反倒助紂為虐、幫助自身反應性CD4+T細胞進行CAR“武器升級”，導致病情加劇呢？

盡管存在這個風險，不可否認的是，靶向CD19的CAR-T細胞療法在自身免疫病治療中顯示出了巨大的治療潛力，并不會加劇病情。

臨床前系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠模型實驗結果表明，自反應性CD4+T細胞可能不會限制CAR-T細胞療法在自身免疫病中的使用。CAR-T細胞療法在自身免疫疾病中的應用進入臨床研究階段后，也緩解了這方面的擔憂。

初步臨床研究提示，靶向CD19的CAR-T細胞療法在系統(tǒng)性紅斑狼瘡、抗合成酶抗體綜合征、系統(tǒng)性硬化癥和重癥肌無力等B細胞驅動的難治性自身免疫病中表現(xiàn)出顯著療效，患者病情迅速得到控制、耐受性良好，外周B細胞可以被清除至幾乎不可檢測的水平，且患者大多此前對其他B細胞靶向治療失敗。這說明CAR-T細胞療法能夠廣泛清除多種B細胞亞群，實現(xiàn)前所未見的疾病控制效果。

從安全性來看，細胞因子釋放綜合征（CRS）和神經毒性綜合征（ICANS）是CAR-T細胞療法的常見副作用。但由于自身免疫病患者沒有惡性腫瘤或骨髓浸潤，他們發(fā)生CRS和ICANS的風險可能比癌癥患者更低。與之猜想相符，早期臨床試驗結果顯示，接受靶向CD19的CAR-T細胞療法的自身免疫疾病患者大多只出現(xiàn)低級別的CRS，并且未見嚴重的神經毒性，這些副作用較輕且可控。

▲正在進行中的靶向CD19和靶向BCMA的CAR-T細胞療法治療自身免疫病的臨床試驗

靶向CD19的CAR-T細胞療法用于治療自身免疫病時，還存在一個擔憂，即自身抗體可能由CD19陰性的長壽命漿細胞（LLPCs）產生。不過，在5名重癥系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的治療過程中，靶向CD19的CAR-T細胞療法能夠顯著降低抗雙鏈DNA抗體水平，表明CD19陽性細胞是主要的自身抗體來源。

當然，也有應對長壽命漿細胞的策略，如針對CD38的靶向藥達雷妥尤單抗以及蛋白酶體抑制劑硼替佐米，這些方法在多發(fā)性骨髓瘤和自身免疫疾病中均具有顯著療效，并能夠減少長壽命漿細胞產生的自身抗體。此外，在設計CAR-T時，將BCMA作為單一靶點或者聯(lián)合CD19作為雙特異性靶點，在重癥肌無力和系統(tǒng)性紅斑狼瘡中顯示出潛在的臨床獲益。

為了避免誤傷非致病性B細胞，科學家們在設計CAR結構時，會采用以致病性自身抗原作為抗原識別域的CAAR，安裝到T細胞后，使T細胞能夠特異性識別并消除自身反應性B細胞。CAAR-T細胞療法用于天皰瘡、重癥肌無力等相關臨床試驗已經展開。

因勢利導，動員特殊T細胞

將CAR-T細胞療法用于治療自身免疫病時，T細胞的選擇可以靈活轉變。

調節(jié)性T細胞（T_reg）通過多種機制，在維持免疫耐受和抑制自身免疫反應中起重要作用。天然存在的T_reg細胞，或是工程化改造表達FOXP3的CD4+T細胞，可以進一步經過轉導表達特定的歸巢受體（如趨化因子受體或整合素）、CAR結構或T細胞抗原受體（TCR），使T_reg細胞能針對特定疾病相關抗原進行靶向，如腸道的粘膜血管細胞粘附分子或骨髓的特定趨化因子，從而定位至患病組織，在不影響整體免疫系統(tǒng)的情況下發(fā)揮局部免疫抑制作用。

也就是說，“武裝”上CAR結構的T_reg細胞，在自身免疫病治療中能夠定向到炎癥部位提供免疫調節(jié)作用，提高療效的同時減少廣泛的免疫抑制。這樣一來，靶向CD19的CAR-T_reg細胞可以在不完全消除B細胞的情況下控制自身抗體的產生，恢復免疫系統(tǒng)的平衡。

CAR-T_reg細胞療法需要考慮的關鍵之處，在于確保其表型的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的T_reg細胞不會產生促炎性細胞因子，因此與CAR-T細胞療法相比，CAR-T_reg細胞療法的CRS風險較低。

