嵌合抗原受體T細胞治療致細胞因子釋放綜合征與神經毒性的現狀及展望

石亞群 俞妍慧

1長治醫學院研究生院（山西長治046000）；2長治醫學院附屬和平醫院血液科（山西長治046000）

嵌合抗原受體T 細胞（chimeric antigen receptor engineered T cell，CAR-T）結合了腫瘤特異性識別區域的高親和力和T 細胞的細胞溶解特性，其將抗原識別特異性轉導成信號級聯反應，從而激發T細胞效應器功能殺死腫瘤細胞，屬于過繼免疫治療的一種。目前CAR-T細胞已發展至第四代，其在臨床試驗中已顯示良好的抗血液惡性腫瘤的能力。隨著CAR-T 細胞療法的迅速興起，其潛在的致命性不良反應逐漸被發現，因此及早發現這些不良反應并進行干預對患者的預后是至關重要的。

1 CAR-T 的臨床應用

CAR-T 細胞療法是一項突破性技術，靶向CD19 的CAR-T 細胞療法在較短的時間內徹底改變了復發/難治性急性淋巴細胞白血病治療方式，多項試驗顯示患者的緩解率高達70%～90%［1］，因此CD19 成為CAR-T 治療B 細胞淋巴瘤的理想靶點，除CD19外，CD20、CD22、κ輕鏈、ROR1蛋白對于B 細胞淋巴瘤治療也是具有一定潛力的靶點［2］。多發性骨髓瘤抗原包括B 細胞成熟抗原（BCMA）、CD138、CD38、CD56、CD44、信號淋巴細胞激活分子家族成員7（SLAMF7）和κ輕鏈作為CAR 靶點正在研究中［3-4］，其中BCMA 在大多數多發性骨髓瘤惡性細胞中都有表達，靶向BCMA 的CAR-T 細胞具有很強的抗骨髓瘤活性［5］。相比于血液系統腫瘤，實體瘤中CAR-T 的應用受到很多因素的限制，其中主要因素包括：腫瘤異質性、T 細胞耗竭、腫瘤微環境抑制和T 細胞運輸障礙［6］，因此CAR-T細胞療法在實體瘤試驗中基本停留在檢測安全性的階段［7］。

2 細胞因子釋放綜合征和免疫效應細胞相關神經毒性綜合征的病理生理學機制

2.1 細胞因子釋放綜合征的病理生理學機制CAR-T 細胞療法中常見的毒性反應之一是細胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS），其起因是CAR-T 細胞在識別體內腫瘤細胞后被激活，繼而促進大量細胞因子釋放，觸發一系列全身炎癥反應的發生［8］，所釋放的細胞因子進一步激活免疫細胞（巨噬細胞、單核細胞、T 細胞、B 細胞等）釋放大量炎性細胞因子進而促使CRS 的發生［9-10］。這些炎癥介質和細胞因子可促進內皮細胞活化，導致血液動力學不穩定、毛細血管滲漏和消耗性凝血病。此外，小鼠研究模型表明兒茶酚胺也可通過激活免疫細胞中腎上腺素的自擴增前饋回路和細胞因子的產生而促進CRS 的發展［11］。CRS 通常表現為高熱、寒戰、肌肉痛、全身乏力、食欲不振，嚴重時可發生全身器官功能衰竭［12］。研究顯示血清中細胞因子IL-6 水平與CRS 嚴重程度密切相關，IL-6 通過信號轉導會導致嚴重的CRS癥狀，如血管滲漏、補體和凝血級聯反應的激活導致彌散性血管內凝血［13-14］及心肌病。由于IL-6受體抗體（tocilizumab）與IL-6 受體結合阻斷T 細胞活化下游單核細胞和巨噬細胞產生的IL-6，因此用IL-6 受體抗體早期干預可以減輕CRS 的嚴重程度，并且至今仍沒有發現其對CAR-T 細胞抗腫瘤作用的不良影響［15］。

2.2 免疫效應細胞相關神經毒性綜合征的病理生理學機制免疫效應細胞相關神經毒性綜合征（immune effector cell-associated neurotoxicity syndrome，ICANS）也是CAR-T 細胞療法中常見的嚴重不良反應之一，通常表現為神經毒性，其癥狀包括識字困難、失語和混亂，嚴重時進展為意識模糊、昏迷、癲癇、運動障礙和腦水腫［16-17］。神經毒性的嚴重程度與CRS 的嚴重程度相關，這表明與CRS 相關的全身炎癥反應會促使神經毒性的發生［17］。對患有嚴重CRS 和神經毒性的成年患者的研究表明，內皮細胞活化明顯，內皮細胞的活化可能導致血腦屏障的破壞，使免疫效應細胞和炎性介質滲入中樞神經系統［18-20］。一些研究機構對具有致命神經毒性成年人的大腦進行尸檢，發現其大腦存在內皮功能障礙和血腦屏障破壞的證據［21-22］。與成人研究相反，用靶向CD19 的CAR-T細胞治療的兒童急性淋巴細胞白血病的患者中，沒有內皮細胞激活的報道［20］。對急性神經毒性患者腦脊液的研究顯示部分細胞因子在血清中的濃度通常高于腦脊液，這表明可滲透性的血腦屏障導致了腦脊液中的高細胞因子水平。然而，與血清相比，腦脊液中IL-8、IP10 和MCP-1 的濃度更高，這表明中樞神經系統內的局部產生也可能有貢獻［19］。