為此，在設計CAR結構時，胞內的共刺激域可以選擇CD28。CD28在T_reg細胞的發(fā)育中起關鍵作用，而含有4-1BB的CAR-T_reg細胞傾向于自發(fā)增殖，可能導致細胞耗竭。這意味著，選擇共刺激域時，CD28在維持T_reg細胞功能和穩(wěn)定性方面可能比4-1BB更為重要。

CAR-T_reg細胞療法的進一步工程化策略，還包括引入如IL-10或雙調蛋白等免疫調節(jié)因子的基因，以增強其免疫調節(jié)功能。

目前T_reg細胞在1型糖尿病中的作用已被廣泛研究，CAR-T_reg細胞療法可以有效延遲或防止小鼠1型糖尿病的發(fā)生。也有臨床研究開始對CAR-T_reg細胞在預防器官移植排斥反應中的作用進行評估，并探索CAR-T_reg細胞療法在炎癥性腸病和多發(fā)性硬化等其他疾病中的治療潛力。

▲工程化T_reg細胞特性

CAR-T治療前的準備

為了增強治療效果，在癌癥治療中，進行CAR-T細胞治療前的化療通常是必要的。

對于自身免疫病患者而言，最佳的預處理方案尚未確定。但是，在靶向CD19的CAR-T細胞治療中，環(huán)磷酰胺和氟達拉濱的組合顯示出良好的效果和急性期內的耐受性。

值得注意的是，環(huán)磷酰胺可能誘發(fā)繼發(fā)性腫瘤并影響生育能力，這對年輕女性患者而言尤為關鍵；氟達拉濱則極少數情況下會引起視力喪失。在這種情況下，鑒于治療自身免疫病與腫瘤發(fā)生的風險獲益比相矛盾，亟需開發(fā)更安全的CAR-T細胞治療前方案。

另一方面，由于免疫抑制藥物可能會干擾CAR-T細胞的制備和功能，可能需要自身免疫病患者在采集和輸注CAR-T細胞前減少或停用這些藥物，無法完全停藥時可以使用低劑量類固醇。未來將進一步探索，在CAR-T細胞治療自身免疫病的過程中，如何指導免疫抑制劑的使用。

CAR-T細胞的影響持久

CAR-T細胞療法通過全面清除致病性B細胞，可能導致免疫系統(tǒng)“重置”，從而在自體免疫疾病治療中產生長期療效。

目前證據表明，盡管B細胞在治療后較早恢復，但疾病改善仍可維持。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的臨床試驗中，患者治療后平均在110±32天后B細胞恢復，但隨訪12個月未見疾病復發(fā)。這與癌癥患者B細胞恢復時間較長（中位時長12個月）的現(xiàn)象形成對比，可能是由于自體免疫疾病患者治療前接受的淋巴耗竭化療較少。

此外，在自身免疫病中，隨著炎癥的控制，T_reg細胞的數量和功能可能會受損。不過有證據表明，CAR-T_reg細胞即使被清除后，對自身抗原或異體抗原降低的免疫反應仍可持續(xù)存在。

綜上所述，CAR-T細胞療法相比單克隆抗體能更徹底消耗B細胞，CAR-T_reg細胞療法則可以維持炎癥部位的外周耐受性。這些細胞靶向治療有望實現(xiàn)各種自身免疫病的持久緩解，這將是傳統(tǒng)療法的重大進步。同時，CAR-T細胞療法還可能具有更良好的安全性，這是先前自身免疫細胞療法（例如造血干細胞移植）所無法比擬的。

CAR-T細胞療法在自身免疫疾病治療中展現(xiàn)出巨大潛力，其長期療效與安全性仍需進一步研究確認。隨著更多臨床試驗的進行，這些創(chuàng)新治療將為自身免疫病患者開辟新的治療希望，并推動整個免疫治療領域的進步。

遇上自身免疫疾病，CAR-T細胞療法能否再度創(chuàng)造奇跡，我們拭目以待！

參考文獻：

[1]Lee DSW, Rojas OL, Gommerman JL. B cell depletion therapies in autoimmune disease: advances and mechanistic insights. Nat Rev Drug Discov. 2021 Mar;20(3):179-199. doi: 10.1038/s41573-020-00092-2. Epub 2020 Dec 15. PMID: 33324003; PMCID: PMC7737718.

[2]Chung, J.B., Brudno, J.N., Borie, D. et al. Chimeric antigen receptor T cell therapy for autoimmune disease. Nat Rev Immunol (2024). https://doi.org/10.1038/s41577-024-01035-3