宿主和腫瘤因素也可能與CRS 和ICANS 的嚴重性相關［23-24］，如高腫瘤負荷和高基線炎癥狀態會導致嚴重的CRS 和ICANS。此外，治療的相關因素也會影響不良反應的等級，如高劑量CAR-T細胞輸注和不同CAR 結構設計可能會導致體內CAR-T 細胞的擴增及毒性的增加。

3 CRS 和IVANS 的分級及管理

3.1 CRS和ICANS 的分級不同研究機構間CRS和ICANS 的分級存在著差異，這導致臨床試驗中報告的不良反應的發生率和嚴重程度存在著偏差，因此迫切需要為CAR-T 細胞相關不良反應建立共識分級系統。最近，美國移植和細胞治療學會（American Society for Transplantation and Cellular Therapy，ASTCT）于2018 年6 月在華盛頓特區舉辦了一個研討會，該研討會發布了針對CRS 和ICANS 的ASTCT 共識評分系統，目的是在CRS 和ICANS 分級上達成共識，更好地指導CRS 和ICANS的預防和治療［16］。CRS 的ASTCT 共識評分系統是基于三個生命體征（體溫、血壓和血氧飽和度）來分級的（表1）［16］。ASTCT 共識評分系統通過進一步完善CARTOX 小組提出的神經毒性分級系統［21］形成了目前的ICANS 的評分系統（表2）。

3.2 CRS 和ICANS 的管理對CRS 和ICANS 的早期診斷及干預對于預防CAR-T 細胞治療后的嚴重不良后果是至關重要的［12］。CRS管理的關鍵方面包括支持護理和干預措施，以消除潛在有害的CAR-T 細胞效應子功能或下游免疫效應［25］。神經毒性通常出現在CRS 后，根據ASTCT 共識標準，神經毒性的治療包括支持療法、抗癲癇治療和/或聯合皮質類固醇，如果存在并發的CRS，可以給予IL-6 受體抗體；但是，在沒有發生CRS 時不建議使用IL-6 受體抗體，因為在這種情況下使用無效。

4 CRS 和ICANS 的應對策略

修改CAR-T 細胞結構設計以改善細胞因子相關毒性是目前研究熱點。目前控制CAR-T 細胞的方法可歸納為三類：被動控制、誘導控制、自主CAR-T 細胞。（1）被動控制方法包括親和力調節CARs［26］和瞬時轉染T 細胞［27］，這些方法可直接限制CAR-T 細胞介導的細胞毒性。（2）誘導控制的原理是使用抗體或誘導自殺系統來消除CAR-T 細胞，如將攜帶有“自殺”基因的病毒載體編碼到CAR 構建體中［28］、酪氨酸激酶抑制劑達沙替尼抑制CAR 信號［29］、將適配器（CAR 識別分子）連接到腫瘤抗原的抗體或配體上以控制CAR-T 細胞對抗原的活性［30］。這些方法依賴于聯合用藥，從而使CAR-T 細胞的使用依賴于所選藥物的藥代動力學、組織可用性和潛在不良反應，當發生嚴重不良反應時，誘導CAR-T 細胞凋亡，終止治療。（3）自主CAR-T 細胞具有自我調節性，可以根據正常和癌細胞表面表達的蛋白決定是否發起或阻止對目標細胞的殺傷作用，如構建雙特異性CAR-T［31］、在CAR 結構［32］中加入缺氧誘導因子來控制CAR 的表達，自主CAR-T 細胞使用所謂的布爾邏輯門和腫瘤選擇機制來產生特異性自主CARs，以便更好地區分腫瘤細胞和正常細胞。

表1 ASTCT CRS 分級及管理Tab.1 Classification and management of ASTCT CRS

表2 ASTCT ICANS 分級及管理Tab.2 Classification and management of ASTCT ICANS

5 小結

正如本綜述所強調的，用CAR-T 細胞治療表達CD19 的復發或難治性B 細胞惡性腫瘤已經非常成功，然而在治療過程中可能發生顯著的毒性反應。因此，對于這種療法，挑戰和機遇仍是并存的。當前對不良反應的管理重點在于嚴格監控、及時發現，對于級別較低的不良反應給予對癥支持治療，而嚴重不良反應則應給予tocilizumab 和/或皮質類固醇。目前，CAR-T 不良反應的預防策略及CAR-T 細胞產品創新的重點是在不影響細胞免疫療法療效的同時進一步提高這些治療手段的安全性